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CLIMATOLOGIE

Le terme de climatologie a, pour les météorologistes, un sens assez restrictif: l’établissement et l’étude de statistiques relatives aux éléments du climat. Mais, plus largement, on entend par ce mot la science qui donne une description systématique et une explication de la répartition des climats. C’est le point de vue qui sera adopté dans cet article.

Le climat a été défini en termes généraux comme «la série des états de l’atmosphère au-dessus d’un lieu, dans leur succession habituelle». Contrairement à d’autres traits de la géographie physique, il n’est pas directement visible; seules ses conséquences le sont. Il a une dimension non seulement spatiale, mais aussi temporelle; la climatologie est donc, en grande partie, un processus de mise en mémoire.

Le climat se manifeste à plusieurs échelles spatiales, et à chacune d’elles apparaissent des problèmes particuliers. Certains d’entre eux, qui intéressent l’homme directement, font l’objet de sciences autonomes, telles que: la bioclimatologie , qui étudie le rôle de la composante climatique dans le milieu où vit la plante et, éventuellement, l’animal, et trouve sa principale application dans la climatologie (ou bioclimatologie ) agricole ; l’agrométéorologie , qui se charge des prévisions adaptées aux besoins agricoles; la biométéorologie , qui apprécie les conséquences du climat sur la physiologie et la pathologie des êtres vivants, et tente d’en tirer des applications thérapeutiques. Ainsi, la climatologie se trouve avoir, au sein de ces sciences, des frontières communes avec la physique, la physiologie, l’écologie, la biogéographie, l’agronomie, la médecine.

1. Les échelles du climat

Les oppositions entre les différentes parties du globe concernent des fractions d’espace d’un ordre de grandeur varié; plus un climat est décrit en détail, et plus l’espace concerné par cette description est réduit; plus la compréhension du concept de climat est enrichie, et plus son extension est réduite. En allant des climats à faible compréhension et à forte extension aux climats à forte compréhension et à faible extension, on rencontre successivement: les climats zonaux, les climats généraux, les climats régionaux, les climats locaux, les microclimats.

Les climats zonaux représentent l’échelle la plus grande. L’opposition entre les différentes zones du point de vue climatique a été remarquée très anciennement. Le terme de zone est pris ici dans son sens strict de «région du globe comprise entre deux parallèles». La hauteur du soleil au-dessus de l’horizon différencie les zones et elle est à l’origine de l’adoption par les Grecs du mot «climat», qui désigne étymologiquement l’angle entre les rayons solaires et la surface du globe.

Au niveau zonal, l’opposition la plus manifeste est celle entre les régions ayant dans l’année un bilan thermique positif et celles où ce bilan est négatif. Leur séparation se fait aux environs du 40^e degré de latitude. On peut aussi opposer les régions de basse latitude, où le refroidissement hivernal est faiblement marqué et où les contrastes entre saisons sont surtout dus aux régimes pluviométriques, et les hautes latitudes, où les saisons sont surtout thermiques.

Il arrive aussi qu’on distingue un plus grand nombre de zones climatiques: zones équatoriale, tropicale, aride, tempérée, froide. Certes, des climats comme les climats arides ont une nette tendance à apparaître à certaines latitudes, mais, d’une part, ils ne sont pas uniques dans les zones où ils sont le mieux représentés, d’autre part, l’aridité affecte bien des parties de ce qu’on appelle la zone tempérée ou la zone froide. Et cela n’est qu’un exemple. À la limite, des notions comme celle de zone tempérée n’ont guère de signification, car les climats dits «tempérés» n’ont absolument pas une disposition zonale.

Les climats généraux s’étendant sur plusieurs millions ou plusieurs dizaines de millions de kilomètres carrés, ils sont déterminés non seulement par la latitude, mais aussi par leur position par rapport aux grandes masses marines et continentales et aux grands systèmes de courants atmosphériques. C’est à ce niveau qu’on voit apparaître des unités souvent improprement qualifiées de «zonales», comme les climats équatoriaux, arides, tempérés. Chacune des grandes zones est occupée par deux ou trois grands climats généraux.

Les climats régionaux s’étendent sur plusieurs centaines de milliers à quelques millions de kilomètres carrés. Ils doivent leur existence aux caractères essentiels des climats généraux auxquels ils sont intégrés, mais aussi à des facteurs dont l’influence est plus limitée. Ce peut être un aspect de la circulation atmosphérique, comme l’extension vers les pôles des anticyclones subtropicaux en été, sur des régions qui sont en hiver fraîches et sèches (climats dits «méditerranéens»). Mais les grands caractères du relief interviennent aussi à cette échelle; ainsi en est-il des montagnes nord-sud qui limitent l’extension des climats tempérés océaniques à une étroite frange littorale en Amérique du Nord. Un pays comme la France, pourtant assez complexe du point de vue climatique, n’a guère que trois climats régionaux bien tranchés: climat tempéré océanique, climat méditerranéen, climat de montagne ou d’altitude. On peut cependant considérer comme relevant de la climatologie régionale bien des nuances à l’intérieur de chacune de ces grandes divisions, comme celles qui opposent les façades à traits fortement «océaniques» aux régions où commencent à apparaître des traits «continentaux» : hivers froids et étés chauds pluvieux de l’Alsace, par exemple.

