Climat sec
Le climat sec est un type de climat où l’évaporation dépasse l’humidité provenant des précipitations. Selon la classification de Köppen, ces climats se caractérisent par une pluviométrie réelle inférieure à un seuil égal à l’évapotranspiration potentielle[1]. Ceci implique que la pluviométrie maximale d’un climat sec est variable et dépend de la température et de la saisonnalité des précipitations, bien qu’en général elle inclut tous les terrains avec des précipitations annuelles moins de 400 à 800 mm par an.
Selon le système de Köppen, le climat sec est un groupe climatique et est représenté comme classe B. Le climat sec se divise en climat semi-aride (BS), lorsque les précipitations sont supérieur à 50% d’un seuil de précipitation spécifique, formant des arbustes et des forêts sèches ; et le climat désertique (BW) si elles sont inférieures à ce chiffre, formant des déserts.
Le climat sec se développe surtout entre les 15 et 55° de latitude, souvent à l’intérieur des grandes masses continentales, éloigné aussi bien de l’influence des masses d’air polaire maritime que de l’humidité tropicale. La plupart de lieux possède un ombre pluviométrique à cause d'un cordillère.
Il est fortement affecté par les oscillations de la crête subtropicale, mais les masses d’air qu’ils dominent, à plus grande latitude, sont du type polaire continental, froides et sèches. En hiver, il peut être sous le contrôle d’un puissant anticyclone thermique, source de masses d’air polaires continentaux, qui agit également en été.
Les pluies sont sporadiques et dues à l’advection d’air polaire maritime occasionnelle, qui peut avoir lieu en été, mais à des latitudes plus basses peut être due à l’oscillation de la zone de convergence intertropicale ; dans ce cas, l’été est la saison humide. Les hivers peuvent être froids et rigoureux, et les étés chauds. L’amplitude thermique annuelle est généralement très prononcée, et peut l’être également quotidienne. Dans la classification de Köppen, il s’agit de BW et BS.
Détermination
modifierDans la classification de Köppen, pour déterminer si un climat est sec ou non, trois paramètres sont pris en compte : la température, les précipitations et la saisonnalité. Les climats secs forment la classe B et ceux qui ne sont pas secs sont classés en A, C, D et même E. Le système de Köppen utilise des formules pour déterminer s’il s’agit d’un climat sec (B), ou s’il s’agit spécifiquement d’un climat désertique (BW) ou semi-aride (BS), comme indiqué au-dessous [2]:
| Type Climatique | Précipitations hivernales (s) | Pas de saison humide (x') | Précipitations estivales (w) |
|---|---|---|---|
| Sec (B) | P < 20T | P < 20T+ 140 | P < 20T + 280 |
| Semi-Aride (BS) | 10T < P < 20T | 10T + 70 < P < 20T + 140 | 10T + 140 < P < 20T + 280 |
| Désertique (BW) | P < 10T | P < 10T + 70 | P < 10T + 140 |
Dans ce tableau, T est la température moyenne annuelle en °C et P est la moyenne des précipitations annuelles en millimètres (cm).
En outre, un climat sec peut être[3] :
h : chaud, si T > 18 °C
k : froid, si T < 18 °C.
s : méditerranéen, si 70 % des précipitations annuelles sont enregistrées au cours des six mois les plus froids.
w : mousson, si 70 % des précipitations annuelles se produisent pendant les six mois les plus chauds.
x' : si les pluies sont rares mais constantes toute l’année.
Sous-types
modifierCategories
modifierDans l’utilisation généralisée de la classification de Köppen, les sous-types suivants du climat sec sont généralement définis :
- Selon le degré d’aridité
- Climat désertique (BW)
- Climat semi-aride (BS)
- Selon la température
- Climat sec tropical et subtropical (BWh et BSh)
- Climat sec tempéré et froid (BWk et BSk)
- Selon la saisonalité de précipitations (climats semi-arides, non officiel)
- Mousson d'été (w)
- Mousson d'hiver (s)
- Pas de saison humide (x')
D’autre part, si l’on prend en compte plus de paramètres thermiques et de saisonnalité dans les précipitations, il peut y avoir plus de sous-types climatiques comme les suivants.
