Climat Biomes 3BIOS02

petite introduction nécessaire ici...Pierre.brawand 21 mai 2008 à 14:40 (MEST)

Influence du climat: circulation atmosphérique, précipitations et climat

Influence du soleil

La Terre reçoit constamment une énorme quantité de rayons solaires sous forme de rayonnement de courte longueur d'onde. Elle renvoie une quantité égale de chaleur dans l'espace sous forme de radiation de grande longueur d'onde. En effet les longueurs d'onde qui arrivent sur terre, qui ont donc passé la couche d'ozone (O3) et les autres gaz contenus dans l'air, ne sont pas de la même longueur d'onde que ceux qui arrivent à l'atmosphère extérieure.
Les gaz contenus dans l'atmosphère et les rayons solaires créent un effet de serre. En effet, ces gaz (CO2, O3, H2O, N2O, CH4 etc.) filtrent les rayons solaires entrants et sortants. Par exemple une grande partie des rayons UV émis par le soleil n'atteignent jamais la surface de la terre puisqu'ils sont absorbés par l'oxygène (O2) et l'ozone (O3).
L'intensité de la lumière que la Terre reçoit varie selon la latitude à cause de la forme ronde de la terre. (Cf. Annexe 1) Puisque la lumière solaire touche l'équateur à angle droit, ils y a plus de chaleur et de lumière par unité de surface. Au nord et au sud de l'équateur, la lumière atteint la surface courbe de la Terre obliquement, de sorte que l'énergie lumineuse est plus diffuse a sa surface.
Comme vous le savez sûrement, la Terre tourne autour du soleil et sur elle même, mais ce que vous ne savez probablement pas c'est que selon le cycle annuel, l'angle auquel la Terre est inclinée varie. (Cf. Annexe 2) Ce changement est à l’origine des saisons au nord et au sud de l'équateur, puisque les rayons lumineux touchent la terre d'un angle plus ou moins grand.
Les rapports entre la Terre et le soleil sont donc essentiels pour déterminer la nature et la répartition de la vie sur terre.

RubenS 22 mai 2008 à 15:20 (MEST)

Circulation atmosphérique

(Cf. Annexe 3) L'air a la capacité de contenir de l'humidité, celle-ci est plus forte quand l'air est plus chaud. L'air chaud et la température élevée à proximité de l'équateur favorisent l'évaporation de l'eau qui crée donc un air humide. Comme l'air chaud est plus léger que l'air froid, l'air humidifié (A) va remonter et va être remplacé par l'air plus froid (B) arrivant du nord ou du sud. A son tour, l'air froid devenu chaud (B) et humide va repousser l'air tropical (A) vers le nord ou le sud. Celle-ci (A) va perdre sa chaleur et donc son humidité et va redescendre, puis il reviendra vers l'équateur ou le cycle se répète.
C'est donc à l'équateur qu'il y a le plus de précipitations (Cf. Annexe 4) RubenS 22 mai 2008 à 15:52 (MEST)

Courants d'air

Par sa forme ronde, la rotation de la terre est rapide à l'équateur et plus lente aux pôles. L'air se déplace à la même vitesse que la terre selon la latitude. A l'équateur le vent tourne à l'inverse de la rotation de la terre, qui tourne vers l'est. Si une masse d'air se déplace vers l'équateur (depuis le nord ou le sud), sa vitesse sera donc plus lente que la rotation de la terre. C'est pourquoi elle est dérivée vers le nord-ouest au sud de l'équateur et a sud-ouest au nord. Inversement, l'air qui s'écarte de l'équateur rencontre une masse d'air plus lente et il est dévié dan la direction opposé, c'est a dire vers le nord-est dans l'hémisphère nord et vers le sud-est dans l'hémisphère sud.
(Cf. Annexe 3)
RubenS 22 mai 2008 à 15:53 (MEST)

Les climats

Ensemble des conditions météorologiques propres à un endroit, c'est-à-dire: la température, les précipitations, la lumière et le vent principalement. Ces derniers étant les facteurs abiotiques.

L'influence de la latitude et de l'altitude

• La latitude est un facteur influençant la température sur Terre. Plus nous nous rapprochons de la latitude 0 (=Equateur), plus il fait chaud.

Près de l'Equateur, nous pouvons observer les températures moyennes les plus élevées sur Terre, ceci car le soleil est situé perpendiculairement à la terre. Il y a donc une plus grande quantité d'énergie solaire par unité de surface terrestre. Aux latitudes tempérées, les rayons solaires frappent la terre sous un angle plus oblique et sur une surface plus grande. L'énergie solaire est plus faible par unité de surface aux latitudes plus élevées. Il est important de noter que à ces latitudes, la température devient plus variable parce que les saisons sont plus marquées.

