Abécédaire Physique des pôles

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1 Abécédaire Physique des pôles Albédo C est le rapport entre l énergie solaire réfléchie par un corps et l énergie solaire reçue par ce même corps. Son échelle est de 0 (= pour un objet noir) à 1 (= pour un objet blanc). La glace a un albédo de 0,3 à 0,4, la neige fraîche de 0,75 à 0,95. Ces surfaces renvoient fortement les rayons du soleil, ce qui contribue à la faible température aux pôles. Aurores polaires Voiles de lumière de différentes couleurs observés aux pôles. Les aurores sont appelées boréales au pôle Nord, australes au pôle Sud. Visibles au printemps et en automne, elles apparaissent lorsque les vents solaires (chargés de protons et d électrons) rencontrent le champ magnétique terrestre, ou magnétosphère. Ce champ forme aux pôles un entonnoir qui capte les vents solaires. Les particules portées par ces vents échauffent les molécules de gaz de l atmosphère qui donnent des couleurs : rouge pour l hydrogène, violet pour l azote, vert-jaune pour l oxygène. En période d aurore boréale, les orages magnétiques brouillent les ondes, les communications par satellite deviennent difficiles. Il existe cependant des satellites polaires (les autres satellites sont inefficaces) permettant des transmissions courtes (10 mn). Banquise Etendue d eau de mer gelée, à la surface accidentée, car provenant d une soupe de cristaux nommé frasil. Les plaques se regroupent et forment des crêpes qui se soudent entre elles en formant une carapace : la banquise. C est alors que la banquise est très dangereuse : elle se ferme comme un étau, broyant tout sur son passage, même des bateaux. Etant déjà sur l océan, la banquise ne provoque pas de montée des eaux, en fondant. La banquise antarctique double de superficie en hiver. Au pôle Sud, les températures sont plus clémentes sur la banquise que sur le continent. Bédière Torrent apparaissant à la fonte des glaces, se transformant en petit cours d eau. Blizzard Mot d origine allemande désignant un vent très violent, qui transporte des cristaux de neige et abaisse donc la visibilité. 2 possibilités : tempête de neige (nord des Etats-Unis : visibilité de 500 m, vents à 60 km/h et durée de 3 h) ou poudrerie de neige =blizzard de surface (Canada : visibilité de 1 km avec des vents de 40 km/h et d une durée de 4 h environ). Sous un vent de 30 km/h, la température ressentie est de -30 C pour une température réelle de l air de - 15 C. Calotte glaciaire, calotte polaire Se nomme aussi inlandsis (= «glace de l intérieur du pays» en danois).

2 Enorme nappe de glaces continentales dont la superficie dépasse km 2.Réserve d eau douce de la planète (8 % de l eau douce planétaire). Son épaisseur est en moyenne de 1500 m, mais peut atteindre 3000 m. elle se divise en glaciers et glisse vers les côtes sous son propre poids. 72 calottes au total sur la planète (1, la plus grande, en Antarctique ; 1 au Groenland, 4 au Canada, et 5 en Islande par exemple). La calotte polaire du Groenland a une température de 10 C inférieure à la banquise sur l année ( voir Banquise). En Antarctique, la calotte atteint 4800 m d épaisseur et s achève audessus de la mer sous forme de falaises de glace (ex. la barrière de Ross). Le prolongement de cet inlandsis dans la mer se nomme iceshelfs. La remontée des eaux sur les continents est provoquée par la fonte de cet inlandsis. Le continent antarctique serait à lui seul responsable d une remontée de70 m sur les 80 m possibles selon les calculs de chercheurs. Cercle polaire Les cercles polaires sont situés à la latitude Nord ou Sud et sont situés à 2606 km des pôles. Le cercle polaire correspond au point où le soleil est visible pendant 24 h au solstice d été (juin pour l Arctique et décembre pour l Antarctique). Le cercle polaire arctique traverse 8 états (Etats-Unis, Canada, Russie, Finlande, Norvège, Suède, Danemark et Islande). Ciel Aux pôles, le ciel est clair même en période hivernale car le climat est sec, peu de précipitations. Climats polaires On distingue plusieurs climats : - Le climat d inlandsis : toutes les moyennes mensuelles de température sont inférieures à 0 C (ex. : Antarctique). - Le climat arctique continental : 8 mois de températures négatives (ex. : Sibérie). - Le climat polaire océanique : températures semblables au climat continental mais avec des précipitations (ex. Spitzberg). - Le climat subpolaire océanique : le dégel est possible toute l année et les températures plus clémentes (ex. : l Islande). Cristaux de glace Les cristaux de glace se forment à 0 C. Il faut une petite impureté ou poussière (le germe) pour leur formation de départ. La forme de base est toujours un hexagone, en liaison avec la structure de la molécule d eau qui leur sert de base. Les cristaux plus complexes proviennent de l association de cristaux simples et conservent toujours cette forme hexagonale. Mais la glace se forme aussi dans l eau de mer à une température de -1,8 C (on parle d embâcle). Le sel est alors rejeté sous la glace et augmente la densité de l eau sous jacente, entraînant cette dernière vers les profondeurs. Ce phénomène est le moteur de la circulation hydrosphérique thermohaline aux pôles. Les cristaux de glace emportés par le vent sont particulièrement abrasifs et donc redoutés de toute forme de vie aux pôles. Les cristaux emmagasinent aussi des bulles d air les rendant excellents

