Qu'est-ce que la circulation atmosphérique?
La circulation atmosphérique est le mouvement global de l'air, distribuant la chaleur reçue du rayonnement solaire des régions les plus chaudes aux plus froides. Si la Terre ne tournait pas sur son axe et avait une surface lisse et uniforme, de l’air chaud monterait à l’équateur et se dirigerait vers les pôles. Il y refroidirait et coulerait, créant un courant de retour vers l'équateur à la surface de la Terre. Il y aurait deux grandes cellules de convection à rotation uniforme, une dans l'hémisphère nord et une dans l'hémisphère sud. Au lieu de ce schéma simplifié, la circulation atmosphérique de la Terre est beaucoup plus complexe.
Un modèle trop simplifié des schémas atmosphériques de la Terre comporte une grande cellule de convection dans chaque hémisphère. En réalité, il existe trois cellules de convection dans chaque hémisphère. L'air tropical humide et chauffé près de l'équateur se lève et s'écoule de l'équateur pour former la cellule de Hadley. Au-dessus des pôles, de l'air frais et sec descend, entraînant les cellules polaires. Les cellules de Ferrel sont plus variables et se trouvent entre les cellules de Hadley et les cellules polaires.
La rotation de la Terre, l'inclinaison de son axe, les caractéristiques de la surface, les courants océaniques et les conditions météorologiques locales influent tous sur les tendances atmosphériques globales. Au lieu de vents en ligne droite, la rotation de la Terre provoque leur courbe. La force de Coriolis dévie les vents de l'hémisphère nord à droite et ceux de l'hémisphère sud à gauche. Il contribue à la formation des vents d'ouest dans les moyennes latitudes et des vents d'est dans les zones tropicales et polaires. La force de Coriolis produit également les vents de rotation autour des cellules haute et basse pression.
Les changements saisonniers dans la circulation atmosphérique sont causés par l'inclinaison de l'axe de la Terre. À mesure que les rayons directs du soleil se déplacent de façon saisonnière au nord et au sud de l'équateur, les schémas de circulation se modifient. Les caractéristiques de la surface de la Terre affectent également la circulation atmosphérique globale. Des zones terrestres plus étendues dans l'hémisphère nord et la plus grande zone océanique correspondante dans l'hémisphère sud provoquent des variations dans les trois cellules de convection de chaque hémisphère.
Les nombreux facteurs complexes influant sur la circulation atmosphérique ont rendu difficile pour l’homme de modéliser de manière adéquate les modèles de circulation de l’air dans le monde. Ce n'est qu'au 20ème siècle que des modèles de circulation atmosphérique précis ont été produits à l'aide d'ordinateurs et de données satellitaires. Ces modèles ressemblaient beaucoup au fonctionnement réel de l'atmosphère, aidant les scientifiques à mieux comprendre le climat et les conditions météorologiques. Les premières avancées dans les prévisions météorologiques à l'aide de la modélisation informatique ont évolué car des modèles beaucoup plus réalistes et complexes permettaient des prévisions plus précises. Les modèles de circulation atmosphérique sont utilisés pour comprendre les changements climatiques à long terme dans le passé et prévoir les effets des changements dans le futur.