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Introduction A - De loin B - De plus près C- De très près : (courants verticaux) D- De dieux ... et de démons TABLE DES MATIÈRES GÉNÉRALE |
La première sphère était, à notre échelle de temps et de taille, immobile bien que nous ayons vu qu'elle bouge à un rythme très lent, quelques centimètres par an, tout en tournant sur elle-même jusqu'à environ 1 600 km/h au plus loin de son axe de rotation et la présence du soleil, ou non, l'indiffère totalement mis à part la fine pellicule de quelques centimètres de sa surface.
La seconde, de densité moindre, l'eau, était incomparablement plus mobile : On passait de courants de quelques centimètres par an à ceux atteignant facilement plus de 10 km/h avec même des pointes à 20 km/h. La comparaison est énorme. Autre détail d'importance : Si la terre prend sa chaleur en son sein, chaleur générée par les pressions dantesques que la loi de la gravitation impose sur sa matière en son centre, les eaux, elles, se chauffent au soleil par leur surface supérieure. Une situation parfaitement inversée de ce point de vue, le fond restant aux environs de +4°C en toutes saisons et la surface atteignant jusqu'à +35°C "au pire" par endroits, pour descendre au plus froid jusqu'à zéro mais sans toutefois pouvoir le maintenir sur une grande épaisseur.
Ici, nous allons changer d'échelle en densité (donc plus de vitesse et moins d'inertie) : Plus on monte et moins il y a de gaz, jusqu'à atteindre le vide intersidéral mais les choses ne sont pas aussi simples.
Pour constituer notre planète, comme tous les autres objets célestes, et depuis son centre, la matière sédimente en couches. Chaque couche est majoritairement constituée d'éléments de même densité : Tout en bas, le noyau de la Terre est surtout constitué de Nickel et de Fer, le magma qui l'entoure ensuite l'est d'oxydes de silice, d'aluminium, de magnésium et de calcium plus légers, sa croute d'oxydes de silice et de magnésium (plaques océaniques) ou de silice et d'aluminium (plaques continentales), ensuite ce sera l'Eau (oxygène et hydrogène), puis de l'azote surtout avec de l'oxygène (un tiers de l'air, en gros) et quelques autres gaz bien plus rares, dont la fameuse Ozone (constituée de trois atomes d'oxygène), et ce en densités étagées jusqu'à ce que l'attraction terrestre n'ait plus d'influence sur ce qui flotte dans le vide.
En passant, on voit ainsi que l'oxygène se retrouve partout, de très loin au-dessus de nos têtes à très loin sous nos pieds (oxydes = oxygène + autre chose).
Cette sédimentation est visible :
Elle montre très bien l'étagement de l'atmosphère :
Coté températures, les choses sont un peu complexes parce que plusieurs contraintes se manifestent avec l'altitude, c'est à dire la densité et la composition de l'atmosphère :
En bas, la première couche atmosphérique est appelée la troposphère et, comme vous le savez, elle refroidit avec l'altitude, à une cadence d'environ 0,7°C tous les 100m (0,644°C pour être un peu plus précis). La descente de température va chuter ainsi jusqu'en dessous de -50°C, vers 15 000m d'altitude (NB: Everest = 8 848m), c'est la fin de la troposphère. Ensuite elle va se stabiliser un temps.
Cette couche, où la température reste à peu près à -50 °C sur quelques kilomètres (épaisseur variable mais toujours moins d'une dizaine de km), est ce qu'on appelle la tropopause. Elle varie aussi en altitude, en fait, selon les saisons et les latitudes, de 8 000 mètres aux pôles jusqu'à 18 000 à l'équateur avec une moyenne à 11 000. En outre, elle prend plus d'altitude l'été que l'hiver mais nous y reviendrons.
Au-dessus de la tropopause est la stratosphère où la température se met à augmenter avec l'altitude jusqu'à presque atteindre le zéro, vers 50 km.
Pourquoi ce comportement curieux de la température entre 0 et 50 km d'altitude ?
Pourquoi cet étagement si particulier en couleurs différentes dans l'atmosphère vue depuis la navette spatiale ?
