Circulation atmosphérique générale : définition, processus et son impact sur le climat

La circulation atmosphérique générale désigne le mouvement massif de l’air dans l’atmosphère terrestre, principalement alimenté par l’énergie solaire. Ce déplacement se produit en raison des différences de température et de pression entre différentes zones de la planète, ce qui entraîne la formation de schémas de vents permettant de transporter la chaleur depuis les régions les plus chaudes, situées près de l’équateur, vers les zones plus froides, proches des pôles. Le système de circulation globale est organisé en plusieurs cellules qui se répètent de part et d’autre de l’hémisphère. Ces cellules principales sont celles de Hadley, Ferrel et Polaire.

Pour en savoir plus, vous pouvez consulter notre article sur la Composition de l’atmosphère.

La formation de la circulation atmosphérique globale résulte des écarts de température entre différentes régions, ce qui génère des variations de pression dans l’atmosphère. Ce processus s’articule en plusieurs étapes :

1. Rayonnement solaire et chauffage inégal : La lumière du Soleil n’atteint pas la surface terrestre de manière uniforme, en raison de la forme sphérique de la Terre. Cela crée un gradient thermique, c’est-à-dire une différence de température entre l’équateur (plus chaud) et les pôles (plus froid).
2. Convection dans l’atmosphère : L’air proche de l’équateur se réchauffe plus rapidement, devient moins dense et monte, créant ainsi une zone de basse pression à la surface. À mesure qu’il s’élève, il se refroidit et se déplace vers des latitudes plus élevées. Par ailleurs, dans les régions polaires, l’air froid et dense tend à descendre, formant des zones de haute pression.
3. Formation de cellules de circulation : Ce processus d’ascension et de descente de l’air génère des modèles de circulation atmosphérique, appelés cellules, qui se répètent à travers le globe.

La circulation atmosphérique détermine les principaux schémas de vent à l’échelle mondiale, influant significativement sur le climat et la météo dans différentes régions. Ces vents résultent du déplacement de l’air, qui tend à aller des zones de haute pression vers celles de basse pression pour rétablir l’équilibre dans l’atmosphère.

La circulation globale de l’atmosphère engendre plusieurs systèmes de vents dominants, suivant des schémas globaux. Ces vents varient en fonction de la latitude et se regroupent principalement en trois catégories, associées aux trois cellules de circulation :

• Les alizés (Cellule de Hadley) : ces courants d’air soufflent des latitudes subtropicales (environ 30°N et 30°S) vers l’équateur. Leur origine réside dans le mouvement de chute de l’air dans ces régions, provoquant des zones de haute pression. Pour en savoir plus, consultez notre article sur les Vents alizés : leur origine et leur formation.
• Les vents d’ouest (Cellule de Ferrel) : ils soufflent depuis les latitudes moyennes (environ 30° à 60°N/S) vers l’est. Ces vents sont alimentés par l’air descendant de la cellule de Ferrel, située entre celle de Hadley et la zone polaire.
• Les vents polaires (Cellule polaire) : dans ces régions, l’air froid et dense descend, créant des zones de haute pression polaires. En se déplaçant vers des latitudes plus basses, il est dévié par l’effet Coriolis, donnant naissance à des vents polaires d’est.

Les cellules atmosphériques constituent de vastes systèmes de circulation de l’air au sein de la structure générale de l’atmosphère. Elles sont au nombre de trois principales :

• Cellule de Hadley : elle assure la circulation dans les zones tropicales, redistribuant la chaleur vers des latitudes plus tempérées, et joue un rôle essentiel dans la formation des climats tropicaux, notamment à travers les saisons pluvieuses.
• Cellule de Ferrel : située entre celle de Hadley et la cellule polaire, cette cellule redistribue la chaleur et l’énergie des zones subtropicales vers les régions polaires. Elle explique également la variabilité climatique dans les zones tempérées, avec des tempêtes fréquentes et des variations saisonnières.
• Cellule polaire : responsable du transport de l’air froid vers les latitudes moyennes et influant sur les conditions climatiques polaires, tout en contribuant à la formation de systèmes orageux dans ces régions.

L’effet Coriolis est une force apparemment apparente, générée par la rotation de la Terre, qui influence directement la circulation générale de l’atmosphère en modifiant la trajectoire des vents et des courants océaniques. Il explique notamment pourquoi ces derniers ne se déplacent pas en ligne droite depuis les zones de haute pression vers celles de basse pression, mais subissent une déviation selon l’hémisphère dans lequel ils se trouvent.

Au fur et à mesure de leur déplacement, l’impact de la rotation terrestre dévie leur trajectoire, ce qui donne naissance aux principaux vents que l’on observe à diverses latitudes. Concernant la cellule de Hadley, l’air chaud qui monte près de l’équateur se déplace vers les latitudes subtropicales, où il descend. Lorsqu’il redescend, il devient plus dense et commence à se déplacer vers l’équateur sous forme d’alizés.

Quant à la cellule de Ferrel, l’air circule depuis les latitudes subtropicales vers celles de latitude moyenne, mais son trajet est dévié par l’effet Coriolis, dans la direction opposée à celle des alizés.

Dans la cellule polaire, l’air froid descend dans les pôles et repart vers les latitudes plus basses. Selon l’hémisphère :

• Dans l’hémisphère nord, ces vents polaires sont déviés vers la droite, soufflant d’est en ouest.
• Dans l’hémisphère sud, ils sont déviés vers la gauche, aussi soufflant d’est en ouest.

Ces vents polaires d’est jouent un rôle dans le maintien du climat très froid polaire, tout en interagissant avec les vents d’ouest dans les zones temperées, ce qui génère des systèmes de tempêtes et des fronts météorologiques complexes.

Pour en savoir plus, consultez notre article détaillé sur l’Effet Coriolis : définition, mécanisme et exemples.

Si vous souhaitez approfondir le sujet de la circulation atmosphérique globale : qu’est-ce que c’est et comment elle se forme, n’hésitez pas à explorer nos ressources dans la catégorie Environnement.