Climats et microclimats

QUELQUES PRE-REQUIS

La Terre est un sphèroïde tournant autour du Soleil en 365 j par an environ. L’incidence des rayons qu’elle reçoit de l’astre lumineux dépend de l’angle de la surface terrestre exposée. A l’équateur, les rayons frappent l’aire perpendiculairement à sa surface, ils ont toute leur puissance. A l’inverse et aux pôles, cet angle va en s’écartant, les rayons n’ont plus d’effet, ils sont de plus en plus réfléchis vers l’espace. D’où une répartition différente de l’énergie solaire, reçue globalement, en fonction de la latitude avec pour conséquence les différents climats de notre planète, froid aux pôles, chaud à l’équateur.
L’axe des pôles de la Terre n’est pas perpendiculaire au plan de l’elliptique défini par sa révolution annuelle autour du soleil, il est incliné ; si bien qu’une fois, le globe présente son hémisphère nord de façon perpendiculaire et c’est l’été, tantôt (6 mois plus tard) c’est l’hémisphère sud qui subit ce sort. L’inclinaison induit les saisons.

Les saisons ne doivent donc pas être confondues avec le climat.

Autre confusion possible, le climat n’est pas la Météorologie, Nationale ou pas. La météo prévoit (ne prédit pas !) le « temps qu’il fait » ponctuellement dans le temps, alors que le climat est une donnée générale et immuable au jour le jour.

A CHACUN SON CLIMATS

Des pôles à l’équateur, les facteurs écologiques climatiques se combinent pour caractériser le climat régional, ou macroclimat, et le biome qui lui correspond, que l’on retrouve sous forme de zonation sur une planisphère. Ce qui pousse en Provence a peu de chance de s’épanouir dans les Vosges. Mais on pense que le réchauffement climatique, s’il a lieu, offrirait en quelques décennies le chant des cigales aux Parisiens…

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La latitude n’est pas seule à définir les différents climats, l’altitude joue aussi. En effet, les facteurs climatiques changent lorsqu’on gravit une montagne (pression atmosphérique, UV, températures, précipitations…) et les saisons sont moins marquées. Par contre, les fluctuations thermiques sont clairement plus contrastées entre le jour et la nuit. Le climat montagnard crée des étages de végétation (hêtraie-sapinière, forêt à conifères, pessière, pelouse alpine…) en fonction de la robustesse des espèces. La végétation se rabougrit mais les fleurs prennent de jolies couleurs. Dans le règne animal, par exemple chez les poissons, un étagement existe, également ascentionnel (zone à brèmes, zones à barbeaux, zone à ombres, zone à truite).

De même avec la profondeur en milieu aquatique ; les ondes lumineuses, de plus en plus absorbées, ne pénètrent plus au fur et à mesure qu’elles s’enfoncent. Seule la lumière « bleue » passe les 100 m. L’étagement de la végétation est seulement inversé, c’est à dire descendant (algues vertes, algues brunes puis algues rouges). En surface d’un lac, on pêchera de la perche et du Gardon, alors qu’en profondeur résident l’omble chevalier et le corégone (féra, lavaret…).

A l’intérier d’un biome, l’écologue sera sensible aux variations climatiques plus locales. Les climats d’une forêt ou d’un lac peuvent s’écarter des normes de leur catégorie d’appartenance climatique théorique. On parle de mésoclimats. En général, l’exposition, l’éloignement de la mer et l’altitude sont responsables de ces « anomalies » qui agissent à l’échelle de la communauté (ou peuplement) et de l’écosystème.

En descendant encore sur l’échelle des mesures spatiales, on rencontre des climats au niveau organique, des climats de toute petite taille, les microclimats (mc). Pour exemples, je citerai le mc qui règne sous les herbes d’une prairie, moins venté, plus humide et plus chaud ; le mc du terrier d’une marmotte, propices aux insectes par la tiédeur et par l’humidité, ou celui du blaireau dont le campagnol profite des températures constantes. Il y a aussi le mc de l’arbre finissant : insectes xylophages sous l’écorce, larves d’insectes dans les creux du tronc, remplis d’eau ou de terreau, chenilles mineuses dans le limbe de la feuille… sans parler des conditions climatiques particulièrement favorables au niveau de la rhizosphère des racines.

On peut dire que les éléments de l’écosystème, eux-mêmes, engendrent des microclimats. C’est le cas dans une ville où les conditions sont artificielles de par la nature des structures (verre, béton, acier). C’est aussi le cas, mais en plus naturel, d’une forêt, qu’elle soit constituée de feuillus ou bien de résineux. Pour terminer l’article, je décrirai aussi l’exemple peu écologique du vieux mur abandonné, stigmate révoltant de notre civilisation. Il y aura de quoi faire taire d’affreux préjugés purement idéologiques…

