TEST 1 Flashcards
Atmosphère (DEF + 2)
Mélange gazeux (Azote, oxygène, argon), différentes couches selon T°
*Relation exponentielle : - altitude = +pression
*Contient 1 à 4% de vapeur d’eau à la surface
Pression atmosphérique (DEF + 4, lois)
Produit de la température et de la densité d’une masse d’air
*Mesure pression avec mercure
*Loi des gaz parfaits : à T° constante Vgaz réduit lorsque P augmente et vice-versa
*PV=nRT
*Loi de Charles : à P constante, V augmente quand T° augmente
Structure de l’atmosphère (4)
*Troposphère : diminution T° constante
*Stratosphère : réchauffement couche d’ozone
*Mésosphère : refroidissement, moins de molécules
*Thermosphère : réactions intenses, irrégulières
Soleil (5)
*Ni solide, ni liquide, ni gazeux : plasma
*Production d’énergie constante
*Cycle solaire : changement activité solaire et apparence, chaque 11 ans
*Tâche solaire : irrégularité dans le soleil (+tâches = +T°)
*Énergie solaire incidente (moy) = 1360 W/m-2 (340 W/m-2)
Nature de l’énergie solaire
*Lumière visible : 46% de l’énergie totale émise par le soleil
*49% rayonnement émis : infrarouge
*UV (onde + courte), faible% mais énergie élevée
Interaction entre rayonnement solaire et atmosphère
*Absorption : rayon UV divise O2 dans couche d’ozone, O2 + O = O3
*Diffusion
oRayleigh : particules fines, distribue couleurs
oMie : particules + grosses (aérosols, polluants) gris, jaune
oNon-sélective : cristaux de glace, gouttelettes précipitantes, poussières
Irradiation
dépend pôles ou équateur et albédo des nuages
Énergie solaire vs terrestre
onde plus courte, plus intense vs énergie terrestre : onde plus longue
Bilan énergétique de la Terre
23% absorbé atmosphère, 48% Terre, 29% réfléchi
*48% : 25% évaporation, 5% convection, 17% rayonnement thermique net
*17% : 5% absorbé dans l’atmosphère, 12% à travers l’atmosphère
*Énergie absorbée (atmosphère, océans, surface terrestre)
oRéchauffe la Terre, photosynthèse, évaporation, fusion glace et neige
Albédo
Fraction du rayonnement réfléchi par une surface
* Glace et neige : a = 0,9
* Glace nue : a = 0,5
* Océan ouvert : a = 0,06
Gaz à effet de serre
Bloquent le rayonnement rétroactif
* Effet de serre : pas meilleur terme car atmosphère est ouverte
* Boucle de rétroaction positive
o + T° globale = + évaporation, + vapeur d’eau = + effet de serre, etc.
o + T° globale : double l’effet du CO2
* + CO2 en hiver : + utilisation énergie fossile, - CO2 absorbé par végétation
Forçage radiatif
- Éruptions volcaniques
- Tempêtes de poussière
- Déboisement
Climat (DEF + variables)
Conditions de température, d’humidité, de précipitation, et du vent, à un endroit donné (incluant variabilité et extrêmes), en moyenne sur une longue période de temps (30+ ans)
Variables : latitude, élévation, topographie, présence d’océan, courants océaniques, vents dominants, végétation, nuages, albedo
Météo
Les conditions atmosphériques à un endroit et un moment particulier (minutes, heures, jours)
Mouvements d’air
*Air chaud
o+ agitation, + volume
oAir – dense
oAir s’élève
oZone de basse pression
*Air froid
o+ dense
oAir descend (- chance création nuage)
oZone haute pression
*Mouvement horizontal : produit par différence de pression (H vers L)
Modèle simplifié (2.0)
*La Terre est immobile et uniforme
*Gradient de chaleur entre l’équateur et les pôles
*À l’équateur, l’air chaud s’élève
*Déplacement horizontal de l’air entre zone de haute pression à zone de basse pression
Zone de convergence intertropicale
*Tropical à l’équateur (air chaud, humide), désert au-dessus des tropiques (air froid, sec)
Modèle 3.0
*Cellules d’Hadley, Ferrel, polaire
Force de Coriolis
*Déviation par la rotation d’ouest en est
*Effet sur masses d’air et d’eau
Modèle 3.1
*Cellules + déviation
*Alizés
Circulation haute atmosphère
*Courant jet et des fronts
Courant de surface
oGyres océaniques
oCourant circumpolaire antarctique
*Vents affectent les courants dans les premiers 100 m de la colonne d’eau
Spirale de Ekman
Mouvement progressivement ralenti des couches successives d’eau
Courants côtiers
Vagues, courants littoraux (parallèles à la côte), courants d’arrachement/courant de retour (courant local qui s’éloigne de la côte), remontée d’eau froides (en raison de la poussée par le vent de l’eau de surface)
oRésultat : grande différence de T° avec atmosphère = + évaporation
Circulation thermohaline (courants profonds)
oDépendent des différences de densité des masses d’eau dues à leur salinité et leur température
oÉvaporation = hausse salinité
oFonte glaciers = baisse salinité
oDébit fleuves = baisse salinité
El niño (ENSO), (phase chaude), La niña (phase froide)
*Anomalies (tendance hausse T°)
*Phase chaude : + évaporation, + précipitations, + inondation, + sécheresse
*La niña : cycle de walker (sens horaire), est plus froid que la normale
Classification climatique (tendance actuelle : - polaire, + tropical)
*Koppen (1900), Koppen-Geiger (1940), Koppen-Trewartha (1960)
*Tropical (A) : T° moy supérieure à 18°C, pas d’hiver, précipitations importantes
*Sec (B) : Évaporation supérieure aux précipitations
*Continental (D) : T° mois + froid ˂ 0°C, T° mois + chaud ˃ 10°C, saisons définies
*Polaire (E) : T° mois + chaud ˂ 10°C, été peu marqué
