Le climat tropical

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Mis à jour le Thu Apr 29 2021

Dans le chapitre précédent, nous avons vu le cycle de l'eau et la circulation générale, le mouvement 3D de l'air dans l'atmosphère. Examinons comment la circulation générale peut affecter les pluies et les tempêtes dans les tropiques, et ce que le changement climatique pourrait signifier pour les deux.

Comment le vent se déplace-t-il dans les tropiques ?

Le vent est important pour le cycle de l'eau car il redistribue la vapeur autour de la planète, affectant l'endroit où il pleut et l'intensité des précipitations. L'évaporation de l'océan forme des nuages qui peuvent être déplacés par le vent, déversant les pluies sur la terre :

Comme nous l'avons appris dans le chapitre sur le cycle de l'eau, les tropiques reçoivent plus d'énergie thermique du soleil, donc l'air dans cette région est plus chaud que dans le reste de l'atmosphère. Cela le rend moins dense qu'un air plus froid.

La densité d'un gaz fait référence au nombre de molécules présentes dans un volume donné. Ajouter de l'énergie à un gaz provoque sa dilatation et réduit sa densité : les molécules ayant plus d'énergie à déplacer, elles s'étendent davantage. Les différences de densité entre les masses d'air créent des variations de courants d'air de plusieurs manières :

Circulation du vent aux Tropiques

L'air chaud monte à mesure que l'air plus froid et plus dense de l'environnement le pousse vers le haut et l'écarte du chemin. On appelle cette propriété la flottabilité.

L'air chaud à l'équateur crée un courant de vent ascendant. Lorsque l'air monte, il subit une pression plus faible, car il y a moins d'air au-dessus qui le pousse vers le bas. La température, la pression et le volume d'un gaz s'influencent mutuellement: comme les températures plus élevées, une pression plus faible permet à l’air de se dilater et d’augmenter son volume.

La dilatation de l'air repousse l'air qui l'entoure. Cela nécessite de l'énergie, qui provient de la chaleur du gaz. De ce fait, la dilatation entraîne le refroidissement de l'air ascendant. Lorsque cet air se refroidit, la vapeur d'eau qu'il contient devient liquide, formant des nuages.

Le vent ascendant perd également sa flottabilité car, lorsqu'il monte, la densité de l'air environnant diminue. Finalement, l'air est incapable de monter davantage. À ce stade, le vent est poussé latéralement et se divise en deux courants distincts, qui se déplacent vers les pôles opposés.

En se déplaçant vers les pôles, ces courants retombent vers la surface de la planète. En descendant, ils subissent une pression croissante, ce qui les réchauffent à nouveau. Ayant laissé son eau derrière lui sous forme de nuages, cet air chaud et sec crée des déserts comme le Sahara et le Kalahari.

L'air ascendant forme des nuages

À la surface de la planète, l'air plus dense revient vers l'équateur. Ceci complète la circulation de l'air autour des tropiques, connue sous le nom de cellule de Hadley.

Selon toi, quel effet la rotation de la Terre vers l'est a-t-elle sur le vent se déplaçant vers l'équateur?


Ces vents d'ouest aux tropiques sont connus sous le nom d'alizés. Ils redistribuent la vapeur d'eau de l'équateur, et leur force influence la quantité de pluie qui tombe sur la terre.

La mousson

Pour voir comment la circulation du vent peut affecter le régime des pluies, explorons les fortes pluies saisonnières que l'on trouve dans les régions tropicales appelées moussons.

La mousson de l'Asie du Sud se produit chaque année entre juin et septembre.

Pendant cette saison, la terre se réchauffe davantage que l'océan qui l'entoure, car l'eau a une grande capacité thermique. Cette différence de température crée une différence de densité qui déplace une grande masse d'air au-dessus de l'océan vers la terre.

Ce mouvement d'air provoque des pluies intenses dans les tropiques à cause de la cellule de Hadley. Tu te souviens que l'air chaud près de l'équateur monte et forme des nuages ? On appelle la région où se produit ce phénomène la zone de convergence intertropicale (ZCIT), et elle est associée à de fortes pluies en raison de la quantité de nuages qui se forment dans cette zone.

Au printemps, les courants qui se déplacent vers le nord en direction de l'Asie du Sud et du Sud-Est transportent de l'air humide et déplacent avec eux la ZCIT vers le nord. La ZCIT apporte ses tempêtes avec elle, créant les pluies intenses de la mousson. En Asie du Sud, ces moussons représentent 80% des précipitations de l’année.

Position changeante de la ZCIT et la mousson

En raison de l'intensification du cycle de l'eau et des changements dans la circulation générale, il est prévu que les moussons affecteront une surface plus vaste, et que les précipitations diminueront sur l'Océan Indien et augmenteront sur l'Inde.

Les modèles climatiques prédisent que d'ici 2100 les pluies associées à la mousson indienne augmenteront de 5% si nous limitons le réchauffement à 2 °C au-dessus des niveaux préindustriels, et de 10% si on le laisse atteindre 4 °C!

Les cyclones tropicaux

Les cyclones tropicaux sont de grandes tempêtes qui se forment au-dessus des océans tropicaux. On pense que ce sont les tempêtes les plus \définies{violentes}{violent} de la planète.

Plusieurs conditions doivent être réunies dans l'atmosphère pour qu'ils se forment. Si une zone de l'océan devient particulièrement chaude (plus de 27 °C), l'air chaud crée un courant ascendant plus fort que d'ordinaire. Cela doit coïncider avec le vent qui apporte plus de vapeur d'eau dans cette zone, fournissant plus d'eau pour alimenter la croissance de la tempête au-dessus.

De gros nuages de cyclone se forment lorsque les vents sont déviés vers l'ouest et commencent à tourner en spirale en raison de la rotation de la Terre. Comme pour les Alizés, cela concentre la vapeur d'eau entrante. En se déplaçant au-dessus de l'océan, la tempête absorbe de l'eau et continue de se développer.

En général, quelle est la taille de la région qui alimente un orage en eau par rapport à celle sur laquelle il pleut?


Les tempêtes concentrent l'eau provenant de régions lointaines

La tempête se développe en plusieurs étapes. Elle commence par un amas de nuages d'orage. Elle finit par devenir un cyclone tropical de grande envergure, dans lequel le courant d'air ascendant au centre est si fort qu'il produit en dessous un gonflement des eaux de l'océan. Ce gonflement est responsable de l'élévation du niveau de la mer qui peut provoquer des inondations là où l'orage atteint la terre ferme, ce qu'on appelle une onde de tempête.

Comment le changement climatique entre-t-il en jeu ici ?

Le réchauffement de la planète fournit à l'atmosphère plus de vapeur d'eau, donnant aux tempêtes davantage d'eau pour créer des précipitations plus importantes.

Les modèles prédisent que d'ici la fin du siècle, un réchauffement de 2 °C au-dessus des niveaux préindustriels pourrait augmenter l'intensité moyenne des cyclones tropicaux de 1 à 10%.

Conclusions

Nous en savons plus maintenant sur la circulation de l’air dans les tropiques, les fortes pluies et les tempêtes, et la manière dont le changement climatique est susceptible de les affecter. Mais ce n'est encore qu'un aperçu du système complexe qu'est notre atmosphère ! Alors la prochaine fois qu'il pleut pendant une « journée ensoleillée », aie un peu de compréhension pour ton pauvre météorologiste !

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