Karamö, le prof virtuelLeçon 21 sur 24
L'atmosphère et la circulation atmosphérique
Je sais décrire la composition et les couches de l'atmosphère, expliquer la pression et les vents, et montrer comment la circulation générale de l'atmosphère (alizés, harmattan, mousson, front intertropical) explique les saisons en Guinée.
- 45 min
- 5 exercices corrigés
- 3 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Décrire la composition et la structure en couches de l'atmosphère
- Définir la pression atmosphérique, les anticyclones et les dépressions
- Expliquer la naissance des vents et leur déviation
- Présenter la circulation générale de l'atmosphère et les grandes ceintures de vents
- Expliquer l'harmattan, la mousson et le déplacement du front intertropical en Afrique de l'Ouest
Avant de commencer : Les leçons sur les mouvements de la Terre (rotation, révolution, inégal éclairement) et sur les coordonnées géographiques (latitudes).
1Je découvre
En janvier, à Kankan, Hawa se réveille avec les lèvres sèches. Le ciel est blanc de poussière, le soleil ressemble à une lune pâle, et sa mère a posé un linge humide sur la cruche pour garder l'eau fraîche. « C'est l'harmattan, dit sa mère, le vent du désert. » Les nuits sont fraîches, les journées chaudes et très sèches.
En juillet, tout change. Des nuages sombres arrivent de l'ouest, le vent tourne, et des pluies violentes tombent presque chaque jour. Les champs de maïs et de riz verdissent, les marigots se remplissent. Au journal météo, le présentateur parle de « mousson » et de « front intertropical ».
Hawa se demande : pourquoi le vent ne souffle-t-il pas toujours dans la même direction ? D'où vient l'air sec de janvier et l'air humide de juillet ? Qu'est-ce qui décide du début et de la fin de la saison des pluies ?
Qu'est-ce que l'atmosphère, et comment la circulation de l'air autour de la Terre explique-t-elle nos saisons ?
2Je comprends
1. La composition de l'atmosphère
L'atmosphère est l'enveloppe gazeuse qui entoure la Terre et qui est retenue par la gravité. Elle est indispensable à la vie : elle fournit l'oxygène que nous respirons, nous protège des rayons dangereux du Soleil et garde la chaleur à la surface de la Terre.
L'air sec est un mélange de gaz :
L'air contient aussi de la vapeur d'eau en quantité variable (presque rien dans le désert, beaucoup en Guinée maritime en saison des pluies) et des poussières (sable de l'harmattan, fumées). Certains gaz présents en petite quantité, comme la vapeur d'eau et le gaz carbonique, retiennent la chaleur : c'est l'effet de serre. Il est naturel et nécessaire, mais les activités humaines (combustion du pétrole, du charbon, du bois, déforestation) augmentent la quantité de gaz carbonique et renforcent cet effet : c'est l'une des causes du réchauffement climatique.
2. Les couches de l'atmosphère
L'atmosphère est divisée en plusieurs couches, selon l'évolution de la température avec l'altitude :
| Couche | Altitude approximative | Caractères |
|---|---|---|
| Troposphère | Du sol à environ 8 km (pôles) et 16 à 18 km (équateur) | Contient l'essentiel de l'air et de la vapeur d'eau ; nuages, pluies, vents : c'est là que se forme le temps. La température baisse d'environ 6,5 °C tous les 1 000 m |
| Stratosphère | Jusqu'à environ 50 km | Contient la couche d'ozone, qui absorbe une grande partie des rayons ultraviolets du Soleil ; la température remonte |
| Mésosphère | Jusqu'à environ 80 à 85 km | Très froide ; les petites météorites y brûlent (étoiles filantes) |
| Thermosphère | Au-delà | Air très rare ; aurores polaires, satellites en orbite basse |
La limite entre troposphère et stratosphère s'appelle la tropopause.
Exemple
Question : « Au niveau de la mer, à Conakry, il fait 30 °C. En utilisant la baisse moyenne de 6,5 °C par 1 000 m, estime la température au même moment dans la troposphère à 1 500 m d'altitude. »
Réponse :
Baisse de température : 6,5 × 1 500 ÷ 1 000 = 6,5 × 1,5 = 9,75 °C.
Température estimée : 30 − 9,75 = 20,25 °C, soit environ 20 °C.
