8.1 : Climat et biomes

Les biomes sont des environnements à grande échelle qui se distinguent par un climat et une végétation caractéristiques (figure\(\PageIndex{a}\)). Les biomes sont également caractérisés par les animaux et autres organismes qui s'y trouvent, qui sont influencés par la végétation et les modèles climatiques. Les biomes de la Terre sont classés en deux grands groupes : terrestre et aquatique. Les biomes terrestres sont basés sur la terre, tandis que les biomes aquatiques incluent à la fois les biomes des océans et des eaux douces. L'altitude et la latitude, qui influent sur la température et les précipitations, déterminent la distribution des biomes.

Figure\(\PageIndex{a}\) : La température annuelle moyenne et les précipitations annuelles sont deux facteurs climatiques qui déterminent la distribution des biomes. Ce graphique montre les précipitations annuelles en centimètres sur l'axe des ordonnées et la température annuelle moyenne en degrés Celsius sur l'axe des abscisses. Les forêts tropicales humides ont les températures les plus élevées et le plus de précipitations. Les forêts tropicales saisonnières et les savanes ont des températures élevées (20-30 °C) avec des précipitations d'environ 50 à 270 centimètres. Les déserts subtropicaux ont des températures tout aussi élevées mais des conditions sèches. La température annuelle moyenne des prairies tempérées et des déserts froids varie de moins de 0 à 22 °C et reçoivent moins de 50 centimètres de précipitations par an. Les zones boisées et arbustives (comme le chaparral) ont la même plage de températures que les déserts froids, mais peuvent recevoir un peu plus de 100 cm de précipitations par an. Les forêts tempérées ont des températures intermédiaires (environ 16 à 22 °C), mais les forêts tropicales tempérées reçoivent plus de précipitations que les forêts tempérées saisonnières. Les forêts boréales reçoivent un peu moins de précipitations que les forêts tempérées, mais elles sont plus froides (environ 1 à 10 °C). La toundra a les températures les plus froides et peu de précipitations. Dans les déserts, les températures varient mais les précipitations sont faibles. Image de Navarras (domaine public).

Les basses latitudes (près de l'équateur) ont des températures élevées, tandis que les hautes latitudes (près des pôles) ont des températures basses. Cela est dû au fait que le soleil frappe l'équateur plus directement. La lumière du soleil frappe les pôles selon un angle, ce qui réduit l'intensité de la lumière (et de l'énergie thermique) par unité de surface. La température diminue également avec l'altitude. À haute altitude, l'atmosphère s'amincit et retient moins d'énergie thermique du soleil. Comme les températures diminuent avec l'altitude et la latitude, des biomes similaires existent sur les montagnes, même lorsqu'elles se situent à de basses latitudes. En règle générale, une montée de 1 000 pieds (environ 300 m) équivaut à une modification de la flore et de la faune à un voyage d'environ 600 miles (966 km) vers le nord.

Lorsque les précipitations sont modérément abondantes — 40 pouces (environ 1 m) ou plus par an — et réparties de manière assez uniforme tout au long de l'année, le principal déterminant est la température. Il ne s'agit pas simplement d'une question de température moyenne, mais aussi de facteurs limitatifs tels que le gel ou la durée de la saison de croissance. Les biomes se caractérisent donc non seulement par la température et les précipitations moyennes, mais également par leur saisonnalité.

Non seulement la latitude influence la température, mais elle influe également sur les précipitations. Par exemple, les déserts ont tendance à se produire à des latitudes d'environ 30° et aux pôles, à la fois au nord et au sud, sous l'effet de la circulation et de la configuration des vents dominants dans l'atmosphère. Le moteur de la circulation dans l'atmosphère et les océans est l'énergie solaire, qui est déterminée par la position moyenne du soleil sur la surface de la Terre. La lumière directe produit un chauffage irrégulier en fonction de la latitude et de l'angle d'incidence, avec une énergie solaire élevée sous les tropiques et peu ou pas d'énergie aux pôles. La circulation atmosphérique et la situation géographique sont les principaux agents responsables des déserts. À environ 30° au nord et au sud de l'équateur, l'air qui coule produit des déserts alimentés par des alizés tels que le Sahara et l'Outback australien (figure\(\PageIndex{b}\)).

Figure\(\PageIndex{b}\) : La circulation généralisée de l'atmosphère. L'énergie solaire qui tombe sur la ceinture équatoriale réchauffe l'air et le fait monter. L'air ascendant se refroidit et l'humidité contenue retombe sous forme de pluie sur les tropiques. L'air plus sec continue ensuite de se propager vers le nord et le sud, où il redescend à environ 30 degrés de latitude nord et sud. Cet air plus sec qui coule crée des ceintures de haute pression prédominantes le long desquelles règnent des conditions désertiques. Dans ces ceintures de haute pression, l'air descend le long de ces ceintures et s'écoule soit vers le nord pour devenir des vents d'ouest, soit vers le sud pour devenir des alizés. Notez les flèches indiquant les directions générales des vents dans les zones de latitude. Les alizés prédominent sous les tropiques et les vents d'ouest aux latitudes moyennes.

La vidéo MinuteEarth ci-dessous décrit les modèles climatiques mondiaux qui mènent aux déserts.

Les déserts d'ombre de pluie se forment lorsque les vents dominants et l'air humide sèchent lorsqu'ils sont contraints de s'élever au-dessus des montagnes. Les vents dominants soufflent dans la moitié ouest de l'Amérique du Nord en provenance du Pacifique et sont chargés d'humidité. Chaque fois que cet air s'élève des pentes occidentales des chaînes côtières, des Sierras et des Cascades, puis des Rocheuses, il se refroidit et sa capacité à retenir l'humidité diminue. L'excès d'humidité se condense en pluie ou en neige, qui imprègne les pentes des montagnes en contrebas. Lorsque l'air atteint le versant est, il fait relativement sec et les précipitations tombent beaucoup moins. Ce phénomène s'appelle l'effet d'ombre à pluie (figure\(\PageIndex{c}\)). La quantité de pluie qui tombe et à quel moment influence le type de biome. Par exemple, le désert du Grand Bassin (figure\(\PageIndex{d}\)) est un désert ombragé par la pluie produit lorsque l'air humide du Pacifique s'élève au-dessus de la montagne de la Sierra Nevada (et d'autres) et perd de l'humidité à cause de la condensation et des précipitations antérieures sur le côté pluvieux de la ou des chaînes.

Figure\(\PageIndex{c}\) : L'effet d'ombre à pluie. L'air chaud et humide est transporté en haut d'une montagne par les vents dominants. L'air ascendant se refroidit et se condense, ce qui entraîne des précipitations lorsqu'il remonte la montagne. L'air sec descend de l'autre côté de la montagne, créant une ombre de pluie (une région sèche). Photo de domdomegg (CC-BY).

Figure\(\PageIndex{d}\) : Carte du désert du Grand Bassin. Image de l'USGS (domaine public).

Attribution

Modifié par Melissa Ha à partir des sources suivantes :

• Biomes issus de la biologie par John W. Kimball (sous licence CC-BY)
• Prélude aux déserts et à l'origine des déserts tiré d'une introduction à la géologie par Chris Johnson et al. (sous licence CC BY-NC-SA)
• Écologie communautaire et biomes terrestres à partir de la biologie environnementale par Matthew R. Fisher (sous licence CC-BY)
• Biomes terrestres issus de la biologie 2e par OpenStax (CC-BY). Accès gratuit sur openstax.org.