Déplacements de la circulation atmosphérique et augmentation du moment angulaire liés au réchauffement anthropique : influence sur la rotation de la Terre

Pourquoi la durée du jour change discrètement

Nous avons tendance à considérer le jour comme un intervalle fixe de 24 heures, dicté par la rotation régulière de notre planète. Mais la rotation de la Terre varie subtilement en permanence, et cette nouvelle recherche montre que le changement climatique d’origine humaine fait désormais partie de cette évolution. En remodelant les régimes de vent mondiaux et la répartition de l’air autour de la planète, le réchauffement ralentit très légèrement la rotation terrestre et allonge le jour de quantités mesurables.

Comment l’air et la planète partagent un mouvement de rotation

La Terre et son atmosphère se comportent comme un système couplé de parties en rotation. Le globe solide concentre la majeure partie de la masse, mais l’air en mouvement au‑dessus porte aussi un « moment » de rotation, appelé moment angulaire. Quand l’atmosphère accélère, la Terre solide doit ralentir pour que la rotation totale du système reste équilibrée—un peu comme une patineuse artistique qui tend les bras pour réduire sa vitesse de rotation. Les auteurs se concentrent sur la manière dont le changement climatique à long terme modifie cet échange délicat et sur ce que cela implique pour la durée précise du jour.

Des vents d’altitude plus forts et des ceintures climatiques qui se déplacent

En s’appuyant sur de vastes ensembles de simulations issues de trois modèles climatiques modernes, exécutées selon un scénario d’émissions élevées jusqu’en 2100, l’étude suit la manière dont le réchauffement reconfigure les courants aériens mondiaux. À mesure que la planète se réchauffe, la circulation tropicale connue sous le nom de cellule de Hadley s’étend vers les pôles, et les jets d’altitude subtropicaux se renforcent. Dans le même temps, les alizés de surface habituels dans les tropiques s’affaiblissent. Ces changements transfèrent une plus grande part du mouvement atmosphérique vers des vents d’ouest rapides et d’altitude qui encerclent la planète. Parce que ces vents se déplacent dans le même sens que la rotation terrestre, ils augmentent la part du moment angulaire portée par l’atmosphère.

Des ceintures d’air plus massives et des systèmes de haute pression renforcés

L’équipe examine aussi comment le poids de l’air—sa masse, reflétée par la pression de surface—se répartit autour du globe. Le réchauffement accentue de grands systèmes de haute pression, en particulier dans les subtropiques autour de 30 degrés de latitude nord et sud. Cela place davantage de masse atmosphérique plus loin de l’axe de rotation de la Terre, ajoutant une petite poussée supplémentaire au moment angulaire de l’atmosphère. Bien que cet effet lié à la masse soit plus faible que celui produit par les vents plus rapides, les deux agissent dans la même direction : ils contribuent à l’accélération de l’air tandis que la Terre solide ralentit.

Une prise plus lâche entre l’air et le sol

Normalement, les montagnes et la friction de surface facilitent les échanges de moment entre la planète et l’atmosphère. Les différences de pression sur de grandes chaînes comme l’Himalaya ou les Andes exercent une poussée sur la Terre solide, et les vents de surface frottent contre le sol, partageant la rotation. Les simulations montrent que sous un réchauffement continu, ces échanges s’affaiblissent. Les forces de pression à travers les massifs deviennent davantage orientées de façon à résister à la rotation terrestre, et les vents de surface tropicaux qui transféraient autrefois le moment à la planète perdent de leur intensité. En conséquence, l’atmosphère conserve davantage de son moment angulaire au lieu de le restituer au sol.

De combien le jour s’allongera

En réunissant ces éléments, les auteurs traduisent la variation du moment de rotation atmosphérique en modifications de la durée du jour. Dans les trois ensembles de modèles climatiques, ils trouvent que pour chaque degré Celsius de réchauffement global, la durée du jour s’allonge d’environ un dixième de milliseconde. D’ici la fin du XXIe siècle, l’influence de ces changements atmosphériques pourrait ajouter approximativement 10 à 18 % au ralentissement à long terme de la rotation terrestre généralement attribué à l’action de marée de la Lune. Dans la vie quotidienne, cette fraction supplémentaire de milliseconde par jour passera inaperçue. Mais pour la chronométrie de précision et pour les scientifiques qui étudient l’intérieur profond de la Terre, cela indique que le changement climatique d’origine humaine atteint désormais jusqu’au calendrier de la rotation planétaire.

Citation: Satpathy, S.S., Franzke, C.L.E., Yuan, N. et al. Anthropogenic warming-driven atmospheric circulation shifts and angular momentum increase: influence on the Earth’s rotation. npj Clim Atmos Sci 9, 101 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01382-z

Mots-clés: Rotation de la Terre, Circulation atmosphérique, Changement climatique, Durée du jour, Moment angulaire