• L'altitude est également un facteur influençant la température sur Terre. Plus l'altitude est élevée plus la température baisse. Pour une même latitude, la température de l'air chute d'environ 6°C quand l'altitude s'élève de 1000 mètres.

Conséquences écologiques: Au-delà d'une certaine altitude, les arbres ne pouvant plus pousser, l'altitude où se trouve la limite des arbres diminue quand on s'éloigne de l'équateur. {{co|il serait important de dire que cette limite d'altitude à laquelle poussent les arbres varie forcément en fonction de la latitude... plus la latitude est élèvee, et plus la limite des arbres sera basse en altitude... pour finir avec la toundra où les arbres ne poussent plus même à l'altitude de 0m. (Monsieur Brawand, merci pour votre magnifique phrase que j'ai agréablememnt Copié.) (cf. Annexe 7)

Les microclimats

Ce sont les conditions climatiques d'une zone très restreinte dues à des variations par rapport au climat général de la région (exemple: zone d'ombre, diminution des effets du vent, réduction de la vaporisation de l'eau du sol,etc.). Ce sont en fait des différences subtiles entre les facteurs abiotiques qui influent sur la distribution locale des organismes.
Exemples de microclimats: sous une roche, sous un tronc d'arbre qui se trouve par terre, au milieu d'une forêt, etc.

Principaux biomes terrestres

Qu'est-ce qu'un biome?

Un biome est un ensemble d'écosystèmes variés qui occupe une vaste étendue géographique; il est déterminé par rapport aux espèces végétales et animales y résidant. Les biomes sont influencés par le climat de la région, qui détermine une structure caractéristique de leur végétation. La température et les précipitations influent sur la distribution des biomes, ainsi que l'altitude et la latitude. On peut souvent lier des facteurs entre eux : en effet, l'altitude affecte la température et la pluviosité est grandement influencée par l'éloignement de l'océan (voir ces chapitres dans influence des climats). La situation géographique des biomes est donc déterminée par une combinaison des facteurs cités précédemment, qui à leur tour ont une influence les uns sur les autres ; tout cela crée un environnement propice au développement de tel ou tel organisme ou espèce et donc d'un biome particulier.
Voici deux annexes : une qui nous montre la répartition biogéographique des biomes sur la terre (annexe 5) et l'autre qui nous montre l'influence des précipitations et de la température sur ces biomes et sur leur présence en un endroit (annexe 6).Ces facteurs permettent de prévoir la répartition des biomes.
Dans un biome, la règle générale est la perturbation naturelle et non la stabilité. En effet, un biome est dynamique.

Les huit principaux biomes

Voici les huit principaux biomes terrestres ainsi que leurs caractéristiques :

La forêt tropicale

Les forêts tropicales sont les écosystèmes les plus riches de la Terre : elles abritent au moins la moitié de ces espèces de plantes et d'animaux terrestres du globe, mais la plupart des espèces de plantes, d'animaux et de microorganismes sont représentés par très peu d'individus. Elle se trouve dans une zone à climat équatorial caractérisée par une forte humidité ambiante (dû à des précipitations régulières) et à une chaleur permanente. Les précipitations sont apportées par un vent nommé l'alizé.
La végétation y est dite ombrophile car vivant dans un milieu dans lequel la lumière pénètre difficilement, dû à la hauteur et à la densité de la végétation. Il y règne alors un véritable "combat pour la lumière" car une fois qu'un trou apparait, dû par exemple à la chute d'un arbre, il est très vite comblé par un autre arbre. Cet arbre sera celui qui se sera développé le plus rapidement et qui aura par là comblé le trou.
Le sol y est mince, pauvre et fragile car les éléments nutritifs sont captifs de la végétation : tout élément décomposé est réutilisé rapidement et remis en circulation ou entraîné dans les eaux souterraines.
N'oublions pas son rôle écologique: ces forêts stockent plus de CO2 qu'elles n'en relâchent et contribuent donc à la diminution des effets de serres et, bien sûr, émettent de l'oxygène. Malgré la très grande étendue géographique de ces forêts, elles sont en voie de disparition et avec elles de nombreuses espèces rares et, pour certaines, même pas observées... Dans relativement peu de temps, un quart des espèces du monde disparaîtront avec les forêts tropicales ombrophiles.
La plus grande forêt tropicale du monde est l'Amazonie. Voici une photo de forêt tropicale : [1]

