Climatologie et paléoclimatologie
3e édition
Alain Foucault
Dunod
Préface
III
Avant-propos
XI
Partie 1 . Éléments de climatologie
Chapitre 1 . Composition et physique de l'atmosphère
3
1.1 Les gaz atmosphériques3
1.2 Division de l'atmosphère en couches4
Chapitre 2 . L'énergie des climats
9
2.1 L'énergie solaire9
2.2 L'énergie géothermique10
2.3 Quelques lois du rayonnement10
Chapitre 3 . Utilisation globale du rayonnement solaire par la Terre
17
3.1 La traversée de l'atmosphère et l'arrivée au sol, l'albédo terrestre17
3.2 Transferts de chaleur, rayonnement infrarouge19
3.3 Effet de serre et effet de serre radiatif21
Chapitre 4 . Répartition du rayonnement solaire à la surface de la Terre
25
4.1 L'orbite terrestre, les saisons25
4.2 Répartition géographique du rayonnement solaire au cours de l'année29
Chapitre 5 . Les mouvements de l'atmosphère
33
5.1 La convection thermique33
5.2 La force de Coriolis35
5.3 Équilibre géostrophique et tourbillons37
5.4 La circulation générale atmosphérique39
Chapitre 6 . L'eau dans l'atmosphère
45
6.1 La vapeur d'eau dans l'air45
6.2 Chaleur sensible, chaleur latente49
6.3 Gradients de température dans l'atmosphère50
6.4 Stabilité ou instabilité de l'air52
6.5 Condensation, précipitations53
6.6 Brouillard, brume et nuages56
Chapitre 7 . Perturbations
61
7.1 Masses d'air, fronts61
7.2 Lignes de grains (Squall lines)62
7.3 Cyclones extra-tropicaux62
7.4 Cyclones tropicaux66
7.5 Tornades69
Chapitre 8 . Le milieu océanique
75
8.1 Le rôle de l'océan75
8.2 Salinité et densité des eaux76
8.3 Banquise80
8.4 Couche de mélange, thermocline, halocline, pycnocline81
8.5 Zone de minimum d'oxygène82
Chapitre 9 . Les circulations océaniques
85
9.1 Les circulations induites par le vent85
9.2 La circulation océanique thermohaline97
Chapitre 10 . Zonalité et azonalité des climats
101
10.1 Climats zonaux101
10.2 Azonalité des climats103
Chapitre 11 . Végétation et climats, biomes
113
11.1 Biomes113
11.2 Répartition climatique des biomes116
11.3 Modélisation biogéographique118
11.4 Étagement végétal120
Chapitre 12 . Classifications des climats
123
12.1 Classifications génétiques et classifications empiriques123
12.2 Les climats de la planète selon köppen (version de kottek et al.)126
Partie 2 . Les méthodes de la paléoclimatologie
Chapitre 13 . Histoire de la paléoclimatologie
145
13.1 Les débuts de la paléoclimatologie145
13.2 La question des causes des variations climatiques149
13.3 Progrès récents151
Chapitre 14 . But et méthodes de la paléoclimatologie
153
14.1 Reconstituer les paramètres climatiques du passé153
14.2 Dater les témoignages paléoclimatiques161
14.3 Comprendre les mécanismes du climat162
Chapitre 15 . Datations et échelles de temps
165
15.1 Types de chronologies165
15.2 Étendue et précision des méthodes de datation166
15.3 Biostratigraphie167
15.4 Orbitochronologie168
15.5 Stratigraphie isotopique169
15.6 Magnétostratigraphie172
15.7 Téphrochronologie175
15.8 Dendrochronologie175
15.9 Sclérochronologie178
15.10 Varves179
15.11 Datations radiométriques182
15.12 Lichenométrie189
15.13 Racémisation des acides aminés190
Chapitre 16 . Enregistrements paléoclimatiques
191
16.1 Types d'enregistrements paléoclimatiques191
16.2 Archives historiques192
16.3 Archives physicochimiques et géomorphologiques195
16.4 Archives sédimentologiques211
16.5 Archives biologiques221
Partie 3 . L'évolution des climats, passé, présent, avenir
Chapitre 17 . Le système climatique
247
17.1 Qu'est-ce qu'un système ?247
17.2 Rétroaction (ou feedback)249
17.3 Le système Terre249
17.4 Le système climatique250
Chapitre 18 . Les cycles biogéochimiques
259
18.1 Le cycle de l'eau260
18.2 Le cycle du carbone262
18.3 Le cycle de l'azote269
18.4 Le cycle du phosphore271
Chapitre 19 . Causes naturelles des changements climatiques
273
19.1 Causes terrestres, causes extraterrestres273
19.2 Variations de l'activité solaire278
19.3 Irrégularités de l'orbite terrestre280
Chapitre 20 . La théorie astronomique des climats
283
20.1 Les éléments variables de l'orbite terrestre283
20.2 Effet des variations de l'orbite terrestre sur la répartition de l'insolation287
Chapitre 21 . Preuves et conséquences de la théorie astronomique des climats
295
21.1 Fréquences astronomiques dans l'enregistrement sédimentaire295
21.2 De l'insolation au signal climatique : le rôle des inlandsis297
21.3 Synchronisme des glaciations et variation de la concentration en CO2 de l'atmosphère301
Chapitre 22 . Histoire des climats
303
22.1 Temps et états climatiques303
22.2 Le Précambrien (de -4,57 Ga à -541 Ma)305
22.3 Le Paléozoïque (de -541 Ma à -252 Ma)317
22.4 Le Mésozoïque (de -252 Ma à -66 Ma)324
22.5 Le Cénozoïque (de -66 Ma à l'actuel)330
Chapitre 23 . Changements climatiques récents et futurs
347
23.1 Les évolutions observées347
23.2 Le changement de composition de l'atmosphère348
23.3 Le réchauffement climatique352
23.4 Autres modifications355
23.5 Causes des changements climatiques récents357
23.6 Les évolutions à venir360
Chapitre 24 . Annexes
367
A.1 Calcul de la pression atmosphérique Standard en altitude367
A.2 Calcul de la température moyenne de la Terre et des planètes, à l'extérieur de leur atmosphère368
A.3 Effet d'un forçage radiatif et sensibilité climatique de référence370
A.4 Quelques rappels de statistique370
Questions et exercices corrigés
373
Bibliographie
399
Quelques sites internet
403
Crédits et remerciements
405
Index
409