La réponse principale est "la couche d'ozone" :
Elle se répartit dans ses trois premières couches : Elle commence dans la troposphère, vers 10 000 m environ - d'où l'impact connu des avions dessus - pour aller se terminer à la fin de la stratosphère, vers 50 km d'altitude. Elle fait donc environ 40 km d'épaisseur. Ceci dit, la majeure partie de l'ozone est dans la tropopause, un peu plus de la moitié en gros. De plus, si toute la couche d'ozone était ramenée à notre densité et pression au sol, elle ferait 3 mm d'épaisseur. Il n'y en a donc "pas tant que ça". Par ailleurs, à cause de ce vent de rayonnements solaire, les gaz sont transformés là-haut, l'ozone s'en régénère naturellement un peu, lentement.
Comme vous le savez sans doute, l'ozone réfléchit vers l'espace une bonne partie des rayonnements du soleil et absorbe l'essentiel des ultra-violets, ce qui rend la Vie possible sur Terre bien qu'elle nous soit physiologiquement toxique : Sans cette couche d'ozone le sol serait brulé-grillé en permanence et en profondeur sur terre comme en mer (rappel : Les UVs sont plus pénétrants que la lumière, ils "la débordent". Leur forte énergie casse toutes les molécules complexes, l'ADN en particulier).
Si la réflexion des rayons n'a pas d'effet notable en dehors de permettre ces jolies photos colorées prises depuis la navette spatiale (la réfraction des rayons par l'ozone induit cette luminosité photogénique de la stratosphère et des deux autres couches à l'aube et au crépuscule), par contre leur absorption correspond à un frottement, à un changement d'état, à un transfert d'énergie. Or, où que ce soit dans l'Univers, absorber de l'énergie implique une augmentation de l'agitation moléculaire, ce qui est l'exacte définition de la chaleur. Le gros des ultraviolets est absorbé par l'ozone et ce sont les rayons les plus "durs", les plus énergétiques. La couche d'ozone est donc un bouclier chauffant spatial dont le gros est la fine tropopause, elle est en quelque sorte le couvercle protecteur de l'aquarium de la Vie terrestre.
Évolution du "trou" dans la couche d'ozone depuis 1982. On constate que sa taille augmente régulièrement.
A lire : Le trou dans la couche d'ozone : présentation.
Suivi quotidien : OzoneWatch-NASA
En résumé, la température monte progressivement dans toute l'ozone, depuis les environ -50°C de la fin de la troposphère, jusqu'à serrer le zéro à la fin de la stratosphère, et la réfraction différente des trois couches est due aux différences de concentration de l'ozone entre elles, d'où ces couleurs différentes.
Sans cette ozone, la température continuerait de descendre uniformément avec l'altitude et il n'y aurait quasiment pas de réfraction, pas de jolies photos, ni de vie sur Terre non plus : Tous les rayonnements viendraient s'écraser de toute leur violence sur le sol et les océans en y interdisant l'apparition de toute molécule complexe. En outre, la vapeur d'eau ne serait pas arrêtée dans son ascension par la tropopause, la climatologie globale en serait radicalement différente.
Au-dessus de tout ça, à quelques 50 km de haut, nous entrons dans la mésosphère où il n'y a quasiment plus d'ozone. Ce n'est pas encore le vide, c'est gazeux même si plus rien n'y absorbe l'énergie solaire qui, donc, la traverse "tout droit". Par conséquent la température y décroit, pour atteindre le record de froid de l'atmosphère à sa limite supérieure : -100°C environ à 90 km d'altitude. La mésosphère est quand même le premier bouclier pour la Vie : C'est dans cette couche que les météores (plus de 40 tonnes par jour en moyenne) se désintègrent par frottement dans ces gaz (azote, oxygène, gaz carbonique, surtout, puis un tout petit chouïa d'ozone résiduel et un soupçon de gaz rares, un peu comme "tout en-bas" mais en bien moins dense).
La dernière couche est la thermosphère, siège des aurores boréales : Le bombardement des rayons solaires y est tellement intense que tous les gaz sont ionisés en un "magma" d'ions. L'ionisation c'est la désintégration des molécules au sens où chaque atome se désolidarise des autres, devient un ion. C'est une chose qui implique une intense libération de chaleur. La température monte donc en flèche avec l'altitude alors que le vide progresse et ceci jusqu'à ce qu'il soit trop intense pour y mesurer quoi que ce soit, c'est à dire, et assez arbitrairement, vers 500 km du sol et avec une température avoisinant les +1 500°C.
