Type | Tverrfaglig vitenskap |
---|---|
Del av | Atmosfæriske vitenskaper , fysisk geografi , meteorologi , oseanografi , fysikk |
Den klimatologi er studiet av klima og den gjennomsnittlige tilstanden i atmosfæren, det vil si rekken av værforhold over lange perioder. Det er en kombinert gren av fysisk geografi og meteorologi , studiet av kortvarig vær er feltet for operativ meteorologi. En klimatolog, eller klimatolog, er en spesialist som studerer lokale og tidsmessige variasjoner i klima ved hjelp av statistiske data fra flere områder som påvirker klimaet.
Hvis klimatologi først og fremst er interessert i studiet og klassifiseringen av eksisterende klima på jorden, handler en del av disiplinen også om samspillet mellom klima og samfunn ; om det er klimaets innflytelse på mennesket eller mennesket på klimaet.
Generelt varierer klimaet lite, på et gitt sted på kloden, over en periode på 100- tallet . Men over geologiske tider kan klimaet endre seg dramatisk. For eksempel har Skandinavia opplevd flere istider de siste million årene. Studiet av tidligere klima er paleoklimatologi . Denne studien basert på menneskets historie kalles historisk klimatologi .
Klimatologi består av en rekke vitenskapelige disipliner. Det inkluderer blant annet astrofysikerne som er interessert i mengden solenergi mottatt av jorden, dynamikerne i atmosfæren som er interessert i utvekslingen av energi mellom de forskjellige lagene i atmosfæren, kjemikerne i atmosfæren som studerer sammensetningen av luften, oseanografer, glaciologer, vulkanologer, geofysikere, biokjemikere, biologer, etc. Det er tillegg av kunnskap fra hver av disse fagområdene som gjør det mulig å oppnå en global forståelse av historien til klimaet vårt, samt å lage anslag for å statistisk forutsi dens utvikling.
Kunnskap om mange parametere, som temperatur i forskjellige høyder, påvirkning av klimagasser , relativ fuktighet, havfordampning, er nødvendig for å produsere digitale klimamodeller og forutse endringer i klima som vi kan forutse mer eller mindre langsiktig (30 år).
Før den systematiske observasjonen av været var det allerede en medfødt følelse av klima i betydningen et gjennomsnitt som det var mulig å sammenligne klimatiske hendelser med (f.eks. Å beskrive en storm som sterk innebærer å vite hva en middels storm). Landbruk krever også empirisk kunnskap om klimaet, for eksempel monsunen .
I Europa dateres de første skriftlige registreringene av klimatologi fra det gamle Hellas . For eksempel beskriver Xenophon nøyaktig klimaet i Athen i Les Revenus og er interessert i koblingene mellom planter og klima , Herodot undrer seg over mekanismen til flomene i Nilen og Aristoteles gjør koblingen mellom en sfærisk jord og en reduksjon i temperaturen mot nord og sør (på grunn av vinkelen som solstrålene gir med jorden). I 334 f.Kr. AD , den samme forfatteren ga også ut Meterologica, en avhandling om meteorologi som ville være autoritativ om emnet frem til 1700-tallet.
I Kina, den første kjente omtale dato klimaet i Xia-dynastiet ( XXI th århundre- XVI th århundre f.Kr.). I form av en tekst på ca 400 ord som heter Xia Xiao Zheng. Denne teksten beskriver de gjennomsnittlige værforholdene for hver måned i året
Oppfinnelsen av termometeret på 1600-tallet i Italia markerte begynnelsen på vanlige temperaturmålinger, avgjørende for moderne klimatologi. Oppfinnelsen av barometeret og pluviometeret fulgte raskt i 1643 og 1639. Det første meteorologiske målenettverket ble opprettet i 1653 av Ferdinand II de Medici i Toscana. Så, i 1664, begynte den lengst kjente serien av meteorologiske observasjoner i Paris.
I 1683 publiserte Edmond Halley et verdenskart over vindene basert på hans marine ekspedisjoner. Den beskriver i 1686 prinsippet om monsunen og passatvindene . Deretter koblet George Hadley i 1735 Trade Winds og jordens rotasjon av det som i dag kalles cellene til Hadley . I Amerika publiserte Benjamin Franklin i 1785 det første kartet over Gulf Stream og koblet dette fenomenet til vindens handling.
I 1838 tilskrev Claude Pouillet da Joseph Tyndall den naturlige drivhuseffekten til vanndamp og karbondioksid. Pouillet bekrefter at en modifisering av deres mengde i atmosfæren må føre til klimaendringer.
I 1843 oppfant Alexandre von Humboldt, i et forsøk på å samle spredte data og identifisere generelle lover, begrepet klimatologi: "I et halvt århundre har vi akkumulert temperaturobservasjoner i forskjellige klima uten å anerkjenne lovene de er trofaste på. uttrykk, lover som bare kan manifesteres ved å gruppere fakta i henhold til teoretiske hensyn ".
I 1882, i en av de første bøkene om emnet, definerte Julius von Hann klimatologi som vitenskapen om tilstandene i atmosfæren . Han skiller altså klimatologi fra meteorologi som han definerer som vitenskapen om atmosfæren (på det nåværende tidspunkt). I denne avhandlingen presenteres klimatologi i to former: studiet av den gjennomsnittlige tilstanden til atmosfæren (klassifisering av klima, etc.) og studien av avvik fra dette gjennomsnittet.
