Météorologie: La température

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

La température a une influence sur notre façon de vivre, les vêtements que nous portons et les activités que nous faisons. Mais comment la température varie-t-elle à travers le monde?

La température

Pourquoi y a-t-il parfois de la neige au sommet d’une montagne, mais pas à la base? Et pourquoi l’Arctique est-il toujours froid alors que les tropiques sont toujours chauds? Trouvons les réponses à ces questions!

Élévation et altitude

La distance entre le niveau de la mer et l’endroit où tu es est ton élévation. Plus ton élévation est élevée, moins il y a d’air au-dessus de toi. Cela signifie que la pression d’air est plus faible. Moins il y a de pression sur l’air, plus il se dilate et les gaz qui composent l’air refroidissent à mesure qu’ils prennent du volume. Ainsi, la température de l’air baisse d’environ 6,5 °C pour chaque kilomètre en élévation.

Le savais-tu?

L’élévation fait référence à la hauteur d’un terrain, comme une montagne, au-dessus du niveau de la mer. L’altitude désigne la hauteur d’un objet au-dessus du niveau de la mer.

Illumination de la Terre par le Soleil durant le solstice d’été
Illumination de la Terre par le Soleil durant le solstice d’été (Parlons sciences en utilisant une image de Przemyslaw « Blueshade » Idzkiewicz [CC By] via Wikimedia Commons).

Tu peux même le sentir sans faire d’escalade! Comme lorsque tu utilises une bonbonne d’air comprimé, ou que tu laisses sortir de l’air d’un pneu gonflé. L’air qui sort est plus froid que l’air ambiant.

Le savais-tu?
Un avion commercial vole habituellement 11 km au-dessus de la Terre. À cette altitude, la pression d’air est d’environ 25 % de ce qu’elle est au sol. Et la température est d’environ -50 °C!

La latitude

Différents endroits sur Terre peuvent avoir des températures et des conditions météorologiques différentes à l’année. C’est la faute du Soleil, bien entendu! Plus il brille sur une région, plus la température y sera élevée.

La Terre est une sphère. Les endroits où les rayons du Soleil atteignent la surface de la Terre à angle droit reçoivent un rayonnement plus concentré. Ces endroits se trouvent tous près de l’équateur, dans la région équatoriale. Les endroits où les rayons du Soleil sont inclinés lorsqu’ils atteignent la surface de la Terre reçoivent autant de rayonnement, mais il est moins concentré. Ces endroits sont plus près des pôles Nord et Sud. Nous les appelons des régions polaires.


Dans l’image ci-dessous, tu peux voir que la même quantité de rayonnement solaire atteint une grande surface aux régions polaires (a) et une plus petite surface dans la région équatoriale (b). Puisque la surface de b est plus petite que a, les rayons y sont plus concentrés. Ceci signifie que les températures sont plus élevées pour b que a.

Rayons du Soleil atteignant la surface de la Terre
Voici comment les rayons du Soleil atteignent la surface de la Terre (Parlons sciences en utilisant une image de Peter Halasz [CC SA] via Wikimedia Commons).

Les températures saisonnières

La Terre tourne autour d’un axe de rotation. Si l’axe de la Terre était parfaitement perpendiculaire à son orbite (à angle droit par rapport à lui), l’équateur ferait toujours directement face au Soleil. Cela voudrait dire que l’hémisphère nord resterait toujours aussi froid à longueur d’année. Or, nous savons que ce n’est pas vrai. En Amérique du Nord, nous avons une saison froide (l’hiver) et une saison chaude (l’été), de même que des saisons intermédiaires entre les deux (le printemps et l’automne).

Il existe des saisons sur notre planète parce que son axe de rotation est incliné à un angle fixe de 23,5°. Quand la Terre tourne autour du Soleil, la Terre est donc penchée vers l’intérieur ou vers l’extérieur de l’orbite. Voyons maintenant comment les saisons sont causées par ce phénomène.

Le savais-tu?

L’extrémité nord de l’axe de rotation de la Terre pointe pratiquement toujours vers le même endroit dans l’espace. Ceci explique pourquoi l’étoile Polaire (aussi appelée Polaris ou Alpha Ursae Minoris) peut toujours être utilisée pour trouver le nord dans l’hémisphère nord.

Dans l’hémisphère nord, l’été est de juin à septembre. Ceci correspond à la période quand la région au nord de l’équateur est inclinée vers le Soleil. En Amérique du Nord, nos calendriers ont été organisés de façon à ce que le 21 juin marque la date où le Soleil est à son point le plus au nord possible. On appelle cette journée le solstice d’été.