Les climats locaux ont une extension bien plus réduite. Ils peuvent changer en quelques centaines ou quelques dizaines de mètres même. Ils dépendent des climats régionaux dont ils font partie, mais aussi des bilans radiatifs locaux et de mouvements de l’air à faible échelle spatiale (comme de nombreuses brises). Ils sont donc sous la dépendance du relief, du couvert végétal, de la nature du sol. Un versant, une forêt, une ville, un littoral marin ou lacustre peuvent ainsi avoir un climat local particulier.

Les microclimats peuvent varier en quelques mètres, et même, à la limite, en quelques dizaines de centimètres. Ils sont sous la dépendance étroite de caractères très limités influençant le bilan radiatif, et de mouvements de l’air à très faible ampleur. Ainsi, dans une forêt, la couronne des arbres est fortement échauffée pendant le jour, mais se refroidit la nuit. Le sous-bois est plus frais le jour, car il reçoit évidemment moins de radiations, et plus chaud la nuit, car les pertes de chaleur sont limitées par le fait que les feuillages renvoient vers le bas les radiations d’onde longue émises par la surface. Les deux étages de la forêt n’ont donc pas le même microclimat. On peut en dire autant pour le haut et le bas d’un versant, un parc à voitures en ciment et une rue étroite, etc.

Il est ainsi nécessaire de distinguer soigneusement les différentes échelles. Chacune a sa valeur propre. Pour la compréhension des grands traits du globe, l’échelle la plus intéressante est celle des climats régionaux, qui a à la fois assez d’extension et de compréhension pour être significative. Mais dès qu’il s’agit de comprendre correctement les traits de l’agriculture et de la végétation, de faire des aménagements urbains, d’expliquer le travail de l’érosion, il faut prendre en considération les climats locaux et les microclimats.

Il y a évidemment des relations entre les phénomènes de différents ordres de grandeur. Chaque climat d’un certain ordre de grandeur peut être considéré comme un ensemble de climats de l’ordre de grandeur immédiatement inférieur, et le contenu de ces ensembles varie en conséquence; dans des sites équivalents, on rencontre des climats locaux différents dans les climats régionaux équatoriaux humides et tempérés hyperocéaniques.

Parce qu’ils sont les plus significatifs, et aussi les mieux étudiés, on s’intéressera particulièrement ici aux climats régionaux.

2. Principes de la description des climats régionaux

La description des climats est rendue malaisée par une contradiction fondamentale, liée à la nature même du climat.

D’une part, en effet, cette notion est synthétique. Elle repose sur celle d’état de l’atmosphère, de «temps» au sens météorologique. Or ces notions synthétiques groupent un certain nombre de caractères qui se manifestent simultanément et sont liés entre eux par des relations de cause à effet. On n’éprouve jamais «une pluie de 12 millimètres en 24 heures», mais un temps froid avec pluies brusques et séparées par des périodes de ciel clair, ou un temps tiède avec des pluies fines et durables, un couvert nuageux persistant et un plafond bas.

D’autre part, pour être précis et pour réaliser la mise en mémoire indispensable, il est nécessaire de faire des mesures et d’en présenter les résultats sous forme de séries statistiques. Or, pour cela, il faut étudier séparément les différents éléments du climat, comme la pluviosité, la température, l’humidité de l’air, le vent. Mais l’étude séparée de ces éléments n’a jamais suffi pour décrire véritablement cette notion globale qu’est le climat; on l’oublie parfois.

Pour résoudre cette contradiction, on peut procéder de deux façons différentes: ou bien on commence par l’analyse des éléments du climat suivie d’une synthèse, regroupant au moins deux par deux les éléments du climat, sous forme d’indices mathématiques ou de diagrammes à double ou triple système de coordonnées; ou bien on définit avec précision des types de temps – ainsi des types «chauds secs», «chauds pluvieux», «froids secs» – et on détermine ensuite quelle est la part, sous un climat donné et pour une période donnée, de chacun de ces types de temps. Cette dernière méthode correspondrait mieux aux buts de la climatologie que la précédente. Elle a malheureusement été assez peu pratiquée et est d’ailleurs très longue à mettre en œuvre. On utilisera ici surtout la première, distinguant donc une phase d’analyse et une phase de synthèse.

L’analyse des éléments du climat

Chacun d’eux sera caractérisé par des séries de nombres qu’on analyse en utilisant les méthodes classiques de la statistique. Chaque série est décrite d’abord par ses valeurs centrale moyenne ou médiane, puis par des écarts, écart type ou variabilité, celle-ci étant le rapport en pourcentage de l’écart type à la moyenne. On peut utiliser aussi les valeurs limites des différents quartiles ou quintiles: celles-ci par exemple donnent les différentes valeurs qui sont atteintes une fois sur cinq ou deux fois, trois fois, quatre fois sur cinq. La figure 1 représente ainsi les quintiles inférieurs et supérieurs des précipitations et des températures pour Paris-Le Bourget.