Ensuite c'est l'exosphère, nous ne sommes plus sur Terre.
La courbe de la température à travers l'atmosphère et en fonction de l'altitude est, donc et en gros, celle-ci :
La page pédagogique de Météo-France vous donnera d'autres détails intéressants mais je voulais surtout pointer que si le centre de la Terre est à environ 6 370 km sous nos pieds, au-dessus de nos têtes c'est fini dès 15-20 km et ce que ce qui se passe sur les environ 340 km suivants bien qu'essentiellement vide nous protège des pires extrêmes.
Notre aquarium est donc vraiment très très fin :
Redescendons maintenant un peu dans cette quinzaine de kilomètres puisque c'est là que tout se passe :
Bien que considérablement plus dense que tout ce qui la surplombe jusqu'au vide intersidéral, cette petite couche de vernis gazeux n'est pas immobile, d'autant moins qu'elle est chauffée par sa base, un peu comme du liquide sur un feu.
C'est un peu comme si on vivait dans les quelques millimètres d'eau tapissant le fond d'une casserole tournant horizontalement sur elle-même et au contact d'un feu immobile décentré, n'en touchant que le bord inférieur, genre chalumeau dirigé de côté et par dessous, un peu comme ceci mais avec moins d'eau (ici, l'eau représente l'air de la tropopause et sa hauteur est exagérée. Le tout ne représente qu'un seul hémisphère, l'équateur étant le fond du récipient) :
La terre étant à peu près ronde, nous avons donc une sorte de "casserole sphérique" qui tourne sur elle-même dans le vide et en face du soleil. Sa rotation entraîne des mouvements de l'eau qui la recouvre aux deux-tiers et des mouvements de l'air le plus proche de sa surface, celui qui est coincé par la pesanteur sous la couche d'ozone de la Tropopause. Comme la force centrifuge est la même partout, la vitesse est la plus rapide au plus loin de l'axe de rotation, à l'équateur, et se réduit au fur et à mesure qu'on se rapproche de l'axe, aux pôles.
L'air est froid aux pôles car, étant toujours tangents, les rayons du soleil "arrosent moins au cm²". En plus et comme pour l'eau, l'air froid est plus lourd et plus dense que le chaud, il repousse l'air chaud vers l'équateur.
On pourrait s'attendre à des vents Nord-Sud - et ce serait le cas si la Terre ne tournait pas - mais la rotation du sol les attire, les dévie de leur course de l'équateur vers un pôle ou l'autre et ils dérivent vers l'Ouest, s'orientent "en biais" ou carrément plein Ouest (Alizés), dans une direction apparente opposée à celle de la rotation (la Terre tourne VERS l'Est). La croûte terrestre les entraîne par leur base plus rapidement que leur partie haute. Cette force d'entrainement latérale due à la rotation de la Terre est nommée force de Coriolis (du nom de celui qui l'a découverte).
Le soleil chauffe la Terre, à l'équateur surtout (d'un tropique à l'autre et variablement selon la saison). Ensuite, la terre (ou la mer) chauffe l'air "d'en-bas", celui à son contact. Celui-ci se dilate, donc devient plus léger que celui qui l'entoure, surtout celui au-dessus de lui qui n'a pas de contact avec la surface chauffante - liquide ou solide - donc qui ne chauffe pas.
Il se forme ainsi une bulle chaude qui s'arrondit puis se détache et se met à monter tant qu'elle est plus chaude que ce qui l'entoure, pendant qu'une autre commence à se former à sa place un peu comme les colonnes de bulles d'un verre d'eau gazeuse. Celle qui commence à monter refroidit progressivement puisque elle a perdu le contact avec la "plaque chauffante" et qu'elle se déplace dans plus froid qu'elle. Elle se stabilisera et se désagrègera lorsque les températures s'équilibreront, au pire contre la tropopause.
Ensuite, cet air refroidi va chercher à redescendre sous celui, plus chaud, qui le pousse par en-dessous, celui de la bulle suivante, moins lourd que lui puisque ayant quitté la "plaque chauffante" après lui. L'air froid et poussé par dessous va donc chercher à redescendre "le plus près possible de là", puis descendre jusqu'à ce qu'il soit en équilibre avec celui atteint sinon jusqu'au sol où, éventuellement, il chauffera à nouveau.