I 1895 koblet Svante Arrhenius økningen i CO 2i atmosfæren og en betydelig oppvarming av jorden. Det er basert på dette på observasjoner av månen gjort i infrarødt som gir et estimat av absorpsjonskapasiteten til vanndamp og CO 2.. Til tross for unøyaktige beregninger fortalte han en av de første lovene om drivhuseffekten: Hvis mengden karbonsyre øker i geometrisk progresjon, vil temperaturøkningen følge, nesten med en aritmetisk progresjon . Det gir en størrelsesorden 4 ° C mer for en dobling av CO 2 i luften.
Til tross for fremskrittet på XIX - tallet, hadde klimatologien i begynnelsen av XX - tallet begrenset innvirkning. Vi studerer hovedsakelig klimatiske gjennomsnitt, for eksempel gjennom en verdensklassifisering av klima.
Under andre verdenskrig, hovedsakelig på grunn av luftfartsutviklingen, ble det meteorologiske målenettverket forbedret. Interessen for meteorologi øker, noe som også driver en fornyet interesse for klimatologi. Utviklingen av informatikk tillot også opprettelsen av de første klimatologiske modellene som for Norman Phillps i 1956.
The Atmosphere , term kommer fra det greske atmos - fuktig damp - og sfæren, er gass konvolutten som dekker bakkenettet overflaten og som er grunnleggende for eksistensen av levende vesener og livet i terrestrisk miljø. Dette spiller en viktig rolle i vannsyklusen , med fordampning som gir opphav til nedbør.
I hverdagsspråket refererer atmosfæren ofte bare til troposfæren , det laveste laget som inneholder alle levende ting og hvor de viktigste meteorologiske fenomenene forekommer. Imidlertid har den mange flere nivåer som er definert i form av temperatur, trykk, våt belastning og bevegelser.
Lag TroposfærenTroposfæren har en gjennomsnittlig tykkelse som varierer i henhold til breddegrad, 15 til 18 km ved ekvator og mindre enn 8 km i polarområdene, og i henhold til årstidene. Temperaturen der synker med høyde opp til toppen (øvre troposfære) fordi den trekker energien sin ved basen av solstråling absorbert av bakken og slippes ut igjen i form av infrarøde termiske bølger .
Luften i dette lave laget utsettes for betydelig turbulens. Denne ustabiliteten stammer fra relieffer så vel som termiske kontraster generert av de store kontinentale og oceaniske enhetene. Den tropopause utgjør dens øvre grense, mens temperaturen stabiliserer seg (i gjennomsnitt omkring -57 ° C, igjen variabel med breddegrad og årstid). Den stråle-strømmen , en vesentlig horisontal strøm, er funnet like under dette lag.
StratosfærenDette laget begynner like over tropopausen og strekker seg opp til omtrent 50 km høyde. Temperaturen begynner å stige sakte igjen fordi energien der kommer fra absorpsjonen av ozon , som den inneholder nær toppen, av solens ultrafiolette stråler . Den stratopausen er den øvre grense av dette lag.
MesosfærenStrekker seg fra 50 til 80 km høyde, blir den termiske gradienten negativ igjen og når en temperatur på rundt -80 ° C på toppen. Den mesopausen er den øvre grense.
Ionosfære eller termosfæreI området 80 til 100 km eller mer i høyde, ser ionosfæren en rask temperaturøkning med høyde. Innenfor dette atmosfæriske laget er vi vitne til fenomenet dissosiasjon av hydrogen og oksygenmolekyler . Den thermopause , dens øvre grense, er fortsatt uklar.
Mer regn i Vest-Europa , multiplikasjon av mini- tropiske tornadoer i tempererte soner, fare for tørke og ørkendannelse av den iberiske halvøya , modifisering av golfstrømmen som forårsaker et mulig brudd i termohalinsirkulasjonen ... de mindre lett forutsigbare effektene er de mest betydningsfulle , nemlig: fra hvilket brytpunkt utløses en tilbakemeldingsløkke som, når den først er lansert, vil unnslippe ethvert menneskelig forsøk på å dempe den?
Disse aspektene induserer refleksjoner for å handle på klimaet, noe som vil utgjøre eksperimentering på dette grunnlaget som er vitenskapelig begrenset til et laboratorieeksperiment: les geoingeniør .
Spørsmålet om klimaendringens innvirkning på miljøet som samfunnene våre opererer i er viktig. Et av svarene fra spesialister er å studere jordens klimatiske fortid ( isbreer og mellomisperioder for eksempel) for å lære av den (se paleoklimat ), og å bruke klimasimuleringsmodeller for å prøve å ekstrapolere konsekvensene av endringer i visse parametere (vanligvis gjennomsnittstemperatur). De identifiserte risikoer er hovedsakelig en følge av en hurtig økning i temperatur (0,5 ° i løpet av XX th -tallet, sammenlignet med en økning på 1 ° i 1000 årene i overgangsperioder, interglaciaire). Konsekvensene av denne temperaturøkningen er økningen i havnivået (med fare for flom i kystområdene), økningen i ørkendannelse, endring av monsunregimet , utryddelse av arter og reduksjon av biologisk mangfold i hovedsak.