Atmospheric modelIn atmospheric science, an atmospheric model is a mathematical model constructed around the full set of primitive, dynamical equations which govern atmospheric motions. It can supplement these equations with parameterizations for turbulent diffusion, radiation, moist processes (clouds and precipitation), heat exchange, soil, vegetation, surface water, the kinematic effects of terrain, and convection. Most atmospheric models are numerical, i.e. they discretize equations of motion.
Calotte polaireUne calotte polaire est une couche de glace entourant l'un des pôles d'un corps céleste (planète, planète naine ou satellite naturel). La glace, un solide transparent et ductile, peut être constituée d'eau , de méthane , d'ammoniac , de dioxyde de carbone , de monoxyde de carbone CO ou de diazote . Les calottes polaires peuvent être permanentes ou non et leur étendue varier selon les saisons. Inlandsis de l'Antarctique vignette|Calotte polaire résiduelle autour du pôle Nord de Mars.
Glace de merthumb|upright=1.25|Fragments épars de glace de mer recouverts de neige. thumb|upright=1.25|Lame fine de glace de mer, observée sous une lumière à polarisation croisée. Tous les cristaux (que l'on distingue grâce aux couleurs d'interférence différentes) contiennent des inclusions de saumure (solution saline) et d'air ; inclusions situées dans le plan cristallographique. La glace de mer est constituée d'eau de mer gelée, et parfois aussi de neige tassée ou d'eau douce gelée (l'eau de mer gèle à une température plus basse - environ -2°C - que l'eau douce).
Inlandsis de l'AntarctiqueLinlandsis de l'Antarctique est le nom de l'inlandsis (calotte polaire) qui recouvre la majeure partie de l'Antarctique. La couche de glace peut atteindre d'épaisseur. Elle repose directement sur un substrat rocheux, mais tandis qu'en Antarctique oriental ce substrat est au-dessus du niveau de la mer, en Antarctique occidental il peut se situer jusqu'à plus de au-dessous. À certains endroits, l'inlandsis s'étend sur l'océan Austral par des barrières de glace, telle la barrière de Ross.
Inlandsis du GroenlandL'inlandsis du Groenland est un inlandsis recouvrant , soit 80 % du territoire du Groenland. C'est la deuxième plus grande masse de glace sur Terre après l'inlandsis de l'Antarctique, présente sur le Groenland depuis au moins d'années. Elle se réchauffe, fond et s'allège ; et en 2020, il a plu sur l'inlandsis pour la première fois de mémoire d'Homme. La calotte polaire arctique se met en place à la fin du Miocène, entre d'années. L'origine de sa formation fait l'objet de débat.
Régions polairesthumb|300px|Localisation en vert des régions dites polaires Les régions polaires de la Terre sont les zones du globe entourant les pôles et au-delà des deux cercles polaires que sont le cercle Arctique dans l'hémisphère nord et le cercle Antarctique dans l'hémisphère sud. Ces régions étant centrées sur le pôle Nord et le pôle Sud, elles sont recouvertes par les calottes glaciaires, situées respectivement sur l'océan Arctique et le continent Antarctique.
Terre boule de neigevignette|Résultat d'une simulation par la NASA. La Terre boule de neige (snowball Earth en anglais), ou Terre boule de glace (iceball Earth) est un modèle décrivant la Terre comme presque entièrement couverte de glace à certaines périodes de son histoire. Originellement conçu pour représenter le Cryogénien (), ce modèle a ensuite été appliqué à la glaciation huronienne () et, au sein du Cryogénien, plus précisément aux glaciations sturtienne () et marinoenne ().
Turbulencevignette|Léonard de Vinci s'est notamment passionné pour l'étude de la turbulence. La turbulence désigne l'état de l'écoulement d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse présente en tout point un caractère tourbillonnaire : tourbillons dont la taille, la localisation et l'orientation varient constamment. Les écoulements turbulents se caractérisent donc par une apparence très désordonnée, un comportement difficilement prévisible et l'existence de nombreuses échelles spatiales et temporelles.
Chemical transport modelA chemical transport model (CTM) is a type of computer numerical model which typically simulates atmospheric chemistry and may give air pollution forecasting. While related general circulation models (GCMs) focus on simulating overall atmospheric dynamics (e.g. fluid and heat flows), a CTM instead focuses on the stocks and flows of one or more chemical species. Similarly, a CTM must solve only the continuity equation for its species of interest, a GCM must solve all the primitive equations for the atmosphere; but a CTM will be expected to accurately represent the entire cycle for the species of interest, including fluxes (e.
Sea ice growth processesSea ice is a complex composite composed primarily of pure ice in various states of crystallization, but including air bubbles and pockets of brine. Understanding its growth processes is important for climate modellers and remote sensing specialists, since the composition and microstructural properties of the ice affect how it reflects or absorbs sunlight. Sea ice growth models for predicting the ice distribution and extent are also valuable for shipping.