A l'équateur, le soleil génère donc une super hotte aspirante verticale, une colonne montante qui se sépare en deux une fois "en haut", contre la chaude tropopause d'ozone, une partie allant au Nord, l'autre au Sud, symétriquement, et ce d'autant plus facilement que la force centrifuge créée par la rotation de la Terre aide bien à cette montée. En montant, comme nous l'avons vu, tout ceci se refroidit de 0.7°C par 100m tant que l'ozone ne stabilise pas la température, la tropopause. Comme l'air froid ne peut pas monter au-dessus de l'air chaud à cause de son poids, la tropopause fait couvercle, une barrière "infranchissable" qui repousse l'air froid sous elle, qui peut, à la rigueur, se faire soulever par lui mais pas plus et pas longtemps.
Ensuite, cet air refroidi à -50°C et poussé par celui qui le suivait dans sa montée glisse sous la tropopause en cherchant à redescendre "plus loin", "dès que possible", ce qui le deviendra au niveau des climats tropicaux "secs", formant alors ainsi, autour de toute la Terre et de chaque côté de l'équateur, deux immenses rouleaux plus ou moins permanents, plus ou moins déformés, aux courants orientés équateur-pôle avec la déviation vers l'Ouest imposée par Coriolis, la rotation de la Terre. Nous avons là ce qui s'appelle deux cellules de convection, gigantesques. Ce sont les deux cellules de Hadley, Nord et Sud, constituant la plus vaste et épaisse partie de la Troposphère.
>> Pourquoi "redescendre dès que possible" se situe-t-il au niveau des climats tropicaux secs ?
Pour deux raisons :
>> Pourquoi tropicaux "secs" ?
Il se crée ainsi, toujours de chaque côté de l'équateur, sur la bordure descendante de la cellule de Hadley et remontant vers le pôle (Nord ou Sud) jusqu'à rencontrer l'air polaire qui va tout soulever, une autre cellule de convection ayant la même dynamique de rouleaux gigantesques : Descente d'altitude sur les tropiques, remontée vers le pôle au sol, puis butée contre l'air polaire qui le pousse en altitude (remontée donnant l'instabilité bien connue des régions tempérées) et enfin, par le haut, retour vers les tropiques mais avec une déviation vers l'Est cette fois (les fameux "vents d'Ouest" : ces vents venant de l'Ouest, donc allant vers l'Est), ceci pour compenser l'intense déséquilibre inverse des monstrueux rouleaux de Hadley. Ces deux rouleaux convectifs-ci sont nommés les cellules de Ferrel.
Plus vers le pôle, il ne reste que l'air polaire, en calotte bien plus calme, d'une part à cause de sa densité due au froid - les rayons du soleils sont trop tangents pour chauffer tout ça - et d'autre part parce que nous nous rapprochons de plus en plus de l'axe de rotation - donc la vitesse de la croûte terrestre et les forces centrifuge et de Coriolis sont bien plus faibles. Cette masse d'air froid est inerte par rapport aux deux autres. Elle se comporte aussi et quand même en rouleau dirigé vers l'Ouest mais ça n'a plus aucun rapport en termes d'énergies et de forces.
Tout ceci permet également de comprendre que la tropopause, la surface de la troposphère, l'écran d'ozone, le plafond, le couvercle, n'a pas partout la même altitude et que cette variation d'altitude peut être conséquente en fonction des poussées ascendantes : De 8 km environ aux pôles, on passe à plus de 12 au niveau tropical et entre 15 et 20 au niveau équatorial :
soit, en 3 dimensions et en gros :
En résumé, pour bien comprendre la mobilité générale de l'air dans notre aquarium, il faut imaginer cette boule qui tourne sur elle-même en 24 heures, entraînant dans son mouvement la fine pellicule d'air qui l'entoure, le tout suspendu dans le vide comme en face d'un super-spot lumineux+chalumeau fixe. De cette façon, on peut imaginer le cône du midi solaire provoquant un pic de dilatation sous lui, pic se déplaçant comme une vague le long des cellules, vague dont l'étiage, le minimum, se situe de l'autre côté de la Terre par rapport à ce maximum, "vers la fin de la"nuit".
Il reste un phénomène général très important à examiner : Les courants-jets ou jet-streams.