Importance mondiale de la météo
Sociétale et économique
*Sécheresses, incendies de forêts, ouragans, impacts sur la santé publique
Masses d’air
*Un grand volume d’air (d’un million de km²) dont les propriétés (température, humidité, gradient vertical de température, etc.) sont similaires dans toute direction horizontale et à toute latitude
*Près de la surface, mais peut s’étendre jusqu’au haut de la troposphère
Fronts
*Frontières entre les masses d’air
*Zones de transition entre deux masses d’air de densité différente
*Surface frontale: l’extension vers le haut d’un front
*Identifié sur une carte météo de surface par :
oChangement de température important
oDécalage dans la direction des vents
oGrand changement de pression
oNuages et précipitations
Systèmes météo
*Patrons de circulation synoptique et météo associée
Régions sources
*Aires d’où les masses d’air proviennent: uniforme avec de faibles vents de surface
*Dominé par une haute pression de surface
*Latitudes moyennes: zones de transition où les masses convergent
Classification des masses d’air
*Habituellement classifiées en fonction de la température et humidité de l’air
*Basé sur la température potentielle de l’air : Groupé en 6 catégories générales en fonctions de leurs régions sources
*P = Polar T = Tropical A = Arctique m = maritime c = continental
cA (continental Arctique)
*Provient des régions couvertes de neige et de glace de l’arctique
*Les nuits longues et dégagées permettent un fort refroidissement par rayonnement
*L’air en contact avec la surface devient très froid et stable
*Peu d’humidité est ajoutée, l’air est donc plutôt sec
cP (continental Polaire)
*Comme continental Arctique se déplace vers le sud à l’intérieur des plaines, il n’y a pas de barrière topographique pour le retenir
*Cela se produit rarement au Canada, alors souvent cP n’est pas analysé par les météorologistes canadiens et est simplement appelé « cA modifié »
mA (maritime Arctique)
*En hiver mA provient des mers de Chukchi et de Béring
*En été mA se forme audessus de l’océan Arctique affectant ainsi les zones nord et intérieures de l’Amérique du Nord
*Ses caractéristiques sont complètement différentes de son équivalent hivernal, cA, qui affecte les mêmes zones de l’Amérique du Nord
mP (maritime Polaire)
*En hiver continental Arctique (cA) provenant d’au-dessus de l’Asie est transporté au-dessus de l’océan Pacifique
*L’eau océanique modifie cA en y ajoutant de la chaleur et de l’humidité
*Sur la côte ouest de l’Amérique du Nord: de l’air frais, humide et conditionnellement instable est forcé de monter
mT (maritime Tropical)
*En hiver mT provient d’au-dessus de la région subtropicale est de l’océan Pacifique
*Très chaud et humide lorsqu’elle arrive sur la côte ouest nord-américaine
*Aucune influence sur l’hiver pour les zones situées à l’est des Rocheuses
*En été mT provient du Golfe du Mexique et de la mer des caraïbes, donc c’est chaud et humide → il se condense fréquemment en nuages cumuliformes → averses et orages en après-midi
cT (continental Tropical)
*Les masses d’air provenant du nord du Mexique et du sud-ouest de États-Unis sont les seules sources étendues de cT
*Ciels dégagés et pratiquement aucune précipitation
*Une fois que cT quitte sa région source et entre dans les zones plus au nord, il peut stagner et causer des sécheresses sévères dans le sud-ouest des États-Unis et les grandes plaines
Fronts chauds
*Pente moyenne: 1:150 à 1:200 (0.5°)
*Comme l’air froid se retire, le front chaud s’avance lentement: ~20 km/h ou la moitié d’un front froid
*Mouvement en “sauts”
*Quand le front chaud passe, les vents tournent, la température augmente et les conditions météo générales s’améliorent
Fronts froids
*Plus pentus et plus rapides que les fronts chauds: 2° à environ 45 km h -1
*Nuages convectifs épais se forment au-dessus du front de surface, pluie intense dans une mince bande le long du front de surface
*En arrière du front la base des nuages monte, se dégage éventuellement
Fronts stationnaires
*Un front sans aucun mouvement (raisons: les rocheuses)
*Dans le cas des rocheuses: le ciel est dégagé, pas de précipitation
*Les vents soufflent parallèlement au front mais en directions opposées
*Les vents en altitude soufflent aussi majoritairement parallèlement: donc rien pour pousser ou tirer le front, il reste “stationnaire”
Fronts quasi-stationnaires
*Un cyclone des latitudes moyennes qui s’arrête
*Les fronts sont stationnaires et les cyclones des latitudes moyennes se développe le long des fronts sans les faire sortir d’une zone
*Conséquences sérieuses: par ex., tempête de pluie verglaçante en 1998 quand la pluie verglaçante s’est accumulée en Ontario et au Québec
Fronts froids-occlus
*Le front froid plus rapide rattrape le front chaud plus lent et le force à s’élever de la surface: plus commun sur la côte ouest et l’intérieur de l’Amérique du Nord
Un système météo
*Les cyclones des latitudes moyennes comme le mécanisme principal par lequel l’atmosphère transfert de la chaleur et de l’humidité des zones équatoriales aux pôles à travers les latitudes moyennes
Comment savons-nous que le changement climatique se produit?
