Le climat est la distribution statistique des conditions de l'atmosphère terrestre dans une région donnée pendant une période donnée. L'étude du climat est la climatologie qui se distingue de la météorologie, désignant l'étude du temps dans l’atmosphère à court terme et dans des zones ponctuelles.
La caractérisation du climat est effectuée à partir de mesures statistiques annuelles et mensuelles sur des données atmosphériques locales : température, pression atmosphérique, précipitations, ensoleillement, humidité, vitesse du vent. Sont également pris en compte leur récurrence ainsi que les phénomènes exceptionnels.
Ces analyses permettent de classer les climats des différentes régions du monde selon leurs caractéristiques principales.
Le climat a fortement varié au cours de l'histoire de la Terre sous l'influence d’une pluralité de phénomènes astronomiques, géologiques, etc., et plus récemment sous l'effet des activités humaines (réchauffement climatique).
thumb|upright=2|Carte simplifiée des climats mondiaux.
Terminologie Le terme « climat » apparaît dans la langue française au comme dérivé du latin climatis qui provient du grec κλίμα qui, comme le décrit le géophysicien JL Fellous, signifie « inclinaison », en référence à l’inclinaison des rayons solaires commune aux régions de climat semblableComment peut-on définir le climat ?, Le climat en questions, 8 octobre 2013.. Les premiers découpages climatiques ont en effet été établis selon l'inclinaison des rayons du Soleil par rapport à l'horizon.
Aristote (dans Météorologiques) est le premier à diviser le globe terrestre en cinq zones climatiques : deux zones froides, près des pôles (l’arctique et l’antarctique) ; une zone torride, près de l'équateur, qu'il considère comme inhabitable ; et deux zones tempérées comprises entre la zone torride et une des zones froides (la zone septentrionale, correspondant à l'Écoumène, et la zone méridionale, qu'il appelle les antipodes).
La notion de changement climatique et celle de réchauffement climatique se réfèrent au climat planétaire et à ses variations globales et locales.
Selon Antoine César Becquerel qui en 1865 cite Alexander von Humboldt, le climat d'un pays est :
Le climat désigne les caractéristiques statistiques (moyenne, maxima et minima, dispersion), calculées sur une longue période de temps (30 ans, par convention, pour les météorologistes), des observations de paramètres tels que la température, la pression, la pluviométrie ou la vitesse du vent, en un lieu géographique et à une date donnés.
Fonctionnement du système climatique
Le système climatique est composé de plusieurs sous-ensembles : l'atmosphère, l'océan et la cryosphère, la lithosphère continentale et la biosphère de la Terre. L'apport d'énergie du rayonnement solaire et les échanges d'énergies entre les sous-ensembles du système climatique déterminent le climat de la planète.
Les océans représentent le principal réservoir de la chaleur capturée et de l'humidité. La circulation océanique, que l'on appelle aussi circulation thermohaline parce qu'elle est causée à la fois par des différences de températures et par différences de salinité, redistribue la chaleur des régions chaudes vers les régions froidesSerge Planton, Quel est le rôle de l'océan dans le climat ?, CNRS, 12 mars 2014..
Le rayonnement solaire se distribue inégalement à la surface de la Terre. Les basses latitudes, autour de l’équateur, reçoivent davantage de rayonnement que les hautes latitudes, proches des pôles Nord et Sud. L’océan n’absorbe (ou ne réfléchit) pas le rayonnement solaire incident de la même manière que les surfaces continentales. Les écarts de température importants entre régions polaires et zone intertropicale induisent à leur tour des mouvements de l’air (vents) et de l’océan (courants marins). Les surfaces océaniques et continentales sont soumises à une forte évaporation qui alimente un cycle hydrologique. La vapeur d’eau s’élève dans l’atmosphère, se condense en altitude, est transportée par les vents, et précipite sous forme de pluie ou de neige. La rotation de la Terre induit une accélération des vents (force de Coriolis) qui sont déviés vers la droite, dans l’hémisphère nord, et vers la gauche, dans l’hémisphère sud. Ce phénomène donne naissance aux vents alizés, dans la zone intertropicale, et à d’immenses tourbillons (les anticyclones de l’hémisphère nord). De vastes cellules de circulation générale ceinturent la Terre : elles contribuent à redistribuer la vapeur d’eau excédentaire des régions de basses latitudes vers les zones extratropicales, et elles assèchent les régions désertiques aux latitudes subtropicales (cellules de Hadley)Jean-Louis Fellous, Qu’est-ce qui fait varier le climat ?, Le climat en questions, 15 novembre 2013..
Une partie du rayonnement solaire qui arrive au sol est immédiatement réfléchie. Le rapport entre l'énergie réfléchie et l'énergie solaire incidente est l’albédo, qui est compris entre 0 pour un corps qui absorberait la totalité des ondes électromagnétiques et 1 pour une surface qui les réfléchirait toutes. L’albédo planétaire, mesuré au sommet de l’atmosphère, qui est de 0,3, connaît de grandes variations en fonction des surfaces, depuis 0,05 à 0,15 pour la surface de la mer, une forêt de conifères ou un sol sombre jusqu'à 0,75 à 0,90 pour la neige fraicheGuy Jacques, Pourquoi le climat diffère-t-il d'un point à l'autre de la planète ?, Le climat en questions, 27 mars 2014.. Toute variation de l'albédo modifie la température :ainsi, la fonte de la banquise arctique diminue l'albédo, donc augmente les températures dans la région arctique.