Le schéma précédent, bien que simpliste comme toute théorie par l'image, montre bien le phénomène de "marche d'escalier" qui se crée aux frontières des cellules : il y a une chute brutale de l'altitude de la tropopause lorsque le front chaud rencontre le front froid de la cellule plus polaire qu'elle.
Dans les deux cas, la cellule la plus équatoriale des deux surplombe la plus polaire et ce surplomb s'interrompt abruptement. L'air chaud bute contre "un mur" qu'il n'a d'autre choix que de longer, soit verticalement vers le bas, soit en rebroussant chemin, soit en le suivant longitudinalement : Il ne peut monter plus puisqu'il est plus froid que la tropopause qui le recouvre (et c'est tant mieux !).
Ils sont ainsi situés sur la partie la plus polaire des cellules de Hadley et Ferrel, tout en haut, contre la tropopause et suivent les contours changeants des limites des cellules. Ils vont tous vers l'Est, en général, mais il arrive aussi que, suite à une descente d'air plus polaire vers l'équateur ou à une remontée d'air plus chaud vers le pôle, ils s'orientent tout autrement, voire perpendiculairement. Ce sont les fronts entre les cellules qui décident de leur orientation générale et ces fronts sont très labiles, facilement changeants.
Il va sans dire que, vu leur altitude, ce sont de forts courants d'air très froids par rapport à ceux du sol (rappel : -50°C).
Ils se comportent un peu comme des tubes de diamètres différents imbriqués les uns dans les autres, les plus petits étant les vents les plus rapides (> 300 km/h souvent) :
Ils ne sont jamais épais (quelques kilomètres de hauteur) mais peuvent étaler leurs marges horizontales sur plusieurs centaines de kilomètres. Ils ont tendance à faire le tour de la Terre :
Ils sont très labiles, peuvent radicalement changer de place et de direction parfois en moins de 24 heures, toujours selon la "volonté changeante" des cellules qu'ils longent.
Le 5 décembre 2010.
Notez la situation par rapport au Groenland et comparez avec la suivante :
Le 19 décembre 2010, deux semaines plus tard.
Ils ont une influence majeure sur ce qui se passe sous eux : Un courant d'air pareil crée des appels d'airs et des contre-courants autour de lui. Comme ils sont en limite de tropopause, les ascendances qu'ils créent en arrachant littéralement l'air qui les atteint ont des conséquences faramineuses sur la moindre perturbation qu'ils survolent et ces perturbations ont leur source au sol. Ils sont donc des amplificateurs des courants verticaux, à surveiller de près.
Petite remarque qui servira plus bas : La circonférence de la Terre au niveau du 50e parallèle est d'environ 26 000 km. En supposant que le Jet-Stream reste en moyenne à son niveau (ce qui est souvent le cas) et que sa vitesse moyenne ne soit que de 200 km/h, alors il fait le tour complet en 5 jours et demi à peu près, le tour complet ...
Tout ce qui précède nous dépasse quelque peu (de 15 km environ, même, ... :)) et ce que nous en ressentons à notre niveau est bien plus doux (pour l'instant) que ce qui nous fait notre ciel.
Au niveau du sol, nous connaissons surtout le vent, la pluie, la chaleur et la sécheresse. Nous savons que le beau temps et la sécheresse sont plutôt situés dans ce qu'on appelle les anticyclones, que la pluie et le vent sont dans et autour des dépressions et que ces choses-là ne restent qu'exceptionnellement longtemps à la même place, que tout dérive dans l'air au-dessus de nous, suit les vents dominants du moment et change avec les saisons.
Au niveau global, on peut toutefois définir des zones préférentiellement anticycloniques (Açores, Bermudes, mais pas seulement) ou dépressionnaires (Moussons d'Asie, mais pas seulement) :
Mais, au niveau local, une dépression et un anticyclone, c'est quoi ?