C'est pour cette raison que les hauteurs du Fouta-Djallon et les massifs de Guinée forestière sont plus frais que la plaine côtière.
3. La pression atmosphérique
L'air a un poids. La pression atmosphérique est la force exercée par le poids de l'air sur une surface. On la mesure avec un baromètre, en hectopascals (hPa). La pression normale au niveau de la mer est de 1 013 hPa. Elle diminue avec l'altitude, car il y a moins d'air au-dessus.
Sur une carte météorologique, les lignes qui relient les points de même pression s'appellent des isobares.
- Une zone de hautes pressions (pression supérieure à 1 013 hPa) est un anticyclone : l'air y descend, se réchauffe et s'assèche ; il fait en général beau et sec.
- Une zone de basses pressions (pression inférieure à 1 013 hPa) est une dépression : l'air chaud y monte, se refroidit et sa vapeur d'eau se condense ; il se forme des nuages et des pluies.
Pourquoi ces différences ? Parce que la Terre est inégalement chauffée par le Soleil. À l'équateur, le sol très chaud chauffe l'air, qui se dilate, devient plus léger et monte : c'est une zone de basses pressions. Aux pôles, l'air froid, lourd, descend : ce sont des hautes pressions.
4. Le vent
Le vent est un déplacement horizontal de l'air, qui va toujours des hautes pressions vers les basses pressions, comme l'air qui s'échappe d'un pneu gonflé. Plus la différence de pression est forte sur une courte distance, plus le vent est violent.
On mesure la direction du vent avec une girouette et sa vitesse avec un anémomètre. Un vent porte le nom de la direction d'où il vient : un vent du nord-est souffle du nord-est vers le sud-ouest.
À cause de la rotation de la Terre, les vents ne vont pas en ligne droite : ils sont déviés vers la droite dans l'hémisphère Nord et vers la gauche dans l'hémisphère Sud. C'est l'effet de la force de Coriolis.
5. La circulation générale de l'atmosphère
À l'échelle de la planète, les zones de pression forment de grandes ceintures :
- vers l'équateur : une ceinture de basses pressions, où les vents se rencontrent et où l'air monte : la zone de convergence intertropicale (ZCIT). Il y pleut beaucoup ;
- vers 30° de latitude Nord et Sud : des hautes pressions subtropicales, où l'air redescend sec : les grands déserts (Sahara, Kalahari) s'y trouvent. En Atlantique, ce sont l'anticyclone des Açores au nord et l'anticyclone de Sainte-Hélène au sud ;
- vers 60° : des basses pressions subpolaires ;
- aux pôles : des hautes pressions polaires.
Entre ces ceintures soufflent les grands vents réguliers :
- les alizés : des hautes pressions subtropicales vers l'équateur ; déviés par la rotation de la Terre, ils soufflent du nord-est dans l'hémisphère Nord et du sud-est dans l'hémisphère Sud ;
- les vents d'ouest : des hautes pressions subtropicales vers les basses pressions subpolaires, dans les zones tempérées ;
- les vents d'est polaires : des pôles vers les basses pressions subpolaires.
- 1Équateur : le sol très chaud chauffe l'air, qui monte ; basses pressions et fortes pluies (ZCIT)
- 2En altitude, cet air s'écarte vers le nord et vers le sud en se refroidissant
- 3Vers 30° : l'air redescend, se réchauffe et s'assèche ; hautes pressions et déserts
- 4Au sol, l'air repart vers l'équateur : ce sont les alizés, déviés par la rotation de la Terre
- 5Les alizés des deux hémisphères se rencontrent à l'équateur, et le circuit recommence
Ces ceintures se déplacent au cours de l'année en suivant le Soleil : vers le nord pendant l'été de l'hémisphère Nord (de mai à septembre), vers le sud pendant l'hiver de l'hémisphère Nord.
