CHAPITRE 2 : LA COMPLEXITE DU SYSTEME CLIMATIQUE

« THEME 1 : SCIENCES, CLIMAT, SOCIETE CHAPITRE 2 : LA COMPLEXITE DU SYSTEME CLIMATIQUE Evolution des anomalies de températures mondiales entre 1880 et 2018 = écarts entre la T°C mesurée et la moyenne des T°C mesurées sur une période de 30 ans Podcast de l’émission « Les idées claires » de France culture 28/07/2019 L’évolution actuelle du climat terrestre et les scénarios envisagés pour les années futures sont aujourd’hui devenus des enjeux majeurs, comme en témoignent leur place dans les débats politiques et les colloques nationaux à mondiaux.

Pour autant, certains responsables et une partie de la population réfutent l’urgence de la prise de décisions autour du climat.

Mais le climat, c’est quoi exactement ? Le climat terrestre a-t-il déjà varié ? Problématique : Comment déterminer les variations climatiques passées et expliquer les variations climatiques actuelles ? Objectif du chapitre : Trouver des indices des variations climatiques passées.

Trouver des preuves du réchauffement climatique actuel.

Trouver quels facteurs agissent sur le système climatique et son évolution dans le temps. I.

CLIMATOLOGIE ET METEOROLOGIE Activité 1.

Question 1 à 4 p 43 Les données atmosphériques sont en 1ère approche les mêmes : température et pression atmosphérique, précipitation et nébulosité.

La différence repose surtout sur le traitement de ces données : elles sont utilisées brute sur de faibles échelles de temps et d’espace pour la météo, tandis que la climatologie fait des moyennes (par ex T°C) et des sommes (quantité d’eau précipitée par ex) sur de plus grandes échelles spatiales et temporelles (années, pays…). 2.

Dans le doc 2., l’utilisation de données ponctuelles donne l’impression qu’il fait plus chaud à Paris qu’à Marseille.

Ce qui est vrai ce jour et à cette heure-là ! Pour pouvoir affirmer que ce n’est pas vrai en général, il est nécessaire de calculer une moyenne dans les mêmes conditions.

Les grandeurs obtenues sont alors comparables et ont une portée générale. 3.

Si on utilise les moyennes des températures du 16/10 de 1900 à 2020 dans ces 2 villes, on se rend compte qu’il fait en moyenne plus chaud à Marseille le 16/10 qu’à Paris.

Toutefois il est possible que ponctuellement ce soit l’inverse comme le 16/10/19 ; cela ne remet pas en cause la comparaison des moyennes sur de longues périodes de temps. 4.

« Le temps qu’il fait ici et maintenant relève de la météorologie.

Qu’il pleuve ou non, qu’il fasse chaud ou froid tout de suite ne nous indique pas si l’année sera plus chaude que la précédente ou non.

Il faut pour cela avoir les moyennes sur l’année, ce qui relève de la climatologie.

» “The weather here and now is a meteorological matter.

Whether it's raining or not, whether it's hot or cold right now doesn't tell us whether the year will be warmer than the last or not.

This requires having the averages over the year, which is a matter of climatology” 1. Compétences travaillées C3.3 Rechercher et organiser des informations Savoir-faire Distinguer sur un doc des données relevant du climat et de la météo Identifier des tendances d’évolution de la température sur plusieurs échelles de temps à partir de graphiques • La météorologie mesure les grandeurs atmosphériques à un instant donné et prévoit leur évolution pour les prochains jours.

La météorologie étudie donc des phénomènes atmosphériques sur un court terme et très localement. • La climatologie définit les climats en utilisant les moyennes des grandeurs atmosphériques mesurées sur une longue période (30 ans en général) et sur une région donnée.

Elle étudie les variations passées et futures du climat local ou global à long terme (décennies, siècles, millénaires, etc.). • La température moyenne du globe terrestre étant un indicateur majeur du climat global.

Il en existe d’autres comme le volume des océans, l’étendue des glaciers (continentaux) et des glaces océaniques. II. LES VARIATIONS CLIMATIQUES A.

Des variations climatiques anciennes et naturelles Activité 2.

Partie 1 : Les indices des variations climatiques passées 1.

Le 1er échantillon contient des grains de pollen de pin, le 2ème d’aulne et de noisetier 2.

D’après le doc 1, les pins et les aulnes se développent plutôt dans un climat sec avec des hivers froids et longs. 3.