MICRO-CLIMAT URBAIN

Le monde occidental a connu, depuis quelques siècles à peine, trois révolutions économiques et sociales qui ont changé radicalement la face du monde. En France, l’évolution bruptale des techniques agricoles (mécanisation) ont entraîné une explosion démographique sans précédent. A la veille de la révolution industrielle (début du XIXème siècle), 90% de la population est rurale. A partir de la deuxième moitié du XIXème siècle, le déclin agricole pousse les ruraux à quitter leur campagne et à s’installer au plus près des zones industrielles péri-urbaines. Dans les années trente, la population des villes représente 50% de l’ensemble des citoyens français et aujourd’hui, deux Français sur trois habitent en ville.
L’écologie étudie les altérations des différents milieux naturels, dues à l’homme depuis la préhistoire. Partout où il s’installe, l’être humain modifie son environnement pour l’adapter à ses besoins. Il s’en suit toujours une dégradation du tapis végétal qui peut conduire à sa complète disparition. C’est le cas de nos villes d’où sont sorties de terre de plus en plus de constructions hétéroclites, l’asphalte et le béton remplaçant le manteau vert. Dans les années 1950, le développement des villes était un peu partout anarchique ; il fallait de toute urgence répondre à l’appel lancé par l’abbé Pierre et remplacer les bidons-villes, d’un autre monde, par des HLM, moches et criminogènes. On n’a pas eu le temps de penser espaces verts, parcs et jardins.

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Aujourd’hui, l’acier, le verre, le béton et la prairie de macadam induisent un décors caractéristique de notre habitat principal. L’énérgie artificielle des habitations, qui se perd sous forme de chaleur dans l’atmosphère, l’énergie solaire naturelle qui se réfléchit sur les matériaux composites, le tout combiné à l’épaisse couche stagnante de fumées pathogènes provenant des automobiles et des usines qui ceignent la ville, on obtient un microclimat « parfait » par effet de serre. Parfait à celà près que les animaux ne doivent pas être trop exigeants. Les espèces migratrices comme le rouge-gorge peuvent rester dans cet îlot de tiédeur en hiver mais la végétation fait défaut pour retenir l’eau de pluie et, en vérité, l’air des villes manque d’humidité. Le vent, bien que génant, ne renouvelle pas assez l’air ambiant, la pollution embrume d’un halot opaque les villes en cuvette. C’est, écologiquement parlant, un véritable bouillon de culture microbien aux conséquences notables sur la santé humaine, sans parler de l’atténuation de l’ensoleillement pourtant nécessaire à l’épuration des germes morbifiques.

En revanche, l’éclairage de nuit perturbe l’ensemble du vivant dans ses cycles biologiques. La feuillaison et la floraison des végétaux (arbres) voient leurs cycles déréglés à cause d’un photopériodisme contre-nature. Certains oiseaux finissent dans d’épuisantes couvées induites par ces faux étés. Les merles ou les mésanges s’accouplent trop tôt dans l’année, les petits ne survivent pas. La reproduction d’un nombre infini d’insectes est inhibée, c’est l’hécatombe. Le lichen, indicateur de la qualité d’un milieu, fuit le centre-ville.

En échange et lorsqu’elle dispose de vraies espaces verts, la ville accueille un grand nombre d’espèces d’oiseaux qui trouvent des niches écologiques à leur convenance (nourriture abondante) et qui semblent insensibles au bruit ou à la pollution atmosphérique. Plus il y a d’arbres (squares = 10 espèces d’oiseau ; grand parc = 50 espèces d’oiseaux), plus on rencontre d’espèces différentes d’oiseaux et certains vont jusqu’à nicher dans les rails des gares. Au coeur de la ville, on peut compter 7 espèces de volatiles pour 40 en proche banlieue.

MICRO-CLIMATS FORESTIERS

L’homme, cet animal religieux, conserve la nostalgie biologique de ses origines : nous sommes, au fond de nous-mêmes, encore des « hommes des bois » ; dans sa quête de ressourcement, la forêt reste pour lui l’antithèse de la ville. Contrairement au milieu urbain, les conditions biophysiques régnant dans un bois ou une forêt (en bonne santé) sont idéales pour l’ensemble des êtres vivants qui y sont inféodés. Le microclimat y est assez constant, plus doux, plus chaud aussi et surtout plus humide ; il tempère la froidure de l’hiver mais atténue aussi les périodes caniculaires de l’été ; l’air est rafraîchi à midi et les nuits sont plus tièdes ; les différences thermiques sont moins contrastées ; les teneurs en vapeur d’eau, en gaz carbonique et en ozone sont importantes, ce qui crée un effet de serre local naturel.

Micro-climat en forêt de feuillus (cliquez pour agrandir)

Le rôle de la canopée (haut feuillage directement exposé au rayonnement solaire) est remarquable puisqu’elle sert à filtrer la lumière, préservant le sous-bois de la chaleur ; les branches ralentissent la circulation de l’air et tout le système foliaire se comporte comme un humidificateur de l’atmosphère interne, grâce à une forte évapotranspiration. Si l’éclairement y est réduit, les bruits sont également amortis. A l’intérieur de la fotêt passent surtout la lumière « rouge » et les infra-rouges (IR), les ultra-violets et les longueurs d’ondes du jaune-vert étant quasiment interdites par ce filtrage. Plus une forêt est dense, plus elle est opaque à la lumière et moins on y trouvera d’espèces végétales héliophiles (plantes de lumière) ; seules les sciaphytes (plantes d’ombre) pourront coloniser et tapisser le sol.

