Les causes des variations climatiques naturelles de la Terre

Un climat, des climats

Le climat définit et explique les conditions de l'atmosphère au-dessus d'un lieu à moyen et long terme (à la différence de la météorologie qui s'intéresse au court terme). Mais il peut s'étudier à différentes échelles d'espace et de temps.

• Le climat de la planète considéré comme un tout, dit planétaire (global pour les anglo-saxons) est déterminé principalement par les facteurs astronomiques.
• Un niveau plus fin d'analyse peut s'opérer entre régions chaudes et froides de la planète, en fonction de la latitude et des grands vents. On parle alors de climats zonaux.
• Mais la répartition des terres et des mers à une même latitude crée des climats régionaux comme par exemple l'Europe atlantique plus influencée par l'océan que l'Europe centrale au climat plus rude.
• Enfin l'échelle la plus fine est celle des microclimats, celle d'une vallée de montagne ou même d'une grotte ou d'un appartement. C'est ceux-là que nous percevons. Ils sont évidemment encore plus nombreux.

Mais, plus qu'au climat planétaire préoccupation majeure des physiciens et des géologues, les géographes s'intéressent aux climats, en insistant sur l'hétérogénéité des ambiances à la surface des continents et des océans, leurs discontinuités spatiales, leurs rythmes saisonniers et leurs variabilités interannuelles.

La stabilité du climat planétaire

La Terre a une température a peu près constante depuis l'apparition de la vie ; il y a eu des périodes plus chaudes et d'autres plus froides, mais jamais éloignée de plus de quelques degrés par rapport à une moyenne d'environ 15,1°C. Une telle stabilité est extraordinaire si l'on compare à des planètes comme Mars ou Venus qui à l'origine avait des conditions climatiques semblables à la Terre et qui ont évolué vers le désert ou la fournaise. Cette stabilité est due à la présence d'eau qui recouvre près des trois quarts de la surface de la planète (qui passe selon la température planétaire de l'océan à l'air ou aux glaciers) et aux êtres vivants qui occupent sous diverses formes toute la planète.

Pour autant, le climat de la Terre varie naturellement, sans l'intervention de l'Homme, suivant des cycles et des évènements ponctuels. Ces changements nous sont imperceptibles et ne sont connus que par les analyses des traces laissées par des ambiances climatiques différentes dans les glaces, les sols etc.
La variabilité des climats n'est perçue qu'à l'échelle locale et régionale par les humains et encore car la mémoire humaine est sélective. D'une année à l'autre les saisons changent en particulier aux moyennes latitudes (par ex. juillet 2003 : chaud et sec et juillet 2004 frais et arrosé dans le nord de la France).
En effet, Le climat varie différement suivant les échelles géographiques considérées. Ainsi, le réchauffement climatique en cours s'entend à l'échelle de la planète mais masque des variations régionales et locales qui peuvent parfois apparaître contradictoires.

La variabilité du climat planétaire est normale, et tient aux fluctuations des courants océaniques, aux éruptions volcaniques, au rayonnement solaire, aux paramètres astronomiques et à d'autres composantes du système climatique encore partiellement incomprises.

Nous synthétisons ici les principaux paramètres et phénomènes naturels qui contribuent à modifier le climat planétaire.

Caractéristiques astronomiques de la Terre

Les variations climatiques dépendent étroitement de la position astronomique de la Terre.
Voyons quelques caractéristiques astronomiques de la Terre dans le système solaire :

• La Terre se situe approximativement à 150 millions de km du Soleil qui nous apporte chaleur et lumière indispensables à la vie.
• L'orbite de la Terre (parcours qu'elle décrit autour du soleil) n'est pas ronde mais elliptique, ce qui fait que la Terre est entre 147,17 millions de km en périhelie (au 2 janvier) et 153,18 millions de km en aphélie (au 2 juillet). Nous remarquerons que pour l'hémisphère nord, c'est en hiver que la Terre est la plus proche du soleil : ce n'est donc pas ce facteur qui détermine les saisons.
• La Terre tourne autour du soleil en 365 jours, 06 heures et 09 minutes (d'où les années bissextiles), c'est la révolution.
• Dans le même temps, la Terre effectue une rotation sur elle-même en 23h 56mn 04s (c'est le jour sidéral), nos sociétés parlent en jour solaire (24h). Cette rotation détermine le jour et la nuit.
• La Terre, comme la plupart des planètes du système solaire a une orbite située sur un même plan dit plan de l'écliptique. Ainsi, l'axe des pôles du globe forme forme actuellement un angle de 23°27' avec la perpendiculaire à ce plan.

L'inclinaison de l'axe des pôles par rapport à la perpendiculaire au plan de l'écliptique et la révolution engendrent les saisons astronomiques à partir de quatre positions :

• deux équinoxes (printemps : 21 mars et automne : 23 septembre)
• deux solstices (été : 21 juin et hiver : 21 décembre)

La rotondité de la Terre (sa forme se rapproche d'un géïode) fait que les rayons du soleil doivent traverser à la fois une plus grande distance et surtout une épaisseur plus importante de l'atmosphère en allant vers les pôles. Ceci définit les grandes zones climatiques :

• zone toujours chaude de part et d'autre de l'équateur jusqu'au-delà des tropiques
• deux zones tempérées aux latitudes moyennes (c'est à dire à égale distance entre l'équateur et le pôle)
• deux zones froides entre les cercles polaires et les pôles