Annexe? et surtout quelques exemples... le nom Amazonie devrait être mentionné...Pierre.brawand 21 mai 2008 à 14:40 (MEST)

La savane

Sous les climats secs proches des Tropiques, on trouve les vastes groupements herbeux du globe que sont les savanes. Les paysages y sont très ouverts, les arbres étant souvent très dispersés et les pluies sont saisonnières. L'activité de beaucoup d'animaux et de plantes se limite à la saison des pluies, cette dernière y rythmant la vie. Les plantes herbacées luxuriantes pendant la saison de pluie fournissent une nourriture abondante, mais les grand Mammifères herbivores doivent chercher des pâturages plus verts et des points d'eau dispersés pendant les sècheresses saisonnières.
Les herbivores dominants y sont les insectes (surtout les fourmis et les termites) et la végétation dominante se compose de graminées et d'arbres dispersés. Les incendies sont une composante abiotique importante et les espèces végétales dominantes se sont adaptées à cela (dynamisme des biomes).
Au niveau du globe, le biome des savanes forme une transition entre la forêt tropicale et le désert. Mais ces savanes sont de plus en plus transformées en terres agricoles pour nourrir les populations humaines et plusieurs espèces s'en trouvent menacées : l'éléphant et le rhinocéros, suivis bientôt du lion, de la girafe et du léopard. Ce biome est donc caractérisé par son climat transitif : tantôt pluvieux, tantôt sec.

Exemples concrets?... Savane africaine... etc.Pierre.brawand 21 mai 2008 à 14:41 (MEST)

Le désert

Le désert est caractérisé par des conditions arides, c'est à dire une pluviosité faible voire inexistante et très irrégulière, et un grand ensoleillement, ce qui fait que l'évaporation est plus importante que les précipitations. Les rosées matinales sont d'ailleurs souvent la seule source d'eau pour les espèces présentes.
L'aridité n'a de lien qu'avec le manque d'eau et pas avec la température : il existe des régions arides et froides, notamment aux pôles.
La végétation et la faune y sont donc :

• soit très peu développées : la végétation est rare, basse et atrophiée et la faune est essentiellement constituée d'insectes, petits reptiles, d'arachnides et quelques oiseaux, nocturnes pour la plupart.
• soit inexistante : absence de végétation, d'êtres humains et d'animaux

On peut en déduire que le climat n'est pas propice au développement d'organismes complexes et imposants : tout n'est que sable avec, parfois, la présence de petites plantes et de petits animaux.

Exemples de déserts chauds (Sahara, Thar, Namibe), et froids (Gobi)?Pierre.brawand 21 mai 2008 à 14:42 (MEST)

La prairie tempérée (steppe)

Elle est caractérisée par un climat semi-aride. C'est une plaine sans arbre tapissée d'herbe courte (steppe) ou haute (prairie). C'est une région trop sèche pour contenir une forêt mais pas assez pour devenir un désert. Les températures sont très variables, pouvant passer de -40°C à +40°C suivant les saisons.

La taïga

La taïga est constituée d'une flore adaptée au climat froid, constituée de sapins et autres conifères à feuilles persistantes. C'est la zone la plus nordique (septentrionale) de la planète qui est encore boisée. Le climat y est plutôt froid, les températures moyennes se situant aux alentours de 0°C, et les précipitation y sont régulières. La taïga déssine une large bande en dessous de la toundra.
Il s'agit d'une des principales réserves d'oxygène de la planète.

La toundra

Les conditions climatiques sont marquées par une long hiver de gel et une courte période végétative (généralement trois mois) pendant laquelle les températures ne dépassent pas les 10°C. Les précipitations n'y sont pas très fréquentes et l'eau tombe généralement sous forme de neige, ce qui donne un climat plutôt sec.
Elle est composée d'une strate végétale unique. Absence d'arbres!Pierre.brawand 21 mai 2008 à 14:43 (MEST)

Il existe six autres biomes qui sont considérés par certains comme des sous unités des huit principaux. SimonS 13 mai 2008 à 12:17 (MEST)

Les activités humaines

Les activités humaines ont profondément modifié le déroulement naturel des perturbations physiques périodiques dans la plus part des biomes. Ces activités ont aussi transformé beaucoup de biomes en zone urbaines ou agricoles : cela explique pourquoi le biome qui devrait être prépondérant dans la zone où l'on habite ne correspond pas forcément à ce que nous voyons en sortant de chez nous.