3 indicateurs du climat lors de leur formation. Déclinaison magnétique Différence entre le pôle Nord magnétique (indiqué par la boussole) et le pôle Nord géographique. Cette différence est donnée sur les cartes terrestres et pour les cartes marines, elle est calculable (environ 6 de moins par an). «Calcul de la déclinaison La position du Nord magnétique variant d'une année à l'autre, nous devons en tenir compte lors du calcul de la déclinaison. Il est facile de calculer la déclinaison magnétique. En voici les étapes : - Se référer aux indications pour la déclinaison magnétique (informations en marge sur une carte). - Relever la déclinaison indiquée selon l'année ( '). - Calculer la différence entre l'année en cours et celle où la déclinaison a été relevée. ( = 7). - Se référer à la donnée du changement annuel (décroissante 0,4') - Multiplier le nombre d'années par le changement annuel (7x0,4 =2,8') - Prendre la déclinaison de 1996 et soustraire le résultat obtenu '-5,2'= La déclinaison est donc de Pour tout résultat obtenu on arrondira au degré. On inscrira donc Déclinaison croissante : on ajoute. - Déclinaison décroissante : on soustrait.» Le glacier le plus rapide actuellement est le Quarayaq du Groenland : 20 à 24 m/jour. Iceberg Provient d un glacier ou de la calotte de glace, et est donc formé d eau douce. Se décroche du glacier à l approche de la mer, cette étape se nomme le vêlage. Montagnes de glace dont 1/5 émerge audessus de l eau, ils dérivent en fonction des vents et courants. En Arctique, ils ont une forme irrégulière ; en Antarctique, ils sont tabulaires (30 millions de tonnes, 300 m d épaisseur). On observe icebergs formés par an au pôle Nord. Ils fondent constamment par le haut ou le bas et peuvent donc basculer à tout moment. Les plus petits se nomment bourguignons (dont la hauteur au-dessus de l eau est de 1m). Le satellite ENVISAT a montré la fracture du plus gros iceberg du monde (voir site futurasciences.com. nov. 2005) dans l Antarctique. Extrait du site : Froid Voir Température. Givre Gel de vapeur d eau à la surface d un corps très froid. Le givre était redouté des Terre-Neuvas, car il peut déstabiliser un bateau. Glaciers Issus de l inlandsis : langues de glace d eau douce s écoulant sous leur propre poids et plongeant dans la mer en se fissurant et en donnant des icebergs. Igloo Construction des Inuit, ne servant plus que d abri de chasse de nos jours. Pour construire un igloo de neige (il en existe aussi de tourbe), la densité de la neige doit être de 397 kg/m 2, sa dureté de g/cm 2, et les blocs découpés doivent faire chacun 28 kg environ, soit 1 m de long, 20 cm de large et 40 cm de haut. La forme hémisphérique de l igloo lui renvoie rapidement la chaleur humaine au centre de l igloo et permet ainsi un

