La Circulation Générale

En moyenne sur les phénomènes météorologiques et les saisons, l'atmosphère s'établit selon un schéma global récurrent de cellules de brassage, d'alizés et de courants-jets qui redistribue la chaleur des tropiques vers les pôles.

Definition

La circulation générale est l'écoulement à grande échelle, moyenné statistiquement, de l'atmosphère globale, englobant les cellules méridiennes moyennes, les vents de surface dominants et les courants-jets de haute altitude qui, ensemble, transportent l'énergie et le moment angulaire à travers les latitudes.

Scope

Ce sujet couvre la structure moyenne temporelle et zonale de l'atmosphère globale, y compris les cellules de Hadley, de Ferrel et polaires, les alizés et les vents d'ouest des latitudes moyennes, les courants-jets subtropicaux et du front polaire, ainsi que le rôle des tourbillons dans le transport de la chaleur et de la quantité de mouvement.

Core questions

• Qu'est-ce qui donne naissance aux alizés, aux vents d'ouest et aux vents d'est polaires ?
• Comment les cellules de Hadley, de Ferrel et polaires brassent-elles l'atmosphère ?
• Comment les cellules moyennes et les tourbillons transitoires se partagent-ils la tâche de transporter la chaleur vers les pôles ?
• Qu'est-ce qui détermine la position et la force des courants-jets ?

Key theories

Circulation de Hadley

Le réchauffement solaire intense près de l'équateur entraîne un mouvement ascendant et une cellule de brassage thermiquement directe dont la branche supérieure dirigée vers les pôles, déviée par la rotation, produit le courant-jet subtropical et les alizés à la surface.

Circulation des latitudes moyennes induite par les tourbillons

Dans les extratropiques, les tourbillons baroclines, plutôt qu'une simple cellule de brassage, effectuent la majeure partie du transport de chaleur et de quantité de mouvement vers les pôles, maintenant les vents d'ouest de surface et le courant-jet du front polaire induit par les tourbillons.

Mechanisms

Le réchauffement solaire inégal chauffe davantage les tropiques que les pôles, et l'atmosphère y répond en transportant l'énergie vers les pôles. Dans les tropiques, cela se produit par l'intermédiaire des cellules de Hadley, thermiquement directes, dont les branches supérieures conservent le moment angulaire pour former les courants-jets subtropicaux et dont les branches descendantes créent les déserts subtropicaux. Aux latitudes moyennes, les tourbillons baroclines effectuent la majeure partie du transport, soutenant les vents d'ouest de surface, la cellule de Ferrel et le courant-jet du front polaire, tandis que de faibles cellules polaires complètent le schéma.

Clinical relevance

La circulation générale détermine les zones climatiques de la planète, l'emplacement des déserts et des ceintures de pluie, les vents dominants qui influencent le commerce et l'aviation, et les trajectoires des tempêtes le long desquelles les systèmes météorologiques se déplacent, ce qui en fait la toile de fond permettant de comprendre tous les phénomènes météorologiques et climatiques régionaux.

History

George Hadley a proposé une seule cellule de brassage tropicale en 1735 pour expliquer les alizés ; William Ferrel a ajouté une cellule des latitudes moyennes au XIXe siècle, et les travaux d'observation et théoriques du XXe siècle, y compris la synthèse de Lorenz et l'analyse des flux de tourbillons par Starr, ont établi la vision moderne de la circulation générale, tenant compte des tourbillons.

Key figures

• George Hadley
• William Ferrel
• Edward Lorenz
• Victor Starr

Seminal works

• wallace2006
• vallis2017

Frequently asked questions

Pourquoi y a-t-il des déserts autour de 30 degrés de latitude ?

La branche descendante de la cellule de Hadley s'enfonce près de 30 degrés de latitude, réchauffant et asséchant l'air, ce qui supprime les nuages et les précipitations et donne naissance aux grandes ceintures désertiques subtropicales.

Qu'est-ce qui entraîne les vents d'ouest dominants des latitudes moyennes ?

Les tourbillons baroclines, les dépressions et anticyclones mobiles des latitudes moyennes, transportent la quantité de mouvement qui maintient les vents d'ouest de surface et le courant-jet induit par les tourbillons, ainsi les vents d'ouest sont-ils maintenus par les systèmes météorologiques eux-mêmes.