Écosystèmes aquatiques

Les écosystèmes aquatiques couvrent une grande partie de la terre, plus de 75% de sa surface. La majeure partie de cette surface est composée d'eau salée, quelque pourcents restant constituent la surface d'eau douce sur terre ferme. Les écosystèmes aquatiques sont d'une très grande importance àa la biosphère dans la mesure où, déjà ils monopolisent la majeure partie de notre planète terre, mais aussi, et surtout parce qu'un grand nombres d'espèces indépendantes à chacune y cohabitent. Ils renferment habituellement une grande variété de formes de vie tel que les bactéries, les protozoaires, les champignons, les larves d'insectes, les vers, les escargots. Mais aussi Les plantes et les animaux microscopiques vivant en suspension dans l'eau (Planctons par exemple), ainsi que les poissons, les amphibiens, les reptiles et les oiseaux, etc...

Le rôle des écosystèmes aquatiques

Les écosystèmes aquatiques ont un rôle important dans la préservation de l'environnement. Ils recyclent les éléments nutritifs (cycle biogéochimique), purifient l'eau, atténuent les précipitations d'eau, régénèrent les eaux souterraines, et fournissent des habitats à la faune.
Les être humains profitent aussi des écosystèmes aquatiques. Notamment au niveau touristique où l'on peut trouver aux bords des eaux: des ports, des plages, des hôtels, etc...

Systèmes de circulation dans les océans

Les systèmes de circulation des océans sont définis par les courants atmosphériques, qui sont d'énormes boucles superficielles que l'on peut voir sur cette image (Voir annexe Ecoaqua_1). Ces courants sont modifiés par plusieurs facteurs; tels que la présence de masses continentales, ou encore par la vitesse de rotation de la terre, ce qui induit comme on peut le voir sur l'image, que la plupart des boucles dans l'hémisphère nord vont dans le sens des aiguilles d'une montre alors que dans l'hémisphère sud c'est l'inverse.

Ces grandes boucles formées en surface par les déplacements de l'eau ont une grande influence sur le climat, notamment en hiver par exemple, quand les courants dénommés El Niño (Voir annexe Ecoaqua_2), qui surviennent exceptionnellement certaines années, sont à l'origine d'un "détraquement" du temps dans le monde entier. Ces courants se caractérisent par une élévation anormale de la température de l'océan.

À eux tout seuls, ils arrivent à perturber tout un ensemble d'écosystèmes. Les conséquences d'El Niño sont dévastateurs; Il est responsable d'hivers anormalement froids et humides, de tempêtes hivernales et d'inondations sur la côte Américaine, de pluies anormalement fortes comme par exemple en 1982 en Équateur et au Pérou où 2m50 de pluies tombèrent en 6 mois... Il fait aussi ravage auprès de la faune océanique, parce que les poissons ont tendance à migrer vers le sud à la recherche d'une eau plus froide, où il y a plus de plancton (lors de El Niño, le plancton est 20 fois moins abondant que d'habitude) les populations d'oiseaux de mer et d'otaries meurent de faim (réaction en chaîne)!
Ces courants, bien que l'on sache maintenant ses conséquences, restent difficile à expliquer. La cause de ce phénomène qu'est El Niño reste un énigme...
Cet exemple montre bien que les courants océaniques ont une importante répercussion sur la biosphère.

Écosystèmes marins

Les écosystèmes marins couvrent de loin la majorité de la surface terrestre (+ de 75%). Elles se distinguent notamment des écosystèmes d'eau douce par leur eau "salée", mais aussi par leur profondeur, qui est en moyenne de 3 kilomètres.
Ils peuvent être diviser en 3 "parties" différentes; la zone néritique, la zone pélagique ainsi que la zone benthique (Voir annexe Ecoaqua_3).

La zone néritique

La zone néritique est toute la partie supérieur à 300 mètres du plateau continental (voir image). Même si cette zone est peu profonde, elle regorge un grand nombre d'espèces différentes. Cette zone est particulièrement importante, parce qu'elle contient la plus riche quantité de poissons dans le monde entier. Comme le fond de la mer est proche de la surface, les éléments nutritifs provenant de la terre sont donc beaucoup plus abondants, car ils remontent plus facilement des profondeurs. Les rayons de Soleil peuvent aussi pénétrer plus facilement jusqu'à la partie la plus profonde de la zone néritique. De ce fait les plantes peuvent utiliser la photosynthèse, et s'il y a des plantes, ça veut dire qu'il y aura de la "nourriture" que les poissons pourront manger, et de l'oxygène pour qu'ils respirent.