Comme nous l'avons vu plus haut, une dépression est une montée à peu près verticale d'air chaud en et un anticyclone est une descente d'air froid tout aussi verticale, les uns et les autres étant provoqués par la température du sol/de la mer dont l'inertie thermique est incomparablement plus grande que celle de l'air. Il y a donc une tendance naturelle à ce que se forment des systèmes venteux entre dépressions et anticyclones, plus ou moins en "mini-cellules convectives" :
De plus, à cause de Coriolis, ces mouvements verticaux sont tous tourbillonnaires, le décalage induit que nous avons vu horizontalement au sol est valable à toute altitude et comme dans ces cas-là, moins étendus, le "dès que possible" est très proche, disponible juste au-dessus pour les dépressions, en dessous pour les anticyclones, le mouvement tourbillonnaire descendant ou ascendant est immédiat :
Les grandes cellules de Hadley, Ferrel et les polaires sont donc un peu comme les plus grandes des matriochkas convectives juxtaposées et imbriquées que sont les anticyclones, dépressions, cyclones, tornades, trombes, orages, nuages, pour les niveaux inférieurs.
Ce mouvement convectif aérien implique que l'air qui descend cherche à avaler la chaleur qu'il rencontre alors que celui qui monte cherche à s'en défaire.
Le moyen principal permettant de jouer avec la chaleur est l'eau : Une énergie de un Joule change de 1° la température d'un litre d'air sec et il faut autour de 4 185 500 Joules pour en faire de même avec 1 litre d'eau (ça change légèrement en fonction de la pression). Donc, l'eau absorbe ou libère incomparablement plus de chaleur que l'air sec.
L'eau sert donc de "volant thermique" principal dans l'air : Sa condensation forme les nuages et la pluie, et surtout débarrasse l'air de sa chaleur. Son évaporation a l'effet inverse, elle permet à l'air de chauffer plus vite. Les nuages ne se forment que là où l'air encore humide refroidit, dans les ascendances, donc dans les dépressions. Inversement, les hautes pressions et anticyclones sont des éponges, absorbent toute l'humidité qu'ils peuvent (ce qui ne les empêche pas d'avoir des nuages par endroits, là où peut se former une mini-dépression, une bulle d'air plus chaud).
On sait précisément calculer à quelle altitude se forment les nuages :
(cf. Niveau de condensation par convection)
On classe aussi les nuages en fonction de leur forme, de leur altitude et de leur taille :
Ils donnent des renseignements précieux sur la situation de l'air qui les génèrent car leur aspect suffit à préciser dans quel système ils évoluent et à quel niveau :
Les plus surveillés sont, évidemment, les plus grands et les plus gros puisqu'ils suivent la trace de courants montant jusqu'à la tropopause, donc d'une puissance énorme. Ces grands nuages à courants très rapides sont les cumulonimbus, ils sont articulées dans et autour d'ascendances majeures qui génèrent également des contre-courants descendants puissants sur leurs flancs, parfois aussi rapides que les courants-jets :
(Virga = pluie n'atteignant pas le sol)
(Mammatus)
Ils peuvent être mono ou pluricellulaires, comporter une ou plusieurs cellules de convection :
Ils peuvent donner lieux aux tornades :
Les cumulonimbus sont donc des signes visibles des échanges directs entre la tropopause et le sol.
Ils peuvent évoluer en systèmes encore plus grands comme les cyclones, gigantesques amas de cumulonimbus forcément pluricellulaires qui s'étalent sur des centaines de kilomètres en générant jusqu'au sol des vents circulaires de puissance analogue ou supérieure à celle des courants-jet. Comme la taille des cyclones est considérable, ils déforment les cellules de Ferrel ou Hadley dans lesquelles ils évoluent. De plus, la force de Coriolis les amplifie lorsqu'ils vont vers l'Est, et les freine dans l'autre sens. Tout cyclone a donc une moitié plus dangereuse que l'autre, celle où ses vents vont vers l'Est.
Dans l'hémisphère Nord, Coriolis oblige, ils tournent dans l'autre sens.
Les courants-jet les amplifient et les dirigent : L'air glacé de la tropopause se déplaçant entre 200 et 300 km/h s'engouffre dans les courants descendants que les cumulonimbus génèrent, ils les renforcent et en orientent toute la structure, tout en amplifiant aussi les dégâts au sol, par l'énergie supplémentaire qu'ils apportent. Ainsi, les courants-jet sont des "rails" que les perturbations, des plus petits cumulonimbus jusqu'aux cyclones, sont obligés de "suivre" quand ils se connectent à eux. Les dépressions qui se connectent à eux deviennent des avalanches d'air glacé tombant à grande vitesse de plus de 10 km de haut, provenant du plus haut de la troposphère et s'écrasant au sol. Les plus grandes dépressions en déforment un peu le courant-jet avec lequel elles se sont liées mais sans le déstructurer : Le rail d'en haut reste le rail d'en haut.