On peut voir qu’en janvier, les températures minimales moyennes ont une chance sur cinq d’être comprises entre 漣 2,5 ⁰C et 漣 6 ⁰C, et une chance sur cinq d’être supérieures à 2,6 ⁰C et inférieures à 3,1 ⁰C. On voit que la prise en considération des quintiles enrichit l’information par rapport aux seules courbes des moyennes: celles-ci, notamment, ne laissent pas soupçonner l’importance des grands froids de février. De même, pour les précipitations, les limites du quintile supérieur montrent bien que le maximum d’août est dû à la fréquence des grandes averses, qui donnent certaines années un mois très pluvieux au cœur de l’été.

Les températures sont mesurées, pour la climatologie régionale, sous un abri météorologique standard, ce qui permet d’obtenir des valeurs comparables dans le monde entier. On fait une mesure toutes les trois heures dans les observatoires bien équipés, ou simplement un relevé des températures minimale et maximale observées en 24 heures. La température moyenne du mois sera donnée par la moyenne arithmétique de toutes les observations trihoraires, ou bien par la moyenne des moyennes des minimums et des maximums. On voit que pour caractériser un mois, par exemple janvier, on fait déjà beaucoup de calculs qui diminuent la richesse de l’information. Ensuite, on essaie de caractériser le mois de janvier type en faisant subir les traitements décrits ci-dessus à une série, par exemple de trente ou cinquante mois de janvier.

En même temps que les températures est mesurée l’humidité de l’air . Celle-ci est la quantité de vapeur d’eau contenue dans un certain volume d’air; on peut l’exprimer en grammes par mètre cube d’air. On peut également donner la pression partielle de vapeur d’eau exprimée en hectopascals; la vapeur d’eau, étant un gaz, a en effet une pression propre. On sait que, pour une température donnée, l’air ne peut contenir qu’une certaine quantité de vapeur d’eau, appelée quantité saturante. Il est commode d’évaluer l’humidité relative de l’air, c’est-à-dire le rapport en pourcentage entre la tension de vapeur d’eau effectivement mesurée dans un air à une température t et la quantité saturante à t . L’humidité relative exprime assez bien le pouvoir évaporant de l’air, mais elle est très largement dépendante de la température. On voit par exemple qu’à Paris elle est minimale au moment de l’année où la tension de vapeur d’eau est maximale, c’est-à-dire en été : c’est l’effet thermique qui prime.

Les précipitations sont mesurées toutes les 24 heures ou toutes les 12 heures. Mais on enregistre pour un mois des quantités globales, et ce n’est qu’au niveau des études sur plusieurs années que les moyennes interviennent. Les mesures sont données en hauteurs d’eau, évaluées en millimètres quelle que soit la forme des précipitations. On complète en général l’information en indiquant les nombres de jours de pluie, considérés globalement ou classés selon les quantités reçues, et aussi les nombres de jours de neige, de grêle, etc.

Les autres éléments du climat reçoivent souvent moins d’attention, parce que leur mesure, plus difficile, est faite dans un nombre plus limité d’observatoires. Il s’agit essentiellement de: la durée d’insolation , exprimée en heures; la nébulosité , c’est-à-dire la portion du ciel couverte, exprimée en dixièmes; la direction et la vitesse du vent (on peut donner la vitesse moyenne et le vent vectoriel moyen, mais la meilleure façon de présenter les résultats est de construire une rose des vents, qui indique leur fréquence pour un mois ou une année, suivant la direction et la vitesse); l’évaporation , mesurée dans des appareils placés sous abri (évapomètre Piche) ou dans des bacs isolés, et qu’on exprime en millimètres d’eau évaporée. Il est à noter que l’évaporation mesurée est en fait l’évaporation potentielle, c’est-à-dire celle qui est possible pendant une période donnée en fonction de l’état de l’atmosphère: pression, température, humidité, vent. L’évaporation réelle peut être très inférieure à cette évaporation potentielle, car elle est limitée par les réserves en eau du sol: quand celles-ci sont épuisées, l’évaporation s’arrête évidemment jusqu’à la prochaine averse, ce qui n’arrive jamais avec les appareils, qui sont régulièrement alimentés en eau. En utilisant des bacs de terre portant un couvert végétal, ou en étudiant les champs irrigués, on peut évaluer aussi la part des pertes en eau sous forme de transpiration; si bien qu’en définitive on peut apprécier l’évapotranspiration potentielle d’un climat. La rareté relative des mesures d’évaporation a rendu nécessaire la mise au point de formules permettant de la calculer en fonction d’éléments mieux connus qui la déterminent.

La pression atmosphérique n’est pas vraiment en elle-même un élément du climat, mais elle est un facteur indispensable à l’explication de la circulation de l’air, donc en définitive à la compréhension des causes des climats. Elle est donc mesurée attentivement à la fois au sol et à diverses altitudes.

La synthèse: diagrammes et indices

Il est très difficile d’intégrer dans une synthèse claire tous les éléments du climat. On se contente en général de considérer les combinaisons les plus significatives, en commençant par utiliser des valeurs mensuelles.

La première combinaison envisagée est celle des précipitations, de l’évaporation et des températures.