L’illustration ci-dessous démontre la Terre lors du solstice d’été. Tu peux voir quelle partie de la planète est illuminée et quelle partie est dans l’ombre. Tu remarqueras qu’une plus grande partie de l’hémisphère nord est dans la section illuminée. Voilà pourquoi nos jours sont plus longs en été. Au-dessus du cercle arctique, on a même une journée de 24 heures de clarté pendant ce solstice!

Terre durant le solstice d’été
Illumination de la Terre par le Soleil durant le solstice d’été (Parlons sciences en utilisant une image de Przemyslaw « Blueshade » Idzkiewicz [CC By] via Wikimedia Commons).

 

Le contraire se produit en hiver. Durant cette période de l’année, l’hémisphère nord est alors incliné vers l’extérieur de l’orbite autour du Soleil. L’image ci-dessous représente la Terre durant le solstice d’hiver, le 21 décembre. Tu remarqueras qu’une plus grande région de l’hémisphère nord se trouve maintenant dans l’ombre. Voilà pourquoi les jours sont plus courts (et les nuits plus longues) en hiver. Comme tu l’as peut-être deviné, au-dessus du cercle arctique, ce sont plutôt 24 heures de noirceur qui marquent le solstice d’hiver.

Terre durant le solstice d’hiver
Illumination de la Terre par le Soleil durant le solstice d’hiver (Parlons sciences en utilisant une image de Przemyslaw « Blueshade » Idzkiewicz [CC By] via Wikimedia Commons).

 

L’image ci-dessous montre la Terre à l’équinoxe d’automne et à l’équinoxe de printemps (également appelé équinoxe vernal). L’hémisphère nord n’est pas incliné vers, ou loin du soleil. C’est le moment quand le jour et la nuit sont exactement la même longueur.

 

Terre durant les équinoxes du printemps et de l’automne
Équinoxes du printemps et de l’automne (Parlons science à l’aide d’une image de Przemyslaw « Blueshade » Idzkiewicz [CC By] via Wikimedia Commons).

Les équinoxes et les solstices sont des moments précis où l’angle de la Terre est parfaitement aligné avec les rayons du Soleil. Mais les gens utilisent habituellement ces termes pour désigner la journée à laquelle ces temps tombent.

 

Température perçue vs température réelle

La température à l’extérieur n’est pas la seule chose qui fait que tu as froid ou chaud. C’est pourquoi les prévisions météorologiques nous donnent parfois aussi une deuxième température selon ce que les gens ressentent. Tu pourrais avoir plus froid par une journée venteuse. Cette température ressentie est appelée refroidissement éolien. De plus, tu pourrais avoir plus chaud par une journée humide. Cette température perçue est souvent appelée l’indice humidex.

 

 

En savoir plus

Pourquoi y a-t-il des saisons? 
Cet article de Parlons sciences explique plus en profondeur comment fonctionne le cycle des saisons sur Terre.

Comment retrouver le nord la nuit?
Cette activité de Parlons sciences permet d’identifier l’étoile Polaire.

Décrypteurs : l’indice de refroidissement éolien démystifié (2020)
Ce vidéo (3 min. 17 s.) de Radio-Canada explique ce qu’est le refroidissement éolien.

L’indice Humidex (2016)
Cette vidéo (1 min. 31 s.) de Météo Globale avec la météorologue Jocelyne Blouin explique ce qu’est l’indice humidex.

METEO : Le bulletin des sorciers
Cette vidéo (26 min. 14 s.) de l’émission C’est pas sorcier explique plusieurs phénomènes météorologiques et comment les spécialistes s’efforcent de faire des prédictions adéquates.

Planète sous toutes ses latitudes
Cette vidéo (26 min. 1 s.) de l’émission C’est pas sorcier explique l’effet de la latitude sur la température et l’illumination sur Terre, incluant les équinoxes et les solstices.

Références

Canadian Centre for Occupational Health and Safety. (2019). Humidex Rating and Work : OSH Answers

Eldridge, A. (n. d.) What's the Difference Between a Solstice and an Equinox? Britannica.com. 

Government of Canada. (2019). Guide to public weather forecasts: weather elements

Kozlowski, R. (2020). How to Calculate a Wind Chill Factor. Sciencing.com.

NASA Space Place. (2020). What Causes the Seasons?

Schwille, K. (n.d.) Latitude, Longitude, and Temperature. National Geographic. 

UCAR Center for Science Education. (2013). Change in the Atmosphere with Altitude.