La dynamique des masses d'eau et des masses d'air - SVT - 4ème

La dynamique des masses d'eau et des masses d'air - SVT - 4ème

Voici un cours de SVT de 4ème rédigé par un professeur. Il porte sur la dynamique des masses d'eau et des masses d'air. Ce cours peut vous être utile pour le Brevet des Collèges.

Dans cette leçon, vous apprendrez l'origine du mouvement des masses d'air, notamment les vents et l'influence des mouvements d'air sur le climat. Vous étudierez ensuite l'origine des mouvements des masses d'eau.

Téléchargez gratuitement ci-dessous cette fiche de SVT sur la dynamique des masses d'eau et des masses d'air.

La dynamique des masses d'eau et des masses d'air - SVT - 4ème

Le contenu du document


 

Introduction

 

Le globe terrestre est composé de plusieurs enveloppes dont l’atmosphère (enveloppe gazeuse) et l’hydrosphère (regroupant les zones composées d’eau). 

L’atmosphère est animée de mouvements, les vents en sont les signes les plus évidents.

L’hydrosphère est également animée de mouvements : les vagues, les courants.

Ce sont les satellites qui suivent les mouvements de l’atmosphère ainsi que les courants marins et qui nous permettent de mieux les connaître et les prévoir.

Dans ce cours, nous allons voir quelle est l’origine de ces mouvements et quelles sont leurs conséquences sur les climats.

 

L’origine du mouvement des masses d’air.

 

Les déséquilibres de températures à l’origine des mouvements des masses d’air.

 

Les différences de températures qui existent entre 2 régions du globe sont dues à l’inégale répartition de l’énergie solaire à la surface du globe. Elles sont responsables des mouvements verticaux des masses d’air.

 

boucle circulation

 

L’atmosphère est chauffée à sa base au niveau de l‘équateur. L’air chaud, moins dense, monte, migre vers les latitudes plus hautes (30°) se refroidit, devient plus dense, descend et se réchauffe à nouveau. L’air retourne alors à sa latitude initiale fermant ainsi une boucle de circulation.

Lorsque l’air monte, cela crée une zone de basse pression au sol, appelée dépression (D).

Lorsque l’air descend, cela crée une zone de haute pression au sol, appelée anticyclone (A).

Les vents de surface, sont créés par ces différences de pression et ces vents se déplacent des zones de haute pression vers les zones de basse pression. Les différences de pression sont donc responsables des mouvements horizontaux des masses d’air.

 

Les vents sont déviés par la force de Coriolis, force due à la rotation de la Terre. Les vents tournent.

Les vents sont déviés à droite dans l’hémisphère Nord, à gauche dans l’hémisphère sud.

 

boucles de circualtion

 

A l’échelle du globe, il existe ainsi trois grandes boucles de circulation dans l’hémisphère nord comme dans l’hémisphère sud :

- La boucle tropicale (cellule de Hadley) : montée d’air chaud et humide à l’équateur, descente d’air froid à 30° de latitude Nord ou sud.  Les vents de surface créés sont les alizés qui circulent des latitudes 30° vers l’équateur.

- La boucle tempérée (cellule de Ferrel) : de l’air tiède monte à 60° de latitude Nord ou sud et l’air froid redescend à 30° de latitude Nord ou sud. Cette boucle crée les vents d’Ouest qui se déplacent de 30° vers 60° de latitude.

- La boucle polaire : montée d’air tiède à 60° de latitude et descente d’air froid et sec aux pôles : cela crée les vents d’est ou vents polaires.

 

Les mouvements d’air et leur influence sur les climats.

 

Lorsque l’air froid et sec redescend aux latitudes 30° et aux pôles, le climat est sec, c’est là que l’on trouve les déserts.

En fonction de la latitude, la quantité d’énergie reçue n’est pas la même. A 30°, l’énergie solaire reçue est plus importante qu’aux pôles. Par conséquent, aux latitudes 30° on va trouver les déserts chauds (ex : le Sahara pour l’hémisphère nord et le désert australien pour l’hémisphère sud) et aux pôles les déserts froids (arctique et antarctique). 