4 réchauffement rapide. Le sommet comporte des aérations. L intérieur est recouvert de peaux de bêtes qui, à l image d une couverture de survie, conservent le rayonnement infrarouge humain. La fenêtre est formée d un bloc de glace. Neige Très peu abondante, ce sont tout de même les seules précipitations. En se tassant ; elle donne la glace. Elle peut aussi être emportée par le vent pour donner une poudrerie de neige et former des crêtes de neige. Inlandsis Voir Calotte glaciaire. Masse d air froid Au dessus du pôle, la masse d air froid stagne, il n y a pas assez de chaleur reçue pour qu elle puisse être évacuée. De plus, elle est entourée par un «anneau de dépressions» (voir Vortex). Le pôle est une zone de haute pression dans la cellule polaire. Parhélie Figure de réfraction de la lumière solaire sur des cristaux de glace en suspension dans l air (ex. : 3 soleils vus en même temps). Pergélisol ou permafrost Sol gelé en profondeur, parfois jusqu à 400 m. Seuls les 50 cm de surface dégèlent en été. Nuit polaire A relier au cercle polaire et au soleil de minuit. Elle correspond à la période de l année où le soleil ne se lève pas : elle dure un jour au niveau du cercle polaire, 6 mois au pôle. Sinon, la nuit peut être relative, la lumière reste rasante longtemps après le coucher du soleil : on parle de lumière crépusculaire et alors que le soleil est à 6 sous l horizon, on peut encore lire son journal. La lune éclaire cependant parfois les nuits polaires, augmentant l albédo (voir Albédo). Pingos Extérieurement, ressemblent à de petites collines. Ce sont des poches d eau glacée (l eau se dilate en gelant) au niveau du sol, qui croissent d année en année. Le monticule s élève ainsi, donnant une forme caractéristique dans le paysage. Pôles Les différents pôles Nord de la Terre. Le pôle Nord est le point le plus au nord de la Terre. On distingue en fait 4 pôles Nord différents : géographique(1), magnétique(2),

5 géomagnétique(3), et pôle Nord de l inaccessibilité(4). Voici la carte de leur position en Extrait «techno-science.net» moyenne dans la journée et se déplace autour du pôle géographique à environ 1000 km de manière elliptique. Actuellement, il se dirige du Canada vers la Sibérie qu il atteindra dans 50 ans. L induction magnétique a pour unité le tesla.en France, elle est de 40 microteslas Le pôle Sud de la Terre se trouve au large de la terre Adélie, dans la mer d Urville. 1- Le pôle géographique Point de rencontre entre la surface de la Terre (au nord) et son axe de rotation sur elle-même en 24 h. Ce point correspond à une zone arctique couverte en permanence par la banquise. Un drapeau russe a été planté à l endroit de ce pôle, sous l océan, le 2 août 2007 à 4261 m de profondeur dans une zone de plateau continental, alors que ce pôle se situe dans les eaux internationales. En langage courant, lorsque l on parle de pôle Nord, il s agit du pôle géographique. 2- Le pôle magnétique Il s agit en réalité du pôle Sud de l aimant que forme la Terre. Cette aimantation est due à la couche externe de son noyau liquide, ferreuse, partiellement ionisée, qui tourne plus vite que la Terre. La Terre est assimilée à un aimant droit. Le pôle Nord terrestre représente le point vers lequel se dirige l aiguille d une boussole (qui représente le pôle Nord de l aimant) quelle que soit sa place dans le monde. L intérieur du noyau étant en mouvement constant, le magnétisme change constamment. Le pôle Nord magnétique se déplace selon ce mouvement de 40 km/an : il oscille autour d une valeur Image Noaa Le pôle géomagnétique Il suit le déplacement du champ magnétique, il correspond au point de convergence de tous les champs magnétiques terrestres, dont l influence se fait sentir dans l ionosphère à plus de 1000 km, nous protégeant des vents et rayons cosmiques solaires. Il est déterminé par calcul et correspond au lieu d apparition des aurores boréales. 4- Le pôle d inaccessibilité Le pôle Nord de l inaccessibilité est le point le plus éloigné de toutes les côtes arctiques. Il est construit