Exemples
modifier| J | F | M | A | M | J | J | A | S | O | N | D |
199
33
26
|
178
33
26
|
99
34
26
|
26
34
23
|
27
32
18
|
18
29
15
|
6.3
29
14
|
2.1
30
15
|
1.4
32
19
|
1.4
33
23
|
20
34
25
|
63
34
27
|
| J | F | M | A | M | J | J | A | S | O | N | D |
47
27
19
|
49
27
20
|
60
27
20
|
20
28
21
|
21
29
22
|
13
31
23
|
13
31
24
|
21
32
24
|
22
31
24
|
38
31
23
|
57
29
22
|
55
28
21
|
| J | F | M | A | M | J | J | A | S | O | N | D |
1.1
28
19
|
0.3
28
20
|
5.3
30
22
|
4
32
25
|
24
33
27
|
6.1
32
28
|
21
28
25
|
19
27
24
|
8.4
30
25
|
5.1
31
23
|
1.9
31
22
|
3.6
29
21
|
| J | F | M | A | M | J | J | A | S | O | N | D |
78
30
17
|
80
29
17
|
79
27
15
|
38
26
13
|
6.6
23
9
|
1.2
20
7
|
0.7
21
6
|
0.9
23
9
|
2.8
27
12
|
12
29
15
|
27
30
16
|
42
31
17
|
| J | F | M | A | M | J | J | A | S | O | N | D |
24
17
7
|
17
18
7
|
29
20
9
|
29
22
11
|
19
25
15
|
8.4
28
19
|
3.2
31
21
|
13
31
22
|
51
29
19
|
33
25
15
|
33
21
10
|
25
18
8
|
| J | F | M | A | M | J | J | A | S | O | N | D |
0.8
27
20
|
0.4
28
21
|
0.4
28
21
|
0.1
25
19
|
0.3
23
17
|
0.7
21
17
|
1
20
16
|
1.5
19
15
|
0.7
20
15
|
0.2
21
16
|
0.1
22
17
|
0.2
24
19
|
Murray Bridge, Australie (BSk)
| J | F | M | A | M | J | J | A | S | O | N | D |
15
30
15
|
19
30
15
|
19
27
13
|
28
24
10
|
32
20
8
|
44
17
6
|
40
17
5
|
38
18
6
|
40
21
7
|
31
24
9
|
27
27
12
|
31
28
14
|
| J | F | M | A | M | J | J | A | S | O | N | D |
102
21
8
|
68
20
8
|
48
21
7
|
6.8
20
3
|
1.1
18
−3
|
0
16
−6
|
0
16
−6
|
1.2
18
−4
|
3.9
20
0
|
14
22
3
|
22
23
6
|
63
22
7
|
Calvinia, Afrique du Sud (BWk)
| J | F | M | A | M | J | J | A | S | O | N | D |
8.3
32
14
|
16
32
14
|
15
30
12
|
19
26
10
|
21
21
7
|
26
17
4
|
26
17
4
|
20
18
3
|
12
22
5
|
11
25
8
|
11
28
10
|
11
30
12
|
Lethbridge, Canada (BSkw)
| J | F | M | A | M | J | J | A | S | O | N | D |
11
0
−12
|
10
2
−11
|
17
6
−7
|
28
13
−1
|
57
18
4
|
93
22
8
|
40
26
11
|
33
26
9
|
32
21
5
|
24
13
−1
|
16
6
−7
|
12
1
−11
|
| J | F | M | A | M | J | J | A | S | O | N | D |
13
2
−7
|
15
7
−4
|
21
14
2
|
42
20
7
|
50
25
12
|
30
30
16
|
15
34
20
|
9.4
34
19
|
12
29
14
|
24
22
8
|
20
13
1
|
14
5
−4
|
| J | F | M | A | M | J | J | A | S | O | N | D |
1
−16
−28
|
2
−10
−23
|
3
3
−12
|
7
13
−1
|
14
20
6
|
26
25
12
|
35
26
14
|
26
25
12
|
10
19
5
|
4
10
−3
|
2
−1
−14
|
2
−12
−23
|
Le principal facteur limitant dans les zones à climat désertique et semi-aride est la disponibilité en eau. La quantité et la disponibilité saisonnière de l’eau sont primordiales pour la survie à long terme, aussi bien des hommes que des plantes et des animaux[16]. Traditionnellement, la classification des climats secs et humides reposait uniquement sur les précipitations annuelles moyennes[17]. Actuellement, cette classification se fait sur la base de la relation entre les précipitations et l’évaporation. Les zones désertiques et semi-arides sont caractérisées par un rapport de la précipitation moyenne annuelle et de l’évapotranspiration potentielle inférieur à 0,65[18].