Le courant-jet au-dessus du Canada : Il arrache et entraîne les nuages le long de son parcours quasiment rectiligne vers l'Est.
Les dépressions non connectées à un courant-jet ne sont pas des avalanches d'air glacé bien que tout ascendance induise des descentes d'air sur ses marges, exactement comme les petits contre-courants des rives des cours d'eau. Elles n'aspirent pas l'air de la haute troposphère, ou très peu.
Et tout ça, uniquement dans les 15-20 premiers kilomètres qui nous surplombent, sur les 500 qui définissent l'atmosphère terrestre. C'est 3 % de son épaisseur, presque rien.
La presque totalité de la Vie sur Terre est concentrée entre quelques mètres sous le sol et quelques dizaines au-dessus au mieux (au pire c'est de l'ordre du centimètre, sur un parking par exemple). Elle est la plus luxuriante aux endroits les plus humides et les moins froids elle est nulle en beaucoup d'endroits. Je ne vous apprend rien, c'est juste pour faire remarquer à quel point cette "immense" biosphère est fine et dépendante de toute ce qui l'entoure, donc bien plus fragile que tout le reste, une chose que notre "horizontalité" nous fait oublier trop souvent.
Le sol est le fond de la troposphère, la tropopause en est son couvercle.
Le sol bloque vers le bas et chauffe la troposphère. La tropopause la bloque vers le haut sans la chauffer. Les dessins aléatoires que la troposphère imprime avec ses dépressions et ses anticyclones à la surface du sol sont le reflet de ceux qu'elle imprime sur la tropopause. Tout comme il existe des zones de tranquillité au sol, il en existe en haut. Ces zones sont des réservoirs tranquilles, tout comme les gyres le sont dans les océans (cf. la sphère précédente).
Tout comme dans les gyres, les résidus volatiles et gazeux de l'industrie humaine vont s'accumuler dans ces zones calmes, des "6e continents au-dessus de nos têtes" en somme. Tout comme dans les gyres, ils y restent pour longtemps et la région polluée s'élargit avec le temps jusqu'à ce que sa taille soit telle que les déchets repoussés en marge soient happés par la circulation générale pour être projetés ailleurs, y compris dans les "avalanches descendantes d'air froid" que nous avons vues aussi.
Si vous avez bien compris comment fonctionnent les rouleaux convectifs de Hadley, Ferrel et Polaires décrits ci-avant, vous voyez tout de suite où vont vraisemblablement se situer les plus grandes de ces zones calmes : Les deux pôles.
L'emplacement et la taille de ces "gyres tropopausiques" est encore plus facile à déterminer depuis que la crise des CFC (Chlorofluorocarbones, premiers propulseurs des vaporisateurs à gaz, maintenant mondialement interdits) a obligé l'attention mondiale à surveiller en permanence la désintégration de la couche d'ozone. Les gyres de la tropopause sont effectivement centrées sur les trous d'ozone, et il n'est pas surprenant de voir que c'est surtout aux pôles compte tenu de tout ce qui précède.
La première ayant été détectée est celle de l'Antarctique :
(NASA, 24 sept 2006, au plus grand)
La seconde, toute récente, est celle de l'Arctique :
(NASA, 26 mars 2011)
Ainsi, outre d'accueillir nos déchets gazeux destructeurs d'ozone ouvrant la porte en grand aux UVs mortels qui accélérent la fonte des glaces, ces zones servent de réceptacle à tous nos autres effluents légers. Leur bombardement par les UVs durs ne pourra qu'en transformer certains en d'autres molécules, plus simples et à déterminer mais dont une partie sera forcément très toxique pour la Vie.
Sur un autre plan et toujours dans le sens toxique, comme tout ce qui peut y monter y monte, une partie de la radioactivité humaine, depuis les premiers essais aériens et en passant par Tchernobyl et Fukushima, s'y accumule plus ou moins.
Comme le montrent les deux photos de la NASA, la taille de nos "6e continents gazeux" déborde maintenant les limites des cellules polaires. Ils sont donc redistribués dans les autres cellules et dans les courants-jet. Ils redescendent régulièrement par les "avalanches froides" que nous avons vues et qui peuvent se former pratiquement n'importe où, en particulier sous les courants-jet.