6 géographiquement et situé à 1100 km de la plus proche côte. Polynies Zones de mer laissées libres lors de la formation de la banquise. Créées en fonction des courants, elles se retrouvent toujours au même endroit, créant une zone de vie pour tous les êtres vivants et en particulier les grands mammifères marins et les ours. Saisons Pratiquement 2 saisons de durée variable, selon l endroit où l on se trouve. L automne et le printemps ne durent que quelques semaines. En Arctique, l hiver est très long et dure 9 mois, l été 3 mois. Sastruggis Crêtes de neiges de 1 m de haut. Ondulations de neige liées aux vents violents (comme les dunes dans le désert) qui montrent l orientation du vent dominant. Soleil de minuit En Arctique, le 21 juin, le soleil reste visible pendant 48 h au-dessus de l horizon. Seule la luminosité varie dans la journée et l éclairage est rouge car les rayons sont encore rasants et doivent traverser l atmosphère obliquement (ils traversent donc une couche d atmosphère plus épaisse). Ceci est dû à l inclinaison de l axe de rotation de la Terre sur elle-même. Hammerf est en Norvège l endroit privilégié où l on peut observer le phénomène. En Antarctique, le phénomène se produit au solstice d hiver. Voir son opposé : Nuit polaire. Température En moyenne : En hiver : -40 à -70 C, extrêmes jusqu à -89,2 C pour l Antarctique (le continent agit comme un grand congélateur et il n y a pas de courants marins chauds comme le Gulf Stream en Arctique). En été, -15 à-45 C.

7 la lumière du Soleil revient au début du printemps. Le vortex est généralement très stable audessus de l Antarctique pendant l hiver austral, car c est un continent assez homogène, bien centré au niveau du pôle Sud. Vent catabatique Vents antarctiques allant de 200 à 320 km/h (mesure sur la base Dumont d Urville). Naissent lorsque l air froid au sol ne peut remonter car il reste bloqué sous un énorme couvercle d air moins froid. L air s écoule alors violemment, par gravité, le long des pentes du relief, en rafales. Un tel vortex existe également dans l'arctique, mais à un moindre degré. La région Arctique se compose de nombreuses masses terrestres distinctes et les îles s'étendent tout autour du pôle Nord, et ainsi l'air ne peut pas circuler aussi facilement qu'en Antarctique et donc est instable. Ce qui fait que la température y est moins basse qu au pôle Sud. Le vortex polaire cause les dépressions hivernales et la rigueur des hivers et c'est aussi ce tourbillon polaire qui détermine les ondulations du jet polaire.» Extrait de : la climatologie.free.fr Vortex polaire Tourbillon atmosphérique lié à une dépression dans la stratosphère. Voir Masse d air froid. «Si les régions polaires ont une grande perte d'ozone au printemps, ceci est surtout dû au vortex polaire. La topographie et la forme circulaire de l'antarctique sont telles qu'un tourbillon stagnant d'air stratosphérique extrêmement froid (vers -100 C dans la stratosphère de l'antarctique et -80 C dans la stratosphère de l'arctique), distinct du reste de l'atmosphère, se forme au-dessus de la région pendant les longues nuits polaires. Le tourbillon polaire s'établit dans la moyenne et basse stratosphère au-dessus de 16 km d'altitude. Le vent soufflant autour du tourbillon polaire peut atteindre la vitesse de 100 mètres par seconde. L'air circule dans ce vortex polaire tout l'hiver, devenant assez froid pour permettre la formation de nuages stratosphériques polaires qui accélèrent et augmentent la destruction stratosphérique de la couche d'ozone quand