Il y a une grande décompensation entre la quantité d’eau qui peut potentiellement évapotranspirer dans l’atmosphère et la quantité d’eau réellement disponible dans ces zones grâce à la pluie qu’elles reçoivent. Ces régions présentent une demande d’évaporation atmosphérique élevée qui dépend principalement du rayonnement solaire, de la pression de vapeur de l’air et de la vitesse du vent ; par conséquent, dans la plupart des cas, L’évapotranspiration est limitée par la disponibilité effective d’eau dans le sol face à la demande atmosphérique. D’autre part, le régime des précipitations se caractérise par une grande irrégularité à la fois spatiale et temporelle, aggravant encore la problématique, parfois avec des tempêtes de haute intensité qui déversent la majeure partie de la pluie annuelle dans un court laps de temps.
Il y a aussi d’autres caractéristiques environnementales propres à ce type de zones, telles que :
- des niveaux élevés de rayonnement solaire incident.
- de larges variations de température pendant la journée et la nuit.
- vents forts.
- fortes sécheresses pendant l’été
- des taux élevés de traînée de sédiments.
- importantes pertes d’eau par infiltration dans les canaux alluvionnaires.
Ainsi, les petits cours d’eau naturels, en plus d’être intermittents, s’activent lorsqu’il y a des précipitations et ensuite se tarissent totalement.
Les différences fondamentales entre le comportement hydrologique des climats secs et humides font que l’analyse du comportement de la faible quantité d’eau présente dans ces zones nécessite des procédures spécifiques. Ces différences comprennent l’épaisseur de la zone non saturée, qui peut atteindre plusieurs centaines de mètres dans les régions arides par rapport aux quelques mètres d’épaisseur couramment trouvés dans les zones humides.
Les flux d’eau et les teneurs en eau de la zone non saturée varient également davantage dans les environnements arides et semi-arides. La plus grande épaisseur de la zone non saturée et les flux d’eau moins fréquents dans les zones arides donnent lieu à des processus sur une échelle de temps beaucoup plus longue[19]. En conséquence, les résultats des zones humides ne sont pas directement applicables aux régions plus arides.
En outre, les flux d’eau ont une magnitude qui se rapproche beaucoup de l’erreur inhérente à la mesure, ce qui rend difficile la résolution des aspects de base tels que la direction et la vitesse du flux d’eau dans la zone non saturée. Bien qu’à l’heure actuelle, une amélioration significative ait été réalisée dans la mesure de la plupart des composantes du bilan de l’eau et de l’énergie dans le sol[20], il existe des composantes de ces bilans qui intrinsèquement présentent des erreurs de mesure importantes (de l’ordre de 5 % pour la précipitation et de 10 % pour l’évaporation). D’autre part, la variabilité spatiale élevée nécessite des informations détaillées à petite échelle qui ne sont pas toujours extrapolables et avec une résolution temporelle très variable, où les plus grands flux ont lieu en raison de la réponse aux rares événements de précipitations.
Zone non saturée
modifierLa teneur en eau du sol joue un rôle important, comme cela a déjà été mentionné, et plus encore lorsque l’eau est rare. Certaines études soulignent l’importance, même dans les précipitations locales[21]. Certains auteurs suggèrent que les sécheresses à grande échelle sur de longues périodes peuvent être causées par des mécanismes de rétroaction entre la teneur en eau du sol et les précipitations. En général, ces phénomènes sont non linéaires, et ces interrelations dépendent, de plus, de l’échelle spatiale considérée, augmentant leur intensité avec l’augmentation d’échelle. Par exemple, pour une surface du sol à petite échelle (< 104 m), l’évapotranspiration de la surface du sol vers l’atmosphère ne modifie pas significativement la teneur en eau « précipitée » dans l’atmosphère. Par conséquent, la précipitation est une constante dans les processus hydrologiques à petite échelle. Au contraire, à des échelles plus grandes (> 104 m), la teneur en eau de l’atmosphère est affectée par l’évapotranspiration et ne peut donc pas être considérée comme une constante[22]. Par conséquent, il est assez difficile d’inférer le comportement hydrique à grande échelle à partir de la connaissance des phénomènes à petite échelle.
En outre, l’hétérogénéité du sol dans ces zones ainsi que celle de l’atmosphère compliquent encore davantage l’étude de ces systèmes à grande échelle. Il est également important de souligner que les sols des régions désertique et semi-arides montrent peu de corrélation avec l’hydrologie, augmentant la variation spatiale dans la distribution de l’eau au sein d’un espace, même de bassins ou de zones où la topographie pourrait indiquer une plus grande corrélation[23]. Le transfert d’eau d’une zone à l’autre, à l’intérieur du sol, est généralement assez lent, car il se produit principalement par un écoulement non saturé et seulement parfois par des écoulements superficiels.