Les continents et surtout le relief introduisent des barrières physiques à ces échanges qui modifie grandement la distribution des précipitations, de la chaleur et de la végétation.
Familles de climat Il existe de nombreuses méthodes de classification des climats, elles dépendent des données observées et leur choix est fonction des buts recherchés par les observateurs. Une des plus connues est la classification de Köppen.
Une représentation très simple permet d'identifier un climat d'un seul coup d’œil : le diagramme ombrothermique, qui représente les variations mensuelles sur une année des températures et des précipitations selon des gradations standardisées. Chaque climat, exception faite du climat équatorial, a deux diagrammes types, l'un pour les régions de l'hémisphère nord, l'autre pour l'hémisphère Sud. Le climat équatorial n'a pas cette caractéristique, car il ne connaît pas de saisons et se trouve près de l'équateur.
Climats chauds Climat équatorial
Le climat équatorial concerne les régions voisines de l'équateur. Il se caractérise par une seule saison, de fortes précipitations, ainsi qu'une température élevée quasiment constante toute l'année, dont la moyenne est de . Les pluies sont presque quotidiennes, beaucoup plus abondantes aux équinoxes et tombant plutôt en soirée ; l'air chaud se charge en humidité et connaît un mouvement ascendant. Avec l'altitude, il se produit un refroidissement, avec formation de nuages de type cumulo-nimbus qui provoque des pluies souvent violentes. Ce mélange de chaleur et d'humidité permet l'épanouissement de la forêt équatoriale qui est le biome le plus riche en biodiversité.
Climats tropicaux humides
Ce climat est présent de part et d’autre de l’équateur, parfois jusqu’à 15 à 25 degrés de latitude nord et sud. La température mensuelle moyenne est toute l’année au-dessus de . On distingue une saison sèche et une saison humide. Plus l’on s’approche de l’équateur et plus la saison humide s’allonge.
Les littoraux tropicaux à l’ouest peuvent subir une variation très importante de température. Les zones les plus sèches connaissent un climat tropical de savane, du nom de la végétation clairsemée dominante dans ces zones. Certaines zones proches des océans, notamment l'Asie du Sud-Est, subissent la mousson c'est-à-dire une saison humide très importante.
Climat désertique
thumbnail|Un exemple de région aride : la vallée de la Mort en Californie. Le climat désertique est caractérisé par une évaporation supérieure aux précipitations et une température moyenne annuelle supérieure à . On distingue quelques mois où les précipitations peuvent se produire. La végétation est parfois absente. Il s'étend entre 10 et 35 degrés de latitude nord et sud. Ce climat est caractéristique des régions désertiques ou semi-désertiques des grandes régions continentales souvent entourées de montagnes, à l'ouest et au centre des continents.
Si l'on classe ce climat dans la zone intertropicale chaude, certaines régions arides peuvent se situer dans d'autres parties du monde. Les températures sont alors liées aux latitudes, le climat restant très sec.
Climats dits tempérés
Ce climat est en général caractérisé par des températures tempérées, ainsi que deux saisons : une saison froide (hiver) et une saison chaude (été).
Climats subtropicaux: méditerranéen et subtropical humide Les climats subtropicaux peuvent aussi être qualifiés de « climats tempérés chauds ». Ces types de climats se rencontrent à des latitudes comprises entre 25 et 45°. Ils subissent l'influence de masses d'air tropicales pendant les mois d'été, leur apportant de fortes chaleurs. En revanche, ils connaissent une vraie saison froide, même si celle-ci est modérée, sous l'influence de masses d'air polaire. En outre, si le ressenti est agréable (douceur, ensoleillement), ces climats sont aussi sujets à des phénomènes brutaux (orages, inondations, cyclones tropicaux).
Généralement, deux types de climats peuvent être qualifiés de subtropicaux : le climat méditerranéen sur les façades occidentales et le climat subtropical humide sur les façades orientales (on emploie souvent le terme « climat chinois »). Si ces deux climats ont en commun un hiver relativement doux (même si un coup de froid n'est jamais exclu), les masses d'air tropical en été apportent des situations bien différentes. Le climat méditerranéen connait l'aridité estivale, alors que le climat subtropical humide subit une chaleur très moite.
Le climat méditerranéen est caractérisé par des étés chauds et très secs (d'où de nombreux incendies de forêts), et des hivers doux et humides avec des précipitations violentes susceptibles d'entraîner des inondations. Ce climat doit son nom à la proximité de la mer Méditerranée mais peut se rencontrer dans d'autres parties du monde (région du Cap en Afrique du Sud, Californie, Chili, sud-ouest de l'Australie), et peut présenter d'assez fortes influences continentales (Madrid, Ankara, Tachkent, etc.).
Le climat subtropical humide, aussi appelé « nuance chinoise » est caractérisé par des étés chauds et moites, des hivers frais à froids (variables selon les masses d'air venant du nord ou du sud, d'où une forte amplitude thermique parfois en quelques heures seulement), de fortes précipitations (supérieure à 1000-1500 mm/an) en particulier l’été. Ce climat est typique de l'Est de l’Asie, du Sud-Est des États-Unis, du sud du Brésil et du nord de l’Argentine, et de l’est de l’Australie (comme à Sydney). Ses caractéristiques sont de plus en plus tropicales en se rapprochant des tropiques et de plus en plus continentales en s'en éloignant.
Climat océanique