La zone pélagique

La zone pélagique (Voir annexe Ecoaqua_4) est un ensemble de sous-zones.
Épipélagique: c'est la seul zone où la lumière est suffisante pour permettre la photosynthèse, c'est pourquoi c'est le milieu le plus abondant en faune.
mésopélagique: reçoit que trop peu de lumière pour permettre la photosynthèse.
Bathypélagique: Cette partie de l'océan est quasi-sombre, ici vivent des organismes bioluminescents. Ils se nourrissent de déchets provenant de plus haut, ou en chassant d'autres organismes.
Abyssopélagique: Aucune lumière n'atteint cette zone. La plupart des êtres vivants sont aveugles ou albinos.
Hadopélagique: Profondeurs allant jusqu'à 15 kilomètres, cette zone est en très grande partie inconnue, et très peu d'espèces connues y sont répertoriées.

Note: Ensemble, les organismes vivant dans cette zone produisent environ 40% de la photosynthèse de la biosphère!

La zone benthique

La zone benthique est la région la plus profonde des corps d'eaux, elle peut atteindre jusqu'à 11 kilomètres de profondeur! Son environnement est "peu" accueillant, il y fait de très basses températures, aucune lumière ne peut atteindre cette zone ce qui donne une obscurité totale, et il n'y pas de nourriture. C'est pourquoi, faute d'instruments avancés, on pensa d'abord que rien ne pouvait survivre dans ces profondeurs. En fait, de récentes recherches ont démontrées qu'il existe effectivement des êtres vivants dans la zone benthique, et pas qu'un peu, puisque des estimations vont jusqu'à des millions d'espèces... Comme chez certains animaux de la zone pélagique, les êtres qui vivent dans ces profondeurs se nourrissent de détritus venant d'organismes vivant en dessus d'eux à des kilomètres de leur zone.
Note: C'est un des rares écosystèmes au monde qui ne dépende pas de l'énergie solaire.

Problèmes liés aux écosystèmes marins

Il y a une surpêche/châsse de certaine espèces, notamment à cause de nouveaux systèmes de pêche développés, qui permettent aux pêcheurs d'en attraper beaucoup plus, et plus rapidement. Ceci aura et a déjà pour conséquence l'extinction, et la futur extinction d'espèces marines.
La pollution de l'eau et la construction en masse de bâtiments trop près des côtes contribuent aussi à détruire l'écosystème marin tout entier. On peut remarqué que tout ces problèmes liés aux écosystèmes marins sont tous provoqué par les humains...

Écosystèmes d'eau douce

Les écosystèmes d'eau douce couvrent moins de deux pourcents de la surface totale terrestre. Ils sont tous situés sur des milieux terrestres (Lacs, rivières...). En ce qui concerne les écosystèmes des lacs, ils peuvent être divisés entre 3 zones; la zone littorale, la zone limnique et la zone profonde (Voir annexe Ecoaqua_5).
La zone littorale est la partie la moins profonde, longeant les bords des lacs.
La zone limnique est la zone superficielle centrale du lac où la lumière pénètre efficacement, c'est là où les plancton et d'autres animaux cohabitent.
La zone profonde, comme son nom l'indique est la zone en dessous de celle limnique, c'est la partie profonde des lacs où la lumière ne passe pas efficacement pour permettre une bonne photosynthèse.

Stratification thermique

La stratification thermique est un phénomène naturel qui permet le brassage des grands lacs. Ce phénomène joue sur la température changeante des eaux à travers les saisons, donc de leur densité.
Les grands lacs ont deux zones de température, une appelé l'épilimnion et l'autre hypolimnion. La zone épilimnion est la couche superficielle des lacs, celle en dessus de l'hypolimnion (Voir annexe Ecoaqua_6). En été, l'eau de l'épilimnion est chauffé, sa densité est donc plus faible. Ceci provoque une séparation bien distinct entre cette eau et celle de l'hypolimnion, car il faut savoir que l'eau en dessous, se trouve à 4°C, et c'est le seuil de la densité maximale de l'eau.
Le brassage commence en automne, quand la température de l'épilimnion descend pour atteindre celle de l'hypolimnion, c'est-à-dire 4°C. Les deux eaux auront la même température et donc la même densité, ce qui permet aux deux eaux de se mélanger. Ce processus intervient deux fois lors d'une année; en automne et au printemps comme on peut l'imaginer. Ces brassages sont bénéfiques à la faune des lacs, car l'oxygène de l'eau superficielle descend pour aérer les profondeurs alors que les éléments nutritifs qui se trouvaient en profondeur remontent en surface. Sans ce brassage, bon nombre d'organismes n'auraient pu survivre.

Lexique

Cycle biogéochimique [2]

Sources

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