Il existe aujourd’hui un certain nombre de dispositifs pour déterminer la teneur en eau du sol, basés sur des techniques très différentes. De manière générale, ces techniques peuvent être regroupées en cinq groupes :
- gravimétriques,
- tensiométriques,
- atténuation des neutrons,
- dissipation de chaleur.
- techniques diélectriques.
La mesure directe de la teneur en eau du sol se fait par pesage et séchage d’un volume de sol connu, mais ce type de déterminations, outre qu’elles sont laborieuses, est destructrice et donc inadéquate dans de nombreux cas. Étant la seule mesure directe, bien que non exempte d’erreurs[24], elle est la méthodologie de référence et la base pour l’étalonnage des autres techniques. D’autres techniques reposent sur des mesures indirectes des propriétés du sol qui varient à leur tour avec la teneur en eau[25]. Aujourd’hui, certaines de ces nouvelles techniques sont largement utilisées dans les régions arides et semi-arides[26], atteignant un niveau d’automatisation élevé, ce qui permet de disposer d’informations détaillées indispensables pour comprendre le comportement de l’eau dans ce type de zones.
À grande échelle, il est également possible de déterminer la teneur en eau au moyen de la télédétection, de capteurs aériens ou de satellites. Le rayonnement émis et réfléchi par la surface terrestre est directement lié à la teneur en eau de la couche la plus superficielle du sol, d’où la possibilité d’obtenir des estimations globales à l’échelle. Les sols des régions désertique et semi-arides, en raison de leur grande étendue déjà mentionnée, ont une représentativité croissante dans l’information disponible par satellite, ce qui augmente encore le besoin de connaissance sur ce type de sols.
Des initiatives sont actuellement en cours pour le développement de capteurs basés sur la télédétection par micro-ondes passives pour la détermination à distance de la teneur en eau du sol (SMOS, HYDROS). Ces techniques sont également basées sur les variations des propriétés diélectriques de la surface du sol avec sa teneur en eau[27]. Dans ce cas, les limites sont : la faible profondeur de sol échantillonnée, qui rend difficile l’estimation des flux d’eau à petite échelle. Bien que la variabilité spatiale empêche de déterminer les flux d’eau dans des systèmes hétérogènes, les variations temporelles de la teneur en eau peuvent être utilisées pour évaluer le mouvement de l’eau dans la zone non saturée.
Encore une fois, les incertitudes associées à l’étalonnage des instruments peuvent être très proches de la magnitude des flux. La combinaison de ces informations à distance en surface avec des modèles capables de décrire les interactions entre l’atmosphère et le sol, devrait fournir une connaissance du comportement global de l’eau dans ces écosystèmes.
Voir aussi
modifierTypes climatiques du climat sec :
Autres types climatiques :
Notes et références
modifier- ↑ (en) McKnight, Tom L et Hess, Darrel, « Climate Zones and Types". Physical Geography: A Landscape Appreciation. Upper », Physical Geography: A Landscape Appreciation,
- ↑ (es) Köppen W, « Climatología: Con un estudio de los climas de la Tierra », Fondo de Cultura Económica, (consulté le )
- ↑ (en) Critchfield, H, J., « Criteria for classification of major climatic types in modified Köppen system », General Climatology, Prentice Hall, 4e, , p. 453
- ↑ (en) « Climate statistics for Broome Airport (1939-2024) », Bureau of Meteorology (consulté le )
- ↑ (en) « Station: Honolulu INTL AP, HI. », NOAA (consulté le )
- ↑ (en) « Climat Normals 1991-2020: Salalah, Oman », NOAA (consulté le )
- ↑ (de) « Klimatafel von Windhuk (Windhoek) / Namibia », Deutscher Wetterdienst (consulté le )
- ↑ (de) « AEMET OpenData », AEMET (consulté le )
- ↑ (de) « Wetter und Klima – Deutscher Wetterdienst – CDC (Climate Data Center), Station : 84628 Lima/Callao », Deutscher Wetterdienst (consulté le )
- ↑ (en) « Climate statistics for Murray Bridge (1966-2024) », Bureau of Meteorology (consulté le )
- ↑ (es) « Estadísticas Climatológicas Normales – período 1991–2020 », Servicio Meteorológico Nacional (consulté le )
- ↑ (en) « Climat Normals 1991-2020: Calvinia, South Africa », NOAA (consulté le )
- ↑ (en) « Canadian Climate Normals 1991-2020 », Environnement et Changement climatique Canada (consulté le )
- ↑ (tr) « Resmi İstatistikler: İllerimize Ait Mevism Normalleri (1991–2020) », Meteoroloji Genel Müdürlüğü (consulté le )
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