Les zones arides et semi-arides représentent près d’un tiers de la surface du globe. On nomme « déserts » les zones recevant moins de 50 millimètres de précipitations par an, comme une partie du Sahara ou le désert d’Atacama en Amérique latine, alors que les seuils sont entre 200 et 250 millimètres par an pour les zones arides et entre 250 et 500 millimètres par an pour les zones semi-arides.
À l’échelle du globe, la plupart des déserts se répartissent autour des latitudes de 30° nord et sud. On peut expliquer simplement cette distribution, même si, dans le détail, la répartition des déserts est plus complexe et multifactorielle. Les masses d’eau chaude de l’océan à l’équateur s’évaporent massivement et s’élèvent dans la colonne atmosphérique. Elles donnent naissance dans la haute atmosphère à des courants qui se dirigent vers le nord ou le sud. Mais ces masses d’air n’atteignent pas les pôles. En effet, la force de Coriolis due à la rotation de la Terre les dévie vers l’est dans les deux hémisphères. Ainsi, les masses d’air atteignent à peine les tropiques et replongent à ces latitudes mais elles ont perdu chaleur et eau pendant le voyage et retombent froides et sèches. C’est pourquoi les déserts se situent préférentiellement à ces latitudes. Mais la répartition des océans et des continents module cet effet global et contribue à l’établissement de zones désertiques. Par exemple, contrairement à l’idée reçue, le plus grand désert du monde n’est pas le Sahara, mais l’Antarctique. Ces déserts froids des climats polaires ont un cycle hydrologique (précipitations, évaporations, ruissellements…) très amorti. Bien sûr, il y fait excessivement froid, mais ce sont surtout des zones très arides et les masses d’air qui y arrivent sont particulièrement sèches. Ils connaissent très peu d’accumulation de neige et quasiment pas d’ablation (érosion de la glace). Une aubaine pour les climatologues. En forant le centre de l’Antarctique sur près de 3 000 mètres de glace, ils peuvent accéder à des archives climatiques sur près d’un million d’années.
Les déserts chauds comme le Sahara et les déserts intérieurs chinois comme le désert de Gobi ou le Taklamakan doivent beaucoup au contexte géologique et à la tectonique des plaques. L’aridification de l’Afrique du Nord et l’émergence du Sahara sont reliées à la disparition d’un ancien océan, la Paratéthys. C’est la conjonction de ce retrait océanique et de la surrection des chaînes montagneuses à cause de l’enfoncement de la plaque indienne sous le continent asiatique qui a provoqué la formation des déserts intérieurs chinois. Les dépôts de loess (poussières) dans les régions avoisinantes permettent de reconstituer dans le temps les vents et l’installation de déserts. Ainsi, on peut montrer qu’avant 22 millions d’années, la circulation était beaucoup plus zonale, c’est-à-dire qu’elle se faisait parallèlement aux latitudes et apportait de l’humidité par l’ouest. Le retrait de la Paratéthys, la surrection des barrières montagneuses et leur déplacement vers le nord lié à la poursuite de la collision Inde-Asie ont donc créé d’immenses zones arides en Chine.
Les déserts actuels à la surface de la Terre sont très divers. S’ils ont en commun leur aridité, elle peut être due à la proximité de barrières montagneuses ou à l’existence de courants océaniques froids et de remontées d’eau froide comme au large du Pérou. Les déserts chauds sont également soumis à des contrastes très élevés entre jour et nuit. Cela contribue à faire éclater les roches et à les transformer en petites pierres, érodées par les vents. Le processus peut ensuite former des dunes de sable qui portent l’empreinte de l’orientation des vents. De forts événements météorologiques peuvent même transporter la poussière du Sahara à travers la Méditerranée jusqu’en Europe.