6. En Afrique de l'Ouest : harmattan, mousson et front intertropical
En Afrique de l'Ouest, deux masses d'air s'affrontent :
- Vent du nord-est, venu du Sahara
- Alizé continental issu des hautes pressions sahariennes
- Air chaud le jour, frais la nuit, très sec, chargé de poussière
- Domine en saison sèche (environ de novembre à mars)
- Brume sèche, lèvres gercées, feux de brousse
- Vent du sud-ouest, venu de l'océan Atlantique
- Alizé austral issu de l'anticyclone de Sainte-Hélène, dévié après l'équateur
- Air chaud et très humide
- Domine en saison des pluies (environ de mai à octobre)
- Nuages, orages, pluies abondantes
La zone de contact entre l'air sec de l'harmattan et l'air humide de la mousson s'appelle le front intertropical (FIT), qui correspond au sol à la ZCIT. L'air humide de la mousson, plus lourd, s'avance en coin sous l'air sec. Les pluies tombent au sud du FIT, là où la couche d'air humide est assez épaisse.
- En été de l'hémisphère Nord, les basses pressions se déplacent vers le nord : le FIT remonte vers le Sahel, la mousson envahit toute la Guinée : c'est la saison des pluies.
- En hiver de l'hémisphère Nord, le FIT redescend vers le golfe de Guinée : l'harmattan souffle sur le pays : c'est la saison sèche.
Comme le FIT arrive d'abord au sud et repart d'abord du nord, la saison des pluies est plus longue en Guinée forestière et en Guinée maritime et plus courte en Haute-Guinée. La Guinée maritime reçoit en outre des pluies très abondantes, car la mousson arrive directement de l'océan et bute sur les reliefs du Fouta-Djallon.
Exemple
Question : « Explique pourquoi il pleut à N'Zérékoré en mai alors que la saison sèche dure encore à Siguiri. »
Réponse : La saison des pluies dépend de la position du front intertropical. Au printemps, le FIT remonte progressivement du sud vers le nord. En mai, il a déjà dépassé N'Zérékoré, située au sud-est du pays, qui reçoit donc l'air humide de la mousson : il y pleut. Siguiri, plus au nord, se trouve encore au nord du FIT, sous l'air sec de l'harmattan : la saison sèche y continue. Elle ne recevra les pluies que lorsque le FIT sera remonté plus au nord.
Méthode
Pour expliquer un vent ou une saison :
- Je repère les zones de hautes pressions (anticyclones) et de basses pressions (dépressions).
- Je trace le sens du vent : des hautes pressions vers les basses pressions.
- J'applique la déviation : vers la droite dans l'hémisphère Nord, vers la gauche dans l'hémisphère Sud.
- Je précise l'origine de l'air (océan : humide ; continent ou désert : sec).
- Je relie la position du front intertropical à la saison sèche ou à la saison des pluies.
3Je retiens
Je retiens
L'atmosphère est l'enveloppe gazeuse de la Terre : environ 78 % de diazote, 21 % de dioxygène, plus de l'argon, du gaz carbonique et de la vapeur d'eau.
Couches : troposphère (le temps, la température baisse d'environ 6,5 °C par 1 000 m), stratosphère (couche d'ozone), mésosphère, thermosphère.
Pression atmosphérique : poids de l'air, mesurée au baromètre en hPa (normale : 1 013 hPa). Anticyclone = hautes pressions, beau temps ; dépression = basses pressions, nuages et pluies.
Le vent va des hautes vers les basses pressions ; il est dévié vers la droite dans l'hémisphère Nord et vers la gauche dans l'hémisphère Sud.
Circulation générale : basses pressions équatoriales (ZCIT), hautes pressions subtropicales, alizés, vents d'ouest. En Afrique de l'Ouest : harmattan (sec, nord-est, saison sèche) et mousson (humide, sud-ouest, saison des pluies), séparés par le front intertropical (FIT).
4Erreurs fréquentes
- Nommer un vent d'après la direction vers laquelle il va : un vent porte le nom de la direction d'où il vient (l'harmattan vient du nord-est).
- Inverser anticyclone et dépression : anticyclone = hautes pressions et temps sec ; dépression = basses pressions et pluies.
- Dire que le vent va des basses vers les hautes pressions : c'est toujours l'inverse.
- Croire que le front intertropical est immobile : il se déplace vers le nord puis vers le sud au cours de l'année, et c'est ce qui crée les saisons en Guinée.
5Je m’exerce
1Exercice 1
(Questions de cours)
a) Définis l'atmosphère et cite ses deux principaux gaz avec leur proportion.
b) Dans quelle couche de l'atmosphère se forment les nuages et les pluies ? Où se trouve la couche d'ozone ?
c) Qu'est-ce qu'un anticyclone ? une dépression ?