Il y a 5 000 à 10 000 ans, la végétation dominante en Corse était formée d’aulnes glutineux et de pins laricio, ce qui traduit, d’après le document 4, des étés courts et peu chauds et des hivers froids et longs, le tout dans un climat plutôt sec. Il y a 2 700 à 5 000 ans, la végétation a changé avec l’apparition de chênes verts et de bouleaux qui sont devenus majoritaires, ce qui indique un réchauffement du climat avec des précipitations plus abondantes l’été. Depuis 2 700 ans, le climat est à peu près le même en Corse, sauf récemment, où les bouleaux semblent moins nombreux au profit du chêne vert et du pin laricio, ce qui pourrait indiquer un climat plus sec dans cette région. Compétences travaillées C3.3 Exploiter des documents C2.2 Mettre en œuvre un protocole 4.

Chaque espèce végétale se développe dans des conditions climatiques particulières.

Par exemple, certaines espèces comme le hêtre ne vivent que dans des régions avec des saisons contrastées et des pluies importantes l’été.

Ainsi, les pollens découverts dans une région permettent d’identifier les espèces qui y vivent et donc de déterminer le climat qui règne dans cette zone.

L’analyse d’échantillons d’anciennes associations de pollen permet donc de reconstituer le climat qui régnait à l’époque dans la région, conformément au principe d’actualisme. C1.3 Observer au microscope 5.

La reconstitutions des glaciers alpins il y a environ 20 000 ans repose sur l’étude des indices laissés dans le paysage par ces glaciers.

La présence d’une vallée glaciaire et de moraines indiquent, même s’il n’y a plus de glace, qu’un glacier fut présent.

En réalisant une étude de ces indices glaciaires à l’échelle régionale, il est possible de reconstituer l’extension des anciens glaciers.

On constate que les glaciers englobaient les sites actuels des villes de Genève, de Berne et de Grenoble et atteignaient presque la ville de Lyon.

Ils couvraient quasi totalement le massif des Alpes suggérant un climat particulièrement froid. 6.

D’après la photo satellite disponible sur Google Maps, on constate que les parties blanches (neiges éternelles et glaciers) sont limitées aux plus hauts sommets et ont un recouvrement de la région alpine bien moindre que sur la reconstitution du doc.

4.

Cela confirme qu’entre –20 000 ans et aujourd’hui, le climat régional s’est réchauffé. Savoir-faire Identifier des traces géologiques de variations climatiques passées Différents types d’indices géologiques (comme les traces des anciens glaciers ou l’étude des grains de pollens fossiles) permettent de reconstituer les variations climatiques passées et d’observer que le climat de la Terre présente une variabilité naturelle sur différentes échelles de temps (de la centaine d’années à la centaine de millions d’années). B.

Des variations récentes et rapides Activité 2.

Partie 2 : Les preuves du changement climatique actuel 5.

Calcul des variations moyennes du niveau marin entre 1900 et 1990 (notée puis entre 1990 et 2010 (notée ) ) Compétences travaillées C3.3 Exploiter des documents m/an soit 1,4 mm par an m/an soit 3 mm par an. Le niveau marin monte donc deux fois plus rapidement depuis 20 ans que depuis le siècle dernier. 6.

Entre 1942 et 2006, le glacier de Jakobshavn a reculé de près de 16,5 km, d’après l’échelle.

La fonte est plus élevée que la formation de glace, donc les températures sont globalement plus chaudes depuis 1942. De même, le document 7 montre une diminution de l’épaisseur du permafrost de près de 50 cm en 20 ans.

Cette fonte traduit bien un réchauffement climatique dans ces régions de l’hémisphère nord.

L’ensemble de ces données sont des indices d’un réchauffement climatique global qui concerne au moins tout l’hémisphère nord. De nombreux témoins (mesures de la température par les stations ou les satellites, mesures de la proportion de CO2, du niveau des océans, de l’étendue des glaces et des glaciers, observations des dates des vendanges, etc.) montrent que jamais dans l’histoire du climat, la proportion de CO2 atmosphérique et la température n’ont augmenté aussi rapidement qu’actuellement. III. L’ORIGINE DU CHANGEMENT CLIMATIQUE ACTUEL A.

Forçage radiatif positif et réchauffement climatique récent Activité 3.

L’origine du changement climatique actuel 1.Étant donnée la corrélation forte entre les rejets de dioxyde de carbone et le PIB par habitant, on peut supposer que le changement climatique actuel est dû au développement économique et à l’accroissement de la population humaine. 2.Les principaux gaz à effet de serre sont la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone, le méthane et le protoxyde d’azote.

Les gaz à effet de serre peuvent être identifiés par leur spectre d’absorption dans le domaine des infrarouges.

Les molécules absorbant les IR le font par l’intermédiaire de vibrations.

Celles-ci.... »