En effet, si, pendant une période donnée, l’évapotranspiration potentielle est supérieure aux précipitations, le bilan d’humidité de cette période sera négatif; il y aura prélèvement sur les ressources en eau du sol; si ces ressources en eau sont faibles, l’écoulement superficiel cessera; les plantes, qu’elles soient cultivées ou non, pourront en souffrir. La confrontation des données est donc très utile pour les hydrologues, les botanistes, les agronomes et les forestiers. On a bien la possibilité de mettre en rapport des précipitations et des quantités, mesurées ou calculées, d’évapotranspiration. Mais, comme ces valeurs sont connues pour un nombre de stations relativement réduit, on est souvent amené à confronter simplement les précipitations et les températures, qui sont un des principaux facteurs de l’évaporation. Cette confrontation peut se faire sous forme de rapports mathématiques exprimés par des indices sans dimension, connus sous le nom d’«indices d’aridité», ou, mieux, d’humidité. Le plus simple de ceux-ci, le facteur de pluie (Regenfaktor de R. Lang), a été amélioré par Emmanuel de Martonne sous la forme suivante:

où p est la pluviosité d’un mois donné, en millimètres, et t sa température moyenne, en degrés Celsius. On ajoute 10 au dénominateur pour éviter les valeurs négatives. On voit que, plus l’indice I ^M est élevé, et plus l’«aridité» du mois est faible.

De nombreux indices plus complexes ont été présentés, sur le même principe, par exemple, le quotient pluviothermique de L. Emberger:

où P représente la hauteur moyenne des précipitations annuelles, M la moyenne des maximums de températures du mois le plus chaud et m la moyenne des minimums de températures du mois le plus froid.

La confrontation peut être faite aussi sous forme d’inégalités qui tiennent compte de seuils empiriques. Ainsi, Henri Gaussen a découvert qu’un mois a toutes chances d’avoir une évapotranspiration potentielle supérieure aux précipitations, donc d’être «sec», si on a p 麗 2 t (p = précipitations moyennes du mois en millimètres; t = températures moyennes du mois en degrés Celsius). Sur un diagramme où les températures figurent en ordonnée et les précipitations en abscisse, on peut représenter par une série de douze points les précipitations et les températures de chacun des mois, donc donner une idée du déroulement des saisons au cours de l’année. On peut aussi délimiter l’aire où viennent se placer les points représentatifs des mois secs définis comme ci-dessus (fig. 2). La durée de la saison sèche à Alger, Tachkent ou Allah bad apparaît ainsi immédiatement.

Une autre association très importante est celle de la température et de l’humidité, car une température donnée est d’autant plus difficile à supporter que l’humidité est élevée. Ici aussi on peut concevoir des indices («indices d’inconfort»), et utiliser des diagrammes. Sur celui de la figure 3, les humidités relatives sont en abscisse et les températures en ordonnée. Sur de telles figures, on peut délimiter des aires où viennent se placer les points correspondant à certains degrés de confort ou d’inconfort. Ces aires sont déterminées empiriquement d’après de nombreuses enquêtes, pratiquées surtout aux États-Unis. On a représenté sur la figure 3 l’aire de confort maximal selon Olgaygay et la limite des temps très chauds selon Terjung. On voit dans les deux cas que l’inconfort apparaît pour des températures d’autant moins élevées que l’humidité relative est plus forte. Un tel graphique permet d’apprécier rapidement le degré d’inconfort de telle station, et de faire des comparaisons utiles.

Bien des méthodes peuvent encore être employées pour définir les associations caractéristiques de valeurs. Elles aboutissent toutes à préciser les caractères climatiques moyens d’un mois, et ce, à deux points de vue essentiels: le confort de l’homme et les possibilités de la végétation. Mais, pour caractériser un climat, il faut aller plus loin, retenir quelques valeurs particulièrement caractéristiques qui définissent de façon synthétique les traits de l’année moyenne. Cela est indispensable si l’on veut donner une classification simple des climats pouvant aboutir à une cartographie à l’échelle mondiale. Deux procédés sont généralement employés en combinaison: le choix de seuils et le décompte du nombre de mois de différents types.

Le choix de seuils a fait le succès de la classification de Wladimir Köppen. Deux types de seuils sont utilisés: des seuils purement thermiques, en général relatifs au mois le plus chaud et au mois le plus froid (par exemple, sont considérés comme chauds les climats où aucun mois n’a une température moyenne inférieure à 18 ⁰C), et des seuils pluviothermiques, résultant de l’introduction de la notion d’utilité des précipitations. Ainsi, sont considérés comme secs tous les climats où les précipitations moyennes annuelles exprimées en centimètres sont inférieures au double des températures moyennes en degrés Celsius, majorées de 14, du moins quand les pluies sont concentrées en été (on fixe un autre seuil quand les pluies sont également réparties, ou quand elles ont lieu surtout en hiver).

Gaussen a proposé une classification des climats où sont utilisés des seuils thermiques, mais aussi le décompte du nombre de mois secs ou humides de l’année moyenne: climat désertique avec douze mois secs, subdésertique avec dix ou onze mois secs, etc. Une méthode analogue a été employée par Charles P. Péguy.

De toute façon, la description d’un climat ne peut que très difficilement reposer sur des valeurs annuelles. Il vaut mieux considérer le climat comme une association de saisons, que l’on décrira successivement, en précisant la durée de chacune d’elles. Il faut savoir que les noms mêmes des saisons dont on use sous les climats européens perdent toute signification dans les régions de basse latitude. Il arrivera d’employer ici les termes d’hiver ou d’été, mais simplement par commodité, pour désigner respectivement les périodes où le soleil est le plus bas ou le plus haut sur l’horizon.