En ce qui concerne les conditions climatiques régnant dans des clairières forestières, elles y sont moins favorables qu’à l’intérieur de la sylve quand même la lumière y pénètre davantage. Les arbres du pourtour captent toute l’eau, ce qui rend la trouée plus vulnérable à la sécheresse ; les écarts thermiques, plus conséquents, associés à un moindre brassage de l’air et à une évapotranspiration plus accusée, favorisent le gel en hiver. Pour comparer, une vaste prairie est moins exposée à ces problèmes qu’une clairière forestière.

Micro-climat en forêt de conifères (Cliquez pour agrandir)

N’oublions pas de rappeler les différents micro-climats qu’un simple arbre peut générer en son sein (voir plus haut). Précisons que l’humidité et la température relatives dans la zone sub-corticale (sous l’écorce) sont plus élevées encore qu’à l’intérieur du sous-bois ; elles dépendent de l’épaisseur, de la structure, de la couleur de l’écorce et de l’exposition de l’arbre. Y nichent les coléoptères xylophages (mangeurs de bois), tel le scolyte, et dont le rôle écologique est de pourvoir à la régénération des arbres par élimination naturelle des plus faibles. De même, citons les conditions permettant intrinsèquement à l’arbre toute association favorable (symbiose, synergie, mutualisme) avec les micro-organismes environnants, mais c’est inscrit dans le thème du prochain article.

MICRO-CLIMAT D’UN VIEUX MUR CALCAIRE

L’homme possède un goût caractéristique pour l’esthétisme. En son temps, ce dernier a donné le nazisme, il faut le reconnaître. De même quand notre regard se porte sur la Nature, la simple vue d’une ruine délabrée déclanche en nous une sorte de dégoût qui donne le sentiment d’appartenir à la classe des vrais écologistes. C’est ne pas remarquer la grouillance qu’un vieux mur peut abriter. Les êtres vivants n’ont pas notre sens bourgeois de la beauté, et aucun a priori si ce n’est celui de trouver une niche écologique acceptable.

A ce propos, n’allons pas croire que la vie sur et dans un tel milieu soit aisée. Les conditions qui y règnent sont quasi celle d’un désert. L’unique source d’eau est la pluie qui s’écoule plus ou moins rapidement, la rosée du matin et/ou du soir ou encore le brouillard. L’état de la ruine, en termes de surface (micro-relief, fissures, joints), de porosité et de forme, détermine son statut hydrique, et les mousses, algues et lichens indiquent les endroits les plus propices. L’exposition à l’insolation de l’été, associée à la rareté des pluies, peut entraîner ponctuellement des périodes d’extrême sécheresse et des amplitudes de température allant de 30 à 50° C en 24 h.

Malgré ces conditions extrêmes, la vie s’y installe, produisant sur le long terme de la matière organique qui pourvoit à la formation et à l’enrichissement du sol. Peu à peu, des zones de la masse pierreuse se remplissent de terreau qui permet ensuite à des végétaux supérieurs de s’implanter.

Dans le cas précis d’un vieux mur calcaire (image ci-dessous), les premiers êtres vivants à le coloniser sont les bactéries très vite suivies par les lichens, secondairement par des algues (unicellulaires). Leur croissance est longue (1 mm/an). Par leur activité biologique et physiologique, ils dégradent de micro-épaisseurs pariétales prêtes à accueillir de l’eau et suffisantes pour que s’établissent les mousses, en coussinets ou en tapis très dense. Mousses et lichens sont des êtres reviviscents car ils semblent mourir en période de stress hydrique et « ressuscitent » dès que l’eau revient. Les mousses, à l’instar des éponges, sont capables d’absorber jusqu’à 400% de leur poids sec en eau ! La dégradation du rocher (par le temps et par les organismes vivants) s’accentue et les fissures s’agrandissent, ce qui permet aux végétaux supérieurs de se fixer.

Peu de mammifères (petits rongeurs) profitent de ce micro-écosystème (synusie). Mis à par le lézard des murailles (lacerta muralis) ou de rares serpents (vipère, couleuvre),  un mur est surtout colonisé par des invertébrés attirés par la chaleur (mouches, punaises) ou par la configuration des lieux (nids de guêpes maçonnes ou d’abeilles solitaires dans les creux et fissures). Les lichens servent de nourriture aux escargots et à d’autres mollusques et les grains de pollen apportés par le vent sont des provisions de choix pour les millions de petits acariens qui courent à la surface de notre mur. Les mousses sont à elles seules de véritables écosystèmes puisqu’elles abritent des collemboles, des acariens, des tardigrades ainsi que de nombreuses larves d’insectes. Sans oublier les invertébrés prédateurs (araignées, punaises zoophages) et les oiseaux attirés par toutes ces proies faciles.

Voilà de quoi donner l’envie de créer de vieux murs inesthétiques un peu partout, en ville, dans la nature, peu importe. On le fait déjà en milieu marin, intentionellement ou non.

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