Nous vivons au fond d’un océan d’air. Les courants de cet océan déplacent des masses* de gaz et ce mouvement crée le temps que nous connaissons chaque jour.
Video Overview
Cet océan d’air est principalement constitué de molécules d’azote et d’oxygène diatomiques avec de plus petites quantités d’argon, d’hélium et de dioxyde de carbone. L’air au-dessus de nous contient également des quantités variables de vapeur d’eau.
Toutes ces molécules ont une masse qui est attirée vers la Terre par la force de gravité.
L’attraction de la gravité sur toutes les molécules de la colonne de gaz au-dessus de chacun de nous applique une force sur nous que nous ressentons comme la pression atmosphérique.
La pression atmosphérique est maximale au sol et diminue avec l’altitude à la fois parce qu’en altitude, la colonne d’air devient plus courte et que la densité* des particules de gaz diminue, ce qui signifie qu’il y a moins de particules de gaz par unité de volume* en haute altitude par rapport au niveau du sol.
Lorsque les molécules de gaz individuelles se réchauffent, elles prennent plus d’espace, ce qui rend le gaz moins dense. Toutes choses étant égales par ailleurs, la pression atmosphérique diminue avec l’augmentation de la température de l’air. La quantité de vapeur d’eau présente affecte également la pression atmosphérique. L’augmentation de la concentration de vapeur d’eau*s diminue la pression atmosphérique.
L’air chaud est moins dense que l’air sec. L’air humide contenant de la vapeur d’eau est moins dense que l’air sec, de sorte que l’air humide chaud est moins dense que l’air sec frais.
Un chauffage inégal et des quantités variables de vapeur d’eau dans l’atmosphère entraînent des régions de haute et de basse pression. Ce différentiel de pression fait que l’air se déplace le long du sol des régions de haute pression vers les régions de basse pression. Nous ressentons ces courants d’air comme du vent.
La force qui anime ces courants est causée par la différence de pression entre les deux régions. C’est ce qu’on appelle la force du gradient de pression.
Les masses d’air déplacées par la force du gradient de pression transfèrent la chaleur par convection, car les particules de gaz plus froides se déplacent dans les régions contenant des particules de gaz plus chaudes. Ce phénomène est similaire aux petits cycles de convention plus contenus présents dans une pièce chauffée d’un côté. Bien que ce ne soit pas aussi simple dans l’atmosphère parce que le système est plus ouvert, donc les masses d’air qui montent et descendent provoquent des mouvements dans de nombreuses directions.
Le moment de l’air vers le haut autour des régions de basse pression fait converger les masses d’air près du sol et diverger en haut dans la troposphère. Le contraire se produit autour des régions de haute pression où les courants d’air divergent près du sol et convergent dans la haute atmosphère.
Parce que nous vivons sur une planète en rotation, les vents ne soufflent pas en ligne droite directement entre les régions de haute et de basse pression. La direction réelle du vent est déterminée par la façon dont les mouvements d’air entraînés par les forces de gradient de pression sont déviés par l’effet de Coriolis.