3. Répartition des climats à l’échelle mondiale

On présentera rapidement ci-dessous les grands types de climats, qui font l’objet d’articles spéciaux. La classification employée est largement inspirée de celle de Köppen. Comme tout travail de ce genre, elle peut être discutée, et certains climats sont difficiles à nommer, car l’usage est fluctuant dans la littérature, et l’on doit souvent choisir comme base de la terminologie un trait important d’une période de l’année, particulièrement caractéristique.

Les climats équatoriaux toujours humides

Une bande assez étroite le long de l’équateur a des climats pratiquement sans saisons. Sur la figure 3, il a fallu renoncer à représenter les douze points caractérisant la station de Kuching (ouest de l’île de Bornéo, province de Sarawak de la Malaisie), car ils se confondent très souvent: les températures sont régulières, les humidités relatives aussi, les pluies toujours fortes. Cependant, celles-ci n’atteignent pas les valeurs les plus élevées observées dans le monde et, s’il n’y a jamais de mois sec, elles varient tout de même dans l’année de façon sensible. On voit par exemple qu’à Kuching le mois le moins arrosé reçoit quatre fois moins de pluie que le plus arrosé. Des différences de 1 à 4 ou de 1 à 5 ne sont pas rares. Les mois les plus pluvieux se situent très souvent autour des équinoxes.

Les climats tropicaux

On donne en général ce nom à des climats caractérisés par un hiver faiblement marqué et surtout par l’opposition entre une saison sèche, et une saison humide, située en «été». La figure 2 montre très nettement que des stations aussi différentes que Bamako (Mali), Allah bad (Inde) et Nankin (Chine) ont deux ou trois mois présentant des caractères comparables: températures autour de 25-30 ⁰C, précipitations de plus de 150 millimètres. Il existe ainsi un «été tropical » étendu à d’immenses régions du globe. On a choisi ici de traiter comme climat tropical tout climat où apparaît ce type d’été, quels que soient les caractères du reste de l’année; ceux-ci interviendront pour donner des subdivisions. Il ne faut pas se dissimuler qu’on arrive ainsi à considérer assez paradoxalement comme tropicales des stations comme celles de la Chine et du sud-est des États-Unis où les hivers sont froids et assez longs. On les a distingués par un figuré à part sur la carte.

Schématiquement, on peut distinguer trois types de climat tropical.

Aux très basses latitudes (Bamako), trois types de saisons se succèdent: la saison sèche relativement fraîche (températures moyennes autour de 30 ⁰C, peu de pluie, humidité relative basse); la saison sèche et très chaude (moyenne de température approchant 40 ⁰C, humidité relative un peu plus forte, pas de pluies); la saison des pluies, un peu moins chaude que la précédente (autour de 30 ⁰C, mais humidités relatives fortes). Dans les parties occidentales des continents, ce type de climat est confiné aux basses latitudes. Mais sur les façades orientales, les climats à été tropical atteignent des latitudes bien plus hautes. Dans le type du nord de l’Inde (Allah bad), il y a une saison sèche un peu plus fraîche, mais le reste de l’année ressemble beaucoup à ce qu’il est dans des stations comme Bamako.

En revanche, sur les côtes orientales des continents, le climat de type chinois comporte un hiver très net, suivi d’un printemps rapide et pluvieux, puis d’un été chaud et humide; l’automne est moins arrosé que le printemps, mais il n’y a pas de mois, à proprement parler, sec. À tous égards, ce climat forme un type de transition, difficile à classer.

Les climats arides

Leur caractère essentiel est l’existence d’une longue période déficitaire en eau, durant au moins huit ou neuf mois, et pouvant affecter toute l’année, comme c’est le cas à Tamanrasset (fig. 2). Il y a lieu de distinguer entre les climats arides chauds des basses latitudes et les climats à hiver marqué de l’intérieur des continents, aux latitudes moyennes de l’hémisphère Nord surtout. On voit qu’à Tamanrasset la moyenne des températures hivernales reste autour de 10 ⁰C, tandis qu’elle devient négative à Tachkent en janvier. Il convient aussi d’opposer les climats franchement arides et ceux qui constituent en fait des transitions entre climats arides et subarides. Le passage d’un type à l’autre est souvent progressif, et les différentes classifications des climats proposées assignent en général des limites assez différentes aux régions sèches. On voit que celles-ci sont absentes sur les façades orientales des continents, où la pénétration vers le nord et le sud, suivant l’hémisphère, de l’été tropical efface en quelque sorte l’aridité et interrompt la continuité de la «zone aride» axée sur le tropique.

Les climats tempérés

La notion est souvent entendue dans un sens beaucoup trop large. On ne peut l’appliquer qu’à des climats où l’amplitude thermique entre l’hiver et l’été reste modérée. Avec un certain arbitraire, on considérera ici comme tempérés les climats non arides où le mois le plus froid a une moyenne thermique supérieure à 漣 3 ⁰C et le mois le plus chaud une moyenne comprise entre 10 et 22 ⁰C, cette dernière limite supérieure pouvant cependant être dépassée dans quelques stations des marges du côté équatorial, comme au Maghreb.

