Circulation
Générale
Le système mondial des vents, qui transporte l'air
chaud depuis l'Équateur où le rayonnement solaire
est le plus important vers les latitudes plus élevées,
s'appelle la circulation générale de l'atmosphère,
et provoque les zones de climat de la Terre.
La circulation générale de l'air est cassée
en trois cellules dans chaque hémisphère :
- la cellule de Hadley,
- la cellule de Ferrel ,
- la cellule Polaire.

À gauche, une représentation très
schématique de la circulation moyenne sur l'année,
avec en coupe les vitesses moyennes verticales et méridiennes
(nord-sud ). En réalité, seule la cellule
de Hadley de l'hémisphère d'hiver est
très bien définie. À droite, une
situation « typique », avec en coupe la
répartition verticale de la nébulosité
pour les différentes zones de latitudes. La dimension
verticale des coupes atmosphériques est évidemment
très exagérée sur cette figure
: l'altitude de la tropopause, qui sépare la
troposphère de la stratosphère, va de
10 à 12 km au-dessus des pôles, à
18 km au-dessus du front intertropical.
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Schéma de la circulation des vents en 3D
avec les cellules et les noms des vents :
- Trades winds -> les alizés ;
- Westerlies -> vents d'ouest ;
- Polar front -> front polaire ;
- Hadley cell -> cellule d'Hadley
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ici pour voir une animation de
la circulation de l'air dans l'atmosphère
La lumière du Soleil est plus forte près
de l'Équateur. L'air chauffé à cet endroit
s'élève et s'étend vers le nord et le
sud. Après que l'air s'est refroidi, comme il est plus
lourd, il descend de nouveau à la surface de la Terre
dans la zone de climat subtropicale entre les latitudes 25°
et 40°. Cet air décroissant frais stabilise l'atmosphère,
empêchant beaucoup de formation de nuage et de précipitations.
En conséquence, plusieurs des climats du désert
du monde peuvent être trouvés dans la zone de
climat subtropicale. L'air de surface des régions subtropicales
retourne vers l'Équateur pour remplacer l'air qui s'élève,
achevant ainsi le cycle de la circulation de l'air dans la
cellule de Hadley.
Bien que la réalité physique des cellules
de Hadley ait été remise en cause, elles fournissent
d'excellents moyens pour décrire la façon dont
la chaleur est transportée à travers la Terre
par le mouvement d'air. La circulation générale
sert à transporter l'énergie calorifique des
régions équatoriales chaudes à des régions
tempérées et polaires plus froides. Sans une
telle redistribution latitudinale de la chaleur, l'Équateur
serait beaucoup plus chaud et les pôles seraient beaucoup
plus froids.
Sans la rotation de la Terre, l'air voyagerait du nord
au sud directement à travers la différence de
température entre les basses et les hautes latitudes.
L'effet de la force de Coriolis
par suite de la rotation de la Terre cependant, balance les
vents vers leur droite dans l'hémisphère Nord,
et vers leur gauche dans l'hémisphère Sud. Ainsi
le mouvement de l'air vers l'Équateur, un flux de Nord-Est
dans l'hémisphère Sud et de Sud-Est dans l'hémisphère
Nord crée les alizés
des régions tropicales. L'air qui voyage vers les pôles
forme les westerlies associées avec la ceinture des
systèmes cycloniques de basse pression à environ
50° à 60° au nord et au sud. En général,
là où l'air descend, les hautes pressions se
développent, par exemple aux latitudes subtropicales
ou encore près des pôles. Là où
l'air se lève, la pression atmosphérique est
basse, comme à l'Équateur et aux latitudes moyennes
où les orages ou les
systèmes frontaux se développent.
Schéma de la circulation horizontale
de l'atmosphère en Juillet
:
(+) anticyclone ; (-)
dépression
et le trait est la Zone de
Convergence Intertropicale
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Schéma de la circulation horizontale
de l'atmosphère en Janvier
:
(+) anticyclone ; (-)
dépression
et le trait est la Zone de
Convergence Intertropicale
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La zone de
convergence de l'intertropical (ITCZ)
se déplace avec
l'inclinaison de l'axe du la Terre suivant les saisons. Les
pluies
convectives qui accompagnent le passage de la zone de convergence
de
l'intertropical sont la source fondamentale des précipitations
dans les
emplacements de 10 à 23,50° latitude Nord et Sud.
L'animation ci-dessus
démontre le mouvement saisonnier de la circulation
globale de la Terre.