Concernant Fukushima, au-dessus des réacteurs en train de fondre et d'exploser, la météo du 15 mars 2011 était la suivante :
Nous avions un appel d'air très fort au large de Fukushima ne demandant qu'à envoyer le nuage radioactif directement sous la tropopause, ce qu'il a donc fait.
Dix jours plus tard, la situation n'avait pas beaucoup changé :
mais elle explique au moins pourquoi la radioactivité de l'île d'Hokkaido et celle des préfectures septentrionales de Aomori, Iwate et Miyagi est aujourd'hui proche de celle de Fukushima par endroits : Le nuage radioactif a été emporté par les vents et les retombées ont arrosé son parcours.
Donc, une très grosse part des nuages radioactifs issus des réacteurs en train de fuir est directement montée en haut de la cellule de Ferrel. Ensuite, il a suivi le courant général de cette cellule, vers le Nord-Est, et a été happé en partie par le courant-jet. Il a fait le tour de la Terre à cette latitude en quelques jours, tout en se dispersant de chaque côté :
L'image supérieure donne la situation au 20 mars 2011, l'inférieure une semaine plus tard, le 27 mars 2011 :
En une semaine, tout l'hémisphère Nord était déjà pollué, le gros de la pollution ayant envahi la cellule de Ferrel et la cellule Polaire, du Sahara au pôle Nord.
Aujourd'hui, les deux cellules de Hadley le sont forcément et la radioactivité de Fukushima, bien que surtout concentrée dans l'hémisphère Nord, a certainement diffusé dans tout l'hémisphère Sud jusqu'au pôle Sud et, pour ce qui concerne celle restée "collée au plafond", tout comme les CFC et autres destructeurs d'ozone, elle rejoint progressivement les gyres des deux pôles, redescendant en partie par les avalanches glacées qui se constituent aux endroits où la surface au sol est tellement chaude que les ascendances qu'elle provoque sont les plus rapides, attirent jusqu'à l'air froid du plafond.
De fait, l'augmentation brutale de la radioactivité au sol à cause de ces avalanches a déjà été constatée plusieurs fois aux USA pendant la période de chaleur intense qu'ils traversent durant l'été 2012 et qui génère ces ascendances volumineuses et violentes.
Attendu que, comme dans l'océan Pacifique où Tepco, l'entreprise propriétaire des réacteurs dévastés de Fukushima Dai-ichi, continue de balancer tous les jours des centaines de mètres cubes d'eau radioactive, tous les jours aussi et aujourd'hui encore, des gaz radioactifs s'échappent des bâtiments de leurs réacteurs fondus et se dispersent au gré des vents.
La radioactivité générale de la troposphère continue d'augmenter.
Elle augmente de toute façon en dehors de Fukushima car toutes les centrales, mines, centres de "retraitement", centres de "stockage" de déchets radioactifs, centres militaires et contrebandes nucléaires du monde l'ensemencent tous les jours eux aussi.
Je ne sais pas à quel rythme toutes ces pollutions, la radioactive avec les autres, augmentent tous les jours mais la situation générale ne me semble pas pouvoir rester viable pendant des siècles. Il est très possible qu'une crise majeure vienne très bientôt s'étaler sous nos yeux : La tropopause n'augmente pas de taille alors que la population humaine suit toujours sa courbe ascendante exponentielle et les dégâts qu'induit l'humanité suivent son rythme :
Je pense qu'il vaudra mieux ne plus être là quand tout se mettra à bouillir dans la tropopause.
***** Mahina, le 30 juillet 2012 *****
Addendum du 11 novembre 2012 :
Je viens de recevoir cette image qui résume parfaitement la situation à mes yeux :
Tout comme des algues saturant une petite flaque au point d'en mourir, étouffées par leur propre concurrence dans cette ressource limitée et leurs propres déchets, la vie continuera comme elle le pourra lorsque le dernier humain sera mort des conséquences de l'absence de gestion raisonnée de son environnement général par ses semblables.
Il n'y a et il n'y aura jamais qu'une seule biosphère sur cette Terre.
Nous n'avons, finalement et malgré l'invention d'un recul extraordinaire sur ce qui nous fait vivre, pas plus d'intelligence réelle que les algues de cet exemple.
Je ne sais pas s'il y aura encore des humains en 2100.