CLIMAT, Une enquête aux pôles

Pourquoi se rendre aux pôles pour y étudier le climat ?
Comment les recherches s’y organisent-elles ?
Quels sont les domaines scientifiques concernés ?
Comment vit-on aux pôles ?

Autant de questions auxquelles cette animation donne des éléments de réponse, de façon vivante et ludique,
à travers de nombreux films, photos, interviews et textes.

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Climat, une enquête aux pôles

Pôles et machine climatique

Circulation générale et climat

Circulations atmosphérique et océanique

« Les grands mouvements de l'atmosphère, dont dépend toute la météorologie, sont régis en grande partie par les phénomènes polaires. La Terre est comme une immense machine thermique avec une source chaude et une source froide », aurait expliqué le mathématicien, physicien et philosophe Henri Poincaré aux membres de l'une des expéditions de Charcot en Antarctique.

Les pôles sont la source froide, les zones tropicales sont la source chaude. La principale cause du « non réchauffement » des régions polaires vient du fait que les rayons solaires arrivent très inclinés dans ces régions, apportant ainsi peu de chaleur. Ce phénomène est renforcé par la couverture de neige et de glace qui renvoie à plus de 80% l’énergie reçue. Cependant, si l’énergie solaire reçue ainsi était la seule source de chaleur, ces régions seraient beaucoup plus froides qu’elles ne le sont. Les régions polaires reçoivent en provenance des régions tropicales, là où le Soleil délivre le plus de chaleur sur Terre, un important chauffage apporté par l’atmosphère et par les océans.

Ces deux sources (source chaude des Tropiques et source froide des régions polaires) régissent les circulations atmosphérique et océanique. C'est de cette manière très schématique que les pôles jouent un rôle fondamental dans l’équilibre du climat global.

Régions polaires et réchauffement

Les régions polaires sont les premières affectées par le réchauffement de la planète. Depuis que des relevés de température y sont effectués, c'est-à-dire depuis environ cinquante ans, la température a augmenté en moyenne de près de 2°C en Arctique contre 0,6°C à la surface de la planète. Les hautes latitudes se réchauffent ainsi trois fois plus vite que la moyenne mondiale et deux fois plus vite que les zones tempérées de l’hémisphère nord.

Coupé du reste du monde par un océan d'eaux glaciales, avec son énorme couverture de glace et ses températures extrêmes, le continent antarctique est moins affecté que le pôle Nord par le réchauffement global de la planète – même si les plus fortes hausses de température sont observées dans la péninsule antarctique.

Glace et albédo

La banquise, à cause de sa couleur blanche, renvoie la majeure partie du rayonnement solaire vers la haute atmosphère, maintenant ainsi des températures extrêmement froides. Or, lorsqu’elle fond, les rayons du soleil peuvent venir chauffer les océans qui emmagasinent alors de la chaleur (trois à quatre fois plus qu'une surface glacée ou enneigée), contribuant ainsi à accélérer le processus de fonte de la glace restante.

On estime que depuis le début des années 1980, près de deux millions de kilomètres carrés ont disparu de l’Arctique en été. Ce phénomène, dit d'albédo, est également vrai pour les calottes polaires (glaces d'eau douce) du Groenland et de l'Antarctique, mais comme celles-ci sont beaucoup plus épaisses que la banquise (plusieurs milliers de mètres, contre quelques mètres), leur fonte n'a pas les mêmes répercussions.

Rôle de l’océan

Tout comme l’atmosphère, l’océan joue un rôle important dans le climat. Les pôles ont un rôle essentiel dans la formation d'eaux froides profondes qui sont à l’origine de la naissance des grands courants marins circulant dans la profondeur de l’océan Mondial. La plongée des eaux profondes a lieu seulement en certains points très précis du globe situés principalement en Atlantique nord et dans l’océan Austral. La source la plus importante est située en Mer du Nord, entre le Groenland et l’Europe du nord.

La région de Terre Adélie joue un rôle important dans la formation d’eaux froides profondes. Les eaux côtières y forment une polynie (zone qui se maintient libre de glace ou couverte d'une couche de glace très mince) d’environ 20 000 km2, produisant 100 km3 de glace par an, soit la deuxième en importance dans l'Antarctique. Elle pourrait être à l'origine de 25% de la formation de l'eau de fond antarctique, en permettant la remontée de courants d’eau plus chaude, des échanges de chaleur et donc la formation d'eaux de fond.

Le Gulf Stream

La circulation océanique joue un rôle crucial dans le climat terrestre puisque les courants déplacent d'énormes masses d'eau chaude ou froide, échangeant leur température avec l'atmosphère. Ainsi le courant marin du Gulf Stream apporte la chaleur des zones tropicales vers l'Europe.

Dans l'Atlantique nord, la branche nord du Gulf Stream arrive dans la Mer de Norvège et du Labrador où de la glace de mer (ou banquise) se forme. En se formant, cette glace rejette le sel dans l’eau de mer avoisinante qui devient plus salée. La salinité des eaux devenant plus élevée, l'eau froide, plus dense, plonge dans les profondeurs de l'océan Atlantique le long des côtes américaines Nord et Sud et traverse l'Atlantique Sud pour pénétrer dans l'Océan Indien. Une partie des eaux remonte alors à l'ouest de l'Australie et l’autre partie dans le Pacifique Sud. Dans le Pacifique Nord, les eaux refont surface en traversant les zones tropicales où elles se réchauffent.