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) L'atmosphère est l'enveloppe gazeuse qui entoure la Terre. Ses deux principaux gaz sont le diazote (environ 78 %) et le dioxygène (environ 21 %).
b) Les nuages et les pluies se forment dans la troposphère. La couche d'ozone se trouve dans la stratosphère.
c) Un anticyclone est une zone de hautes pressions où l'air descend et s'assèche : le temps y est en général beau et sec. Une dépression est une zone de basses pressions où l'air monte et se refroidit : il s'y forme des nuages et des pluies.
2Exercice 2
(Calcul) Au bord de la mer, la température est de 28 °C. En utilisant une baisse moyenne de 6,5 °C par 1 000 m, calcule la température approximative à 1 000 m, puis à 2 000 m d'altitude.
Voir le corrigéCacher le corrigé
À 1 000 m : 28 − 6,5 = 21,5 °C.
À 2 000 m : baisse de 6,5 × 2 = 13 °C, donc 28 − 13 = 15 °C.
3Exercice 3
(Vrai ou faux, justifie)
a) Le vent souffle des basses pressions vers les hautes pressions.
b) Dans l'hémisphère Nord, les alizés soufflent du nord-est.
c) L'harmattan est un vent humide venu de l'océan.
d) La pression atmosphérique augmente avec l'altitude.
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) Faux : le vent souffle toujours des hautes pressions vers les basses pressions.
b) Vrai : partis des hautes pressions subtropicales vers l'équateur, ils sont déviés vers la droite par la rotation de la Terre et viennent donc du nord-est.
c) Faux : l'harmattan est un vent sec venu du Sahara, au nord-est ; c'est la mousson qui vient de l'océan et qui est humide.
d) Faux : elle diminue avec l'altitude, car il y a moins d'air au-dessus.
4Exercice 4
(Analyse de document) Observe le tableau « Harmattan | Mousson ».
a) D'où vient chacun de ces vents ?
b) Pourquoi l'un est-il sec et l'autre humide ?
c) Explique, à l'aide du front intertropical, pourquoi la saison des pluies est plus courte à Siguiri qu'à N'Zérékoré.
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) L'harmattan vient du nord-est, du Sahara ; la mousson vient du sud-ouest, de l'océan Atlantique (anticyclone de Sainte-Hélène).
b) L'harmattan a traversé un désert : il ne s'est pas chargé d'humidité, il est donc sec. La mousson a traversé l'océan, où elle s'est chargée de vapeur d'eau par évaporation : elle est humide.
c) Les pluies tombent au sud du FIT. Au printemps, le FIT remonte du sud vers le nord : il atteint N'Zérékoré, au sud-est, bien avant Siguiri, au nord. À l'automne, il redescend vers le sud : il quitte Siguiri avant N'Zérékoré. Siguiri reste donc moins longtemps sous la mousson, et sa saison des pluies est plus courte.
5Exercice 5
(Rédaction guidée) En une douzaine de lignes, explique comment la circulation atmosphérique produit la saison sèche et la saison des pluies en Guinée. Plan : 1. les pressions et les vents ; 2. harmattan et mousson ; 3. le déplacement du FIT et les différences entre les régions.
Voir le corrigéCacher le corrigé
Exemple de rédaction :
La Terre est inégalement chauffée par le Soleil. L'air chaud de l'équateur monte et crée des basses pressions, tandis que l'air redescend vers 30° de latitude en formant des hautes pressions. Le vent souffle des hautes vers les basses pressions, et la rotation de la Terre le dévie : ainsi naissent les alizés.
En Afrique de l'Ouest, deux vents s'opposent. L'harmattan, alizé continental venu du Sahara au nord-est, est chaud le jour, sec et poussiéreux. La mousson, venue de l'Atlantique au sud-ouest, est chaude et humide. Leur zone de contact est le front intertropical.
Ce front se déplace avec le Soleil. En été de l'hémisphère Nord, il remonte vers le nord : la mousson couvre la Guinée et c'est la saison des pluies. En hiver, il redescend vers le sud : l'harmattan domine et c'est la saison sèche. Comme le FIT atteint d'abord le sud du pays, la saison des pluies est plus longue en Guinée forestière et en Guinée maritime qu'en Haute-Guinée.
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6Je vérifie
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