 

climats

 

Au niveau de l’équateur, l’air chaud est très humide. Lors de sa montée en altitude, il va se refroidir. La vapeur d’eau se condense et il pleut. On a donc de grandes forêts équatoriales.

Entre 30° et 60° de latitude, il y a affrontement entre l’air chaud tropical et l’air froid venu des pôles. La montée d’air chaud et sa décompression entraîne des pluies localisées.

 

L’origine du mouvement des masses d’eau.

 

Le vent à l’origine des mouvements de surface des masses d’eau.

 

Les courants de surface sont le résultat d’une interaction entre l’eau et l’atmosphère. Ce sont les vents qui exercent une force d’entraînement mécanique sur les eaux de surface. Donc les courants de surface ont la même direction que les vents et sont également déviés par la force de Coriolis.

La taille des vagues va donc dépendre de la force du vent et de sa durée.

 

La température et la salinité à l’origine des courants profonds.

 

Le rôle de la température.

 

Une eau froide est plus dense qu’une eau chaude par conséquent l’eau froide plonge et l’eau chaude remonte en surface.

 

Le rôle de la salinité.

 

La salinité moyenne des eaux océaniques est de 34,71 g/L.

La salinité augmente dans les 800 premiers mètres de profondeur. Plus l’eau est salée, plus elle est dense.

En association avec la baisse de température, l’eau augmente de densité et plonge.

 

La circulation thermohaline : 

 

La circulation thermohaline est la circulation des eaux océaniques à l’échelle du globe, due aux différences de densité engendrées par la température et la salinité de l’eau.

1. L’eau superficielle chaude et peu salée remonte dans l’Atlantique Nord, s’évapore, se refroidit et gèle. Lorsque la partie superficielle de l’eau gèle, la partie inférieure d’eau non gelée devient plus salée. Donc l’eau froide et salée plonge dans l’Atlantique Nord.

2. Il se crée un courant profond qui se répand jusque dans l’Atlantique Sud. 

3. Cette eau se diffuse ensuite dans l’Océan Indien et l’Océan Pacifique où l’eau se réchauffe et la salinité baisse. Donc les eaux remontent en surface et retournent dans l’Atlantique Nord.

 

courants

 

Les courants océaniques et leur influence sur les climats.

 

Prenons l’exemple du Gulf Stream. 

 

Le Gulf Stream

 

Le Gulf Stream est un courant océanique de surface, chaud, qui prend sa source au sud de la Floride, remonte le long des côtes américaines en direction de Nord, puis traverse l’Atlantique pour venir longer les côtes européennes et va finir sa course en se diluant au large des côtes du Groenland.

Ce courant marin chaud, permet de réchauffer les côtes de l’Europe de l’Ouest en hiver, c’est pourquoi le climat en hiver est plus doux en France à Paris, qu’à Québec au Canada, bien que ces 2 villes soient à peu près à la même latitude.

Ce courant marin permet de redistribuer la chaleur des tropiques vers les pôles.

 

Conclusion

 

Les mouvements des masses d’air et d’eau sont liés à la différence d’énergie solaire reçue entre l’équateur et les pôles. Ces mouvements permettent la répartition de la chaleur de l’équateur vers les pôles.

Les vents sont des déplacements d’air, dus aux différences de températures et de pression. 

Les vents entraînent les mouvements des masses d’eau et créent les courants de surface. Les courants océaniques profonds sont quant à eux liés aux différences de températures et de salinité de l’eau.

Les mouvements de masses d’air et d’eau sont liés. Ces mouvements sont responsables des climats qui règnent dans les différentes régions du globe, mais aussi des phénomènes climatiques et météorologiques (tempêtes, cyclones, El niño…).

La hausse des températures de l’océan et de l’atmosphère engendre donc des modifications climatiques.

Ces mouvements d’air et d’eau sont aussi impliqués dans la dispersion des polluants. Les courants marins sont beaucoup plus lents que les courants atmosphériques, la dispersion des polluants est donc plus longue en mer que dans l’air. Mais dans les deux cas, la dispersion de fait sur de très grandes distances.

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