La pluviosité crée des nuances et des oppositions dans ce domaine, dont la définition est avant tout thermique. Opposition d’abord entre les climats dits «méditerranéens» et le reste du domaine tempéré. C’est en effet surtout autour de la Méditerranée que s’étend un type de climat très original, exceptionnel même, dans la mesure où l’été y est la période la moins arrosée, prenant des caractères de franche aridité (cf. Alger, fig. 2). On voit donc apparaître un rythme à quatre saisons bien contrastées: un hiver marqué, bien que doux, un printemps et un automne parfois très pluvieux, avec un net avantage à l’automne et un été chaud et sec. Le mois de juillet à Alger ressemble beaucoup à ceux de mai ou de septembre à Tamanrasset, comme on peut le vérifier sur la figure 2.

Dans le reste du domaine apparaissent surtout des nuances entre des climats hyperocéaniques très doux en hiver, même à des latitudes déjà élevées, avec des pluies bien réparties dans l’année malgré un maximum automnal (cf. Brest, fig. 2), et des climats où peu à peu l’hiver devient plus froid et l’été plus chaud et plus pluvieux.

La carte montre bien qu’en fait ces climats tempérés ont une faible extension sur la Terre, sauf en Europe occidentale et dans les régions africaines et asiatiques voisines (Maghreb et Asie Mineure notamment). Dans le reste du monde, ils ne se trouvent que dans des bandes littorales étroites, sur les façades occidentales des continents, et dans quelques îles comme le nord du Japon et la Nouvelle-Zélande.

Les climats froids

À l’intérieur des continents de l’hémisphère Nord se trouve un ensemble de climats assez complexes, mais dont le caractère essentiel est l’existence d’un hiver très marqué, avec des moyennes du mois le plus froid inférieures à 漣 3 ⁰C. Ils ont un été assez chaud (moyenne du mois le plus chaud supérieure à 10 ⁰C) et ne sont pas arides; les précipitations sont réduites en hiver, mais l’été et souvent le printemps sont bien arrosés. La figure 2 montre, par exemple, que l’été d’Omsk n’est pas sans analogie avec celui de Brest. Ici encore, la terminologie adoptée peut être discutée. Malgré les températures assez élevées de l’été, on a rangé ici ces climats dans les «climats froids» à cause de l’importance de l’hiver froid, qui les marque d’une empreinte originale. Le terme de «climat continental», souvent employé, est trop vague, et devrait à proprement parler englober une partie du domaine aride, dont on a voulu conserver l’originalité. L’expression de «climats microthermaux» dont se sert W. Köppen a paru trop étrangère au langage courant.

Les climats polaires

Ils sont caractérisés non seulement par un hiver très froid, mais aussi par un été court et peu marqué (mois le plus chaud inférieur à 10 ⁰C en moyenne). De plus, les précipitations y sont très faibles toute l’année, et les vents très violents.

Les climats de montagne

Ils sont originaux partout dans le monde; tout relief, même assez médiocre, introduit des nuances climatiques importantes (on a renoncé à représenter la plupart d’entre eux sur la carte à petite échelle). D’une manière générale, les climats de montagne ont trois caractères: ils sont plus frais que les climats des plaines avoisinantes, et plus arrosés; ils changent très rapidement, ce qui rend leur description détaillée très difficile. Les montagnes sont le domaine privilégié des climats locaux et des microclimats.

Il y a cependant des différences bien marquées entre les montagnes des basses et des moyennes latitudes. Les différents étages climatiques et végétaux n’apparaissent évidemment pas aux mêmes altitudes, mais surtout les contrastes saisonniers sont faibles dans les montagnes tropicales. Un des aspects les plus spectaculaires de ce fait est l’absence de variation d’altitude du couvert neigeux, qui reste toute l’année confiné dans le même domaine. Au contraire, dans les montagnes des latitudes moyennes, à la saison froide (neigeuse) s’oppose un été très différent. Certes, l’altitude lui confère des températures inférieures à ce qu’elles sont dans les plaines, mais, le jour, la montagne reçoit une quantité considérable de radiations solaires, grâce à la pureté de l’air et à la bonne exposition des pentes. Aussi un degré assez élevé d’échauffement diurne peut-il être atteint, au moins dans le sol et dans la couche d’air en contact direct avec la surface. Cela a des conséquences importantes sur la végétation et montre que les climats de haute montagne sont différents des climats polaires, où l’on ne trouve pas l’équivalent de cette période de forte irradiation estivale.

Fluctuations

Les classifications climatiques du type de celle que l’on a présentée indiquent des tendances générales du temps; c’est dire à la fois leur valeur et leurs limites. D’un jour à l’autre, le temps connaît des fluctuations considérables dont les études statistiques ne font qu’enregistrer le bilan. Il semble utile de distinguer deux types de fluctuations: celles que l’on pourrait qualifier de «normales», et celles qui sont inhabituelles ou catastrophiques. Ainsi, à Paris, en janvier, il est «normal» qu’il y ait une alternance de temps froids et secs et de temps plus doux et humides, pluvieux. C’est cette alternance qu’enregistrent les moyennes thermiques. De même, dans les stations tropicales comme celles de l’Inde du Nord, il est «normal» qu’en été alternent des journées chaudes non pluvieuses, des journées un peu moins chaudes avec quelques averses, et quelques périodes de deux ou trois jours où s’abattent des quantités énormes de pluie.

