Le rayonnement solaire qui arrive sur Terre entraîne les mouvements des masses d'air (qui sont par exemple à l'origine du vent) et les mouvements des masses d'eau (qui sont par exemple à l'origine des courants marins). Les activités humaines, sources de pollution, ont des incidences sur ces phénomènes.
L'origine des phénomènes météorologiques
Le rayonnement solaire
À l'aide de satellites, il est possible de mesurer le rayonnement solaire reçu à la surface de l'atmosphère, appelé rayonnement solaire incident.
Répartition de l'énergie solaire moyenne reçue au sol
Wikipedia
Le rayonnement solaire est composé de plusieurs types de rayons. Certains rayons sont filtrés ou arrêtés par l'atmosphère (ozone). Les rayons à ondes longues qui parviennent à la surface de la Terre sont principalement :
- Les ultraviolets A et B (UVA et UVB), environ 56%
- La lumière visible, environ 39%
- Les infrarouges (IR), environ 5%
Par l'effet de serre, la surface de la Terre ré-émet une partie de l'énergie solaire absorbée par l'atmosphère.
Schéma de l'effet de serre
La dynamique des masses d'air et d'eau
Le mouvement des masses d'air
Suite à l'action du Soleil, de l'air chaud monte en altitude. En s'élevant, l'air se refroidit et redescend alors vers le sol. Cette circulation constitue un courant de convection. De telles boucles de circulation portent le nom de cellules de convection.
Le modèle de circulation générale des masses d'air comporte six cellules de convection :
- Deux cellules équatoriales dans le sens direct, dites cellules de Hadley
- Deux cellules à circulation inverse des précédentes, dites cellules de Ferrel
- Deux cellules polaires à nouveau à circulation directe
Circulation générale des masses d'air avec les six cellules de convection
Ces mouvements de masse d'air créent des vents de surface. Ils jouent un rôle considérable dans le cycle de l'eau, en assurant le transport d'énormes quantités de vapeur d'eau. Le déplacement des masses d'air conditionne le climat des diverses régions de la planète.
Le mouvement des masses d'eau
Le mouvement des masses d'air (sous forme de cellules de convection) entraîne le mouvement des masses d'eau superficielles. Cela induit une circulation océanique de surface.
Les courants océaniques de surface sont le résultat d'une interaction entre l'océan et les mouvements atmosphériques. Par conséquent, les courants océaniques de surface suivent les mêmes trajectoires que les vents de surface des océans.
Les vents de surface sont déviés dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère sud, d'où la circulation spécifique du Gulf Stream.
Les eaux sont mises en mouvement par deux vents différents :
- Les alizés, qui soufflent d'est en ouest et qui engendrent des courants marins chauds.
- Les vents d'ouest, soufflant d'ouest en est, créant des courants se déplaçant dans le même sens.
Dans le cas du Gulf Stream, les eaux partent du golfe du Mexique pour aller vers l'Europe du nord où elles y plongent.
Les principaux courants marins
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La force de Coriolis est à l'origine des mouvements des vents de surface. La Terre étant sphérique et effectuant une rotation sur elle-même (d'ouest en est) :
- Toutes les particules en mouvement dans l'hémisphère nord sont déviées vers la droite.
- Toutes les particules en mouvement dans l'hémisphère sud sont déviées vers la gauche.
Les alizés (soufflant des tropiques vers l'équateur) sont déviés par la force de Coriolis vers leur droite dans l'hémisphère nord, vers leur gauche dans l'hémisphère sud. C'est pour cela qu'ils soufflent d'est en ouest.
L'influence des activités humaines
La pollution de l'air
Dans l'air, on retrouve des particules fines en suspension. Elles sont la conséquence d'activités humaines (transports routiers, chauffage au bois, transformation d'énergie en particulier au niveau industriel, etc.).
En raison de leur très petite taille, elles peuvent pénétrer profondément dans les voies respiratoires. Quatre polluants atmosphériques sont mesurés en raison de leur dangerosité pour la santé :
- Le dioxyde d'azote
- Le dioxyde de soufre
- Le monoxyde de carbone
- L'ozone
Par ailleurs, la dispersion de ces gaz entraîne une augmentation de l'effet de serre, qui lui entraîne une hausse générale de la température du globe. Les conséquences peuvent être désastreuses si cette augmentation continue. Les effets du changement climatique prévus à plus ou moins long terme commencent à s'observer.
L'augmentation de la température du globe entraîne la diminution de la calotte glaciaire arctique. Selon la Nasa, la glace s'est réduite de 12% par an depuis les années 1970, et cela n'a fait qu'empirer après 2007.
La pollution des eaux
La pollution de l'eau est une dégradation de ses qualités naturelles, provoquée par l'Homme et ses activités. Il existe trois types de pollution de l'eau :
- La pollution domestique par une utilisation excessive de l'eau courante et un rejet importants d'eaux usées
- La pollution agricole par l'utilisation de nitrates, de phosphates et de pesticides
- La pollution industrielle par l'utilisation de matières particulièrement polluantes
L'assainissement a pour objet l'évacuation des eaux usées. Ces eaux ne peuvent pas être rejetées en l'état dans la nature, car elles sont nocives pour l'environnement. Elles doivent donc être traitées. Il existe deux manières de traiter les eaux usées : soit par le réseau communal d'assainissement (station d'épuration), soit par une installation individuelle d'assainissement.
Cependant, on trouve encore certaines communes où les structures d'assainissement des eaux usées sont insuffisantes ou inexistantes ou des zones communales non raccordées au réseau.
La baie de Guanabara, le lieu qui doit accueillir des épreuves sportives à l'occasion des Jeux olympiques de Rio (2016) n'aurait pas été assez dépolluée. Des tests ont révélé la présence de nombreux agents pathogènes, qui peuvent causer diarrhées et vomissements. Pourtant, il y a 7 ans, le gouvernement avait promis de nettoyer durablement la baie et les grandes plages.
La pollution marine provient de la terre, de la pollution des fleuves, de la navigation et des installations pétrolières. Les produits polluants peuvent décimer et rendre non comestibles des populations entières de coquillages, de crustacés et de poissons. Même à faibles doses, des perturbateurs (médicaments, pesticides, rejets industriels) peuvent modifier la reproduction et le développement de certaines espèces.
Le changement climatique a aussi des répercussions sur la qualité de l'eau (les taux d'acidité des mers et océans ne cessent d'augmenter). De plus, le réchauffement global de la planète entraîne une augmentation de la température des eaux de surface. Les conditions de vie des micro-organismes qui y vivent se retrouvent modifiées.