Glaciervignette|Le glacier d'Aletsch (Suisse), le plus grand glacier des Alpes. vignette|Le glacier Briksdal, en Norvège. vignette|Front du glacier Hubbard, en Alaska. Un glacier est une masse de glace plus ou moins étendue qui se forme par le tassement de couches de neige accumulées. Écrasée sous son propre poids, la neige expulse progressivement l'air qu'elle contient, se soude en une masse compacte et se transforme en glace. Le domaine de plasticité de la glace étant particulièrement étendu, un glacier s'écoule lentement sous l'effet de la gravité le long d'une pente ou par fluage.
Alpine tundraAlpine tundra is a type of natural region or biome that does not contain trees because it is at high elevation, with an associated harsh climate. As the latitude of a location approaches the poles, the threshold elevation for alpine tundra gets lower until it reaches sea level, and alpine tundra merges with polar tundra. The high elevation causes an adverse climate, which is too cold and windy to support tree growth. Alpine tundra transitions to sub-alpine forests below the tree line; stunted forests occurring at the forest-tundra ecotone are known as krummholz.
NeigeLa neige () est une forme de précipitations atmosphériques constituée de particules de glace ramifiées, de structure et d'aspect très variables qui sont la plupart du temps cristallisées et agglomérées en flocons contenant de l'air. Mais cette glace peut aussi être sous forme de grains (neige en grains, neige roulée) ou mouillée. Lorsqu'il y a suffisamment de froid et d'humidité dans l'atmosphère, la neige se forme naturellement par condensation solide de la vapeur d'eau à saturation autour des noyaux de congélation.
Tropical cyclone forecast modelA tropical cyclone forecast model is a computer program that uses meteorological data to forecast aspects of the future state of tropical cyclones. There are three types of models: statistical, dynamical, or combined statistical-dynamic. Dynamical models utilize powerful supercomputers with sophisticated mathematical modeling software and meteorological data to calculate future weather conditions. Statistical models forecast the evolution of a tropical cyclone in a simpler manner, by extrapolating from historical datasets, and thus can be run quickly on platforms such as personal computers.
Inlandsisvignette|Schéma représentant les principaux types de glace présents aux pôles : de l'inlandsis (en) à l'iceberg. vignette|Vue aérienne de la bordure orientale de l'inlandsis du Groenland produisant des courants glaciaires se déversant dans des fjords. vignette|Nunataks dépassant de l'inlandsis du Groenland sur la côte orientale de l'île. Un inlandsis ( ou ) est un glacier de très grande étendue se présentant sous la forme d'une nappe de glace recouvrant la terre ferme et qui peut atteindre plusieurs milliers de mètres d'épaisseur.
Enjeux du réchauffement climatiqueCet article examine les enjeux du réchauffement climatique. En 1824, le physicien français Joseph Fourier découvre le phénomène de l'effet de serre et son effet sur le bilan thermique de la Terre. En 1896, Svante Arrhenius publie un article décrivant le phénomène, et proposant une prédiction de l'élévation de la température atmosphérique en cas de doublement de la concentration en . Dans les années 1980, cette question refait surface à l'échelle mondiale, avec la création du GIEC en 1988.
National Center for Atmospheric ResearchLe National Center for Atmospheric Research (ou NCAR) est un institut de recherche américain qui a comme mission d'« explorer et comprendre notre atmosphère et ses interactions avec le Soleil, les océans, la biosphère et l'Homme. » Il reçoit ses fonds du National Science Foundation (NSF), gérés par l'organisme sans but lucratif University Corporation for Atmospheric Research (UCAR). Il reçoit également des fonds d'autres organismes gouvernementaux comme le National Weather Service, et privés.
Prévision numérique du tempsLa prévision numérique du temps (PNT) est une application de la météorologie et de l'informatique. Elle repose sur le choix d'équations mathématiques offrant une proche approximation du comportement de l'atmosphère réelle. Ces équations sont ensuite résolues, à l'aide d'un ordinateur, pour obtenir une simulation accélérée des états futurs de l'atmosphère. Le logiciel mettant en œuvre cette simulation est appelé un modèle de prévision numérique du temps.
Masse d'airthumb|Masses d'air selon la théorie de l'École norvégienne de Météorologie (A= Arctique, P=Polaire, T=Tropical, m=maritime, C=Continental) Une masse d'air en météorologie ou en climatologie est une zone de l'atmosphère où les conditions de température, de pression et d'humidité principalement, sont homogènes. Une masse d'air se définit donc comme une zone stable au sens des paramètres physiques mesurés en son sein. En astronomie, la masse d'air désigne la quantité d'atmosphère terrestre traversée par la lumière pour atteindre l'observateur.
Dynamique moléculaireLa dynamique moléculaire est une technique de simulation numérique permettant de modéliser l'évolution d'un système de particules au cours du temps. Elle est particulièrement utilisée en sciences des matériaux et pour l'étude des molécules organiques, des protéines, de la matière molle et des macromolécules. En pratique, la dynamique moléculaire consiste à simuler le mouvement d'un ensemble de quelques dizaines à quelques milliers de particules dans un certain environnement (température, pression, champ électromagnétique, conditions aux limites.