D’autre part, on trouve des fluctuations inhabituelles ou catastrophiques, qui consistent dans l’accentuation ou la prolongation d’un type de temps normal. Ainsi, à Paris, en hiver, il peut arriver que le type de temps froid sec se prolonge pendant un ou deux mois, et prenne en même temps des caractères de sévérité très marquée. La disparition de l’alternance habituelle des types de temps fait que l’on a affaire à l’un de ces «grands hivers» dont parlent les météorologistes. De même, en Inde, l’existence de périodes sèches pendant la saison des pluies est habituelle, mais il arrive que cette sécheresse se prolonge pendant plusieurs semaines et dans de vastes régions; on a alors une catastrophe climatique.

Il est à noter que ces «catastrophes» et fluctuations inhabituelles sont dans une certaine mesure enregistrées dans les moyennes, mais affectent beaucoup moins les médianes. Leur intérêt est très grand, car l’homme a adapté ses activités au «climat moyen», et il ressent très durement les fluctuations inhabituelles. Même dans des pays industriels et bien équipés techniquement, elles peuvent avoir des conséquences importantes sur le plan économique.

4. Causes générales de la répartition des climats

La géographie des climats est la conséquence des réactions complexes de l’atmosphère aux variations dans le temps et dans l’espace des radiations d’origine solaire qui l’atteignent. Ces radiations ont en effet pour résultat la mise en mouvement de l’atmosphère, en fournissant à celle-ci l’énergie nécessaire, mais ce mouvement est profondément affecté par la rotation de la Terre.

Les principaux facteurs

D’une façon générale, le climat d’une région dépend d’une série complexe de facteurs:

– Le bilan local des gains et pertes de chaleur : gains dus surtout à la radiation d’onde longue émise par la Terre, elle-même échauffée par la radiation d’onde courte du Soleil; pertes dues à la radiation d’onde longue vers l’espace et vers la Terre quand celle-ci n’est plus échauffée par le Soleil. Les pertes sont d’autant plus fortes que les nuits sont longues et claires, les gains d’autant plus forts que les jours sont plus longs et que le Soleil monte haut sur l’horizon.

– Les mouvements horizontaux de l’air , qui transportent de la chaleur et de l’humidité. Sur les grandes étendues de surface homogène s’élaborent des « masses d’air», volumes considérables d’air ayant à peu près les mêmes caractères et séparés les uns des autres par des zones de transition appelées « fronts » où les gradients des propriétés sont forts. Certains climats ou certaines saisons sont caractérisés par la prépondérance d’une masse d’air, qui d’ailleurs s’élabore constamment au-dessus de la région en question: ainsi, dans l’intérieur des continents des moyennes latitudes prédomine en hiver un air sec et froid, justement parce que le bilan radiatif est favorable à la formation d’air ayant ces propriétés. Au contraire, certaines régions sont, pendant toute l’année ou pendant certaines saisons, baignées alternativement par des masses d’air formées à une certaine distance (masses allogènes). On comprend l’importance de la circulation atmosphérique qui déplace chaleur et humidité de régions normalement excédentaires vers les régions normalement déficitaires.

– Les mouvements verticaux de l’air , qui sont fondamentaux, car il n’y a pas de précipitations sans ascendance de l’air. Ces ascendances se produisent surtout quand l’écoulement de l’air est perturbé soit par la présence d’un relief, soit par des processus qui prennent naissance à l’intérieur de l’atmosphère et sont dus à des phénomènes hydrodynamiques complexes; de telles perturbations naissent en particulier dans les zones frontales.

En définitive, l’explication d’un climat demande qu’on réponde successivement à un certain nombre de questions:

– Quels sont les types de temps dont la prépondérance définit les traits fondamentaux du climat, et quels sont ceux qui introduisent les principales irrégularités?

– À quels types de circulation atmosphérique correspondent ces types de temps?

– Comment s’explique à son tour cette circulation atmosphérique? Quelle est la part, dans sa genèse, des grands mécanismes de la circulation à l’échelle du globe, et celle des caractères géographiques de la région considérée?

– Enfin, quelles sont les explications des traits de la circulation atmosphérique à l’échelle planétaire?

On voit que, dans ce processus, on tend constamment à rattacher ce qui est le plus mouvant, c’est-à-dire le temps, à des facteurs doués d’un plus grand degré de permanence: facteurs fixes comme la répartition du relief et des masses marines et continentales, facteurs dotés d’une périodicité assez régulière, comme les oscillations cycliques de la radiation solaire (cycles diurne et annuel surtout).

Exemples d’explication

On trouvera des essais d’explication conformes à ce schéma dans les articles consacrés à chaque type de climat. On peut cependant ici apporter quelques éléments d’explication simplifiée, en rapport avec les grands caractères de la circulation atmosphérique et la disposition des terres et des mers.

Les climats équatoriaux sont dus à un bilan thermique constamment positif, à la présence d’un air chaud qui emmagasine de grandes quantités d’humidité et qui est affecté par divers types de perturbations propres à déclencher des pluies, comme celles qui naissent à la rencontre de courants aériens originaires des deux hémisphères, les «alizés» des océans par exemple.