*La température a augmenté
oMesurée par : thermomètres / carottes de glace / coraux / les cercles d’arbres / satellites
Indicateurs directs (changements climatiques)
*Précipitations: Changement des configurations b
*Glaciers: Recul
*Niveau de la mer: Hausse
*Glace de mer: Déclin
*Rupture des rivières glacées: Plus tôt
*Événements climatiques extrêmes: Plus fréquents
Indicateurs indirects (changements climatiques)
*Feux de forêts
*Migration humaine et animale
*Montée de la forêt boréale
*Agriculture
*Changement système biologique
Précipitations (changements climatiques)
*Zones + habitées
*Hausse en Amérique, baisse en Afrique
Glaciers (changements climatiques)
*Observations
*Pas de glace = + grand impact événements extrêmes
Niveau de la mer : hausse
*Vagues + intenses, inondations
Glace de mer : déclin
*La perte de glace de la mer arctique (1900-2023) est une tendance à long terme d’un phénomène important (~3,5% / décade)
Événements climatiques extrêmes : plus fréquents
*Attente de plus fréquentes et plus grandes :
oTempêtes // sécheresses // inondations
*Tout cela se produit régulièrement de toute façon, donc il s’agit d’une probabilité accrue, qui est plus incertaine
Résumé de l’argument selon lequel les humains le causent
*Des quantités plus élevées de comportement humain conduisent à une augmentation des émissions de gaz à effet de serre connus
sont en corrélation avec
*les concentrations atmosphériques plus élevées de ces gaz,
qui sont en corrélation avec
*des températures plus élevées (et des températures “prévues”)
et ne sont pas corrélées avec
*des causes naturelles d’élévation de températures seulement,
et sont explicables
*par des théories bien connues de la physique et de la chimie
Équilibre : influencée par petits changements
*CO2 et CH4 sont une très faible fraction de l’atmosphère, mais forte influence
*80% du problème : CO2, 13% Méthane (CH4), 6% oxyde nitreux (N2O)
*CO2 : reste 100-150 ans, Méthane : reste 20 ans, mais + intense
Cinq causes naturelles du changement climatique
*Trop lent: processus tectoniques, orbite de la Terre
*Pas de corrélation avec la température: les volcans, l’énergie solaire, la variabilité climatique
*Peu de causes naturelles de l’augmentation de l’effet de serre
Modèles climatiques
*Toujours incorrects : manque de résolution, généralisation
Les modèles ne correspondent aux données observées que lorsque les facteurs naturels et les facteurs humains sont inclus
Que pouvons-nous faire à ce sujet?
*Empreinte carbone
*Responsabilité individuelle
3 types d’eau
*Bleue (potable)
*Verte (stocké dans les sols : plantes, agriculture)
*Grises (eau usée : industries, domestique)
Agriculture : 70% de la consommation d’eau
Cycle de l’eau en accélération
Propriétés de l’eau (10)
*pH neutre (7)
*Eau gèle à 0°C et bout à 100°C
o+ pression = eau liquide en-dessous de 0°C
oPoint d’ébullition plus faible avec l’altitude (90-95°C), - pression
*Eau et électricité : eau est conductrice en raison des ions distillés
*Solvant universel : en raison de sa grande polarité (+vs-)
*Important pour la vie : transport de minéraux et nutriments
oEau distillée : pas conductrice, pas hydratante
*Forme solide – dense que liquide
oDifférence de densité dans l’eau = brassage de l’eau
oImportant pour la vie aquatique
*Capacité thermique élevée
oOcéans changent de T° plus lentement que les continents
*Substance très cohésive
oLe + cohésif parmi les liquides non-métalliques
*Tension de surface élevée
*Adhésion : colle à d’autres molécules
*Capillarité = adhésion + cohésion (transport dans les arbres)
Eau sur Terre
*Seule planète connue où l’eau existe sous 3 états à la surface
Glacio-eustasie
Changement du niveau d’eau des océans résultant des variations de quantité d’eau stockée dans les glaces continentales.
Barrage
*63% des grandes rivières du monde ont un écoulement au moins partiellement contrôlé par l’humain
*Production de méthane par inondation de matière organique
*Methylmercure