L’hiver sec des climats tropicaux de basse latitude est lié à la présence d’anticyclones vigoureux, c’est-à-dire de zones de hautes pressions où les ascendances indispensables à la formation de la pluie ne peuvent se former. En été, au contraire, ces anticyclones se déplacent en direction des pôles et laissent la place à des courants instables et humides en provenance des très basses latitudes. Si le dessin des côtes est favorable, comme c’est le cas par exemple en Amérique du Nord (golfe du Mexique), en Afrique de l’Ouest (golfe de Guinée) et en Asie du Sud, ces masses d’air ont traversé de grandes étendues marines et apportent des quantités considérables de précipitations. Ces courants humides prennent localement le nom de mousson. Les climats de type chinois reçoivent aussi des masses d’air humide en été soit en provenance du sud, soit en provenance de l’est, car la circulation atmosphérique estivale est caractérisée par des vents d’est à sud-est, qui ont donc traversé des océans avant d’atteindre les régions en question. En hiver, au contraire, ces régions sont intégrées au domaine de la grande circulation d’ouest des latitudes moyennes, et ces courants d’ouest apportent des masses d’air en provenance des continents refroidis.

Les climats arides chauds s’expliquent par la présence quasi constante des grands anticyclones «subtropicaux». Ceux-ci affectent toute l’épaisseur de l’atmosphère en hiver; l’été, ils disparaissent près de la surface, mais subsistent en altitude et continuent à bloquer les ascendances.

Les climats arides froids font partie du domaine des grands vents d’ouest. Mais ceux-ci ne les atteignent en été qu’après un long parcours continental, au cours duquel ils ont perdu l’essentiel de leur humidité. En hiver, des anticyclones peu épais se forment, à cause du refroidissement de l’air, et cela explique la sécheresse. De toute façon, d’ailleurs, l’air froid ne peut contenir que de faibles quantités d’eau.

Les climats tempérés sont marqués par la circulation d’ouest. Comme ils sont situés sur les marges orientales des océans, les courants dominants apportent un air humide, tiède en hiver car il reçoit une partie de la chaleur accumulée dans les océans et restituée peu à peu à l’atmosphère; en été, au contraire, ces masses océaniques sont relativement fraîches, et l’échauffement est limité. Les pluies sont dues aux perturbations qui circulent à l’intérieur du courant d’ouest, et sont liées à l’existence de nombreuses surfaces de contact entre masses d’air.

Cela se produit toute l’année, sauf dans le domaine du climat méditerranéen, où en été le déplacement vers de plus hautes latitudes des anticyclones subtropicaux bloque les précipitations.

À l’intérieur des continents, les influences océaniques ne peuvent pénétrer en hiver: des anticyclones froids se forment, et le temps est souvent beau et froid. L’été connaît au contraire un réchauffement important, car le bilan radiatif est positif sur des surfaces qui restituent immédiatement à l’atmosphère la chaleur reçue du soleil. Il n’y a plus d’anticyclones semi-permanents et des perturbations peuvent pénétrer profondément à l’intérieur des masses terrestres. L’air qu’elles affectent est chaud et peut donc emmagasiner des quantités considérables d’humidité, ce qui permet des précipitations assez abondantes, mais diminuant tout de même quand l’éloignement des sources d’humidité océanique devient trop grand.

• 1834; de climat et -logie

n. f. Didac. étude des éléments du climat.

— Climatologie médicale: étude de l'action des différents climats sur l'organisme.

⇒CLIMATOLOGIE, subst. fém.

Étude des climats :

• L'étude de la répartition des végétaux peut donc compléter en certains points les caractères météorologiques du climat, introduire des considérations que les études météorologiques n'avaient pas suscitées, et ainsi améliorer la climatologie météorologique.

Ch. MAURAIN, La Météor. et ses applications, 1950, p. 209.

Rem. On rencontre les dér. climatologiste et climatologue. Spécialiste de climatologie. [Ces observations] n'intéressent (...) le climatologiste que s'il entreprend des recherches de météorologie (CH. MAURAIN, La Météor. et ses applications, 1950, p. 186). Des climatologues-statisticiens d'une compétence égale ou même fréquemment supérieure à celle du géographe sur des points particuliers (Colloque nat. de géogr. appliquée [Strasbourg, 20-22 avr. 1961], 1962, p. 21). L'avantage inhérent à la brièveté relative de climatologue est sensible dans le cadre du composé climatologue-statisticien.

Prononc. et Orth. :[]. WARN. 1968 indique : ,,parfois --``. À ce sujet cf. climatisation. Ds Ac. 1932. Étymol. et Hist. 1834 (JOURDAN, Dict. raisonné [...] des termes usités dans les sc. naturelles, Paris ds Lar. Lang. fr.). Dér. de climat; suff. -logie. Fréq. abs. littér. :3.

climatologie [klimatɔlɔʒi] n. f.

ÉTYM. 1834; de climat, et -logie.

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♦ Didact. Étude de l'action des phénomènes climatiques et météorologiques sur les différentes parties du globe, de leur réactions mutuelles et des différents climats. || La climatologie biologique; la climatologie météorologique (→ Bioclimatologie, biométéorologie; météorologie).