Complexité du Système Climatique

« 1 THÈME 1 – SCIENCE, CLIMAT ET SOCIÉTÉ CHAPITRE 2 – La complexité du système climatique Problématique Quels éléments de l’environnement terrestre ont déterminé le dernier réchauffement du climat global ? 2 1 Les données sur le réchauffement climatique en cours Depuis un siècle et demi, on mesure un réchauffement climatique global (environ +1°C).

Celui-ci est la réponse du système climatique à l’augmentation du forçage radiatif (différence entre l'énergie radiative reçue et l'énergie radiative émise) due entre autres à la hausse des émissions de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère : CO2, CH4, N2O et vapeur d’eau principalement. Bordas n°1 p 46 Les valeurs exprimées en pourcentage du rayonnement incident mettent en évidence l’équilibre entre le flux entrant et le flux sortant du système Terre. L’effet de serre n’est par représenté ici. 3 1 Les données sur le réchauffement climatique en cours Le forçage radiatif de la Terre = Énergie reçue – Énergie réémise Un forçage nul décrit un équilibre où la Terre réémet autant d’énergie qu’elle en reçoit : sa température de surface est constante. Un forçage positif ou négatif décrit un déséquilibre où la Terre réémet respectivement moins ou plus d’énergie qu’elle en reçoit. Bordas n°2 p 46 Les valeurs exprimées en pourcentage du rayonnement incident mettent en évidence l’équilibre entre le flux entrant et le flux sortant du système Terre. Le forçage radiatif entendu comme le bilan net entre l’énergie reçue et l’énergie réémise détermine le réchauffement ou le refroidissement de la surface terrestre. Activité 4 Les valeurs exprimées en pourcentage du rayonnement incident mettent en évidence l’équilibre entre le flux entrant et le flux sortant du système Terre. Le forçage radiatif entendu comme le bilan net entre l’énergie reçue et l’énergie réémise détermine le réchauffement ou le refroidissement de la surface terrestre. ▲ Schéma comparatif des forçages positif et négatif et de leur conséquence sur la température de surface ► Calculez le forçage radiatif en % de l’énergie reçue à partir des données fournies dans le document ci-dessus. Le forçage positif est de (100 - 70 - 15)% = +15 % Le forçage négatif est de ( 100 - 70 - 45)% = -15 % 5 1 Les données sur le réchauffement climatique en cours ▼ Une fraction importante de l’énergie réémise par la surface de la Terre est absorbée par l’atmosphère qui la réémet à son tour. ▲ Sur les 21 % nets émis par la surface, seuls 35 % sont directement émis vers l'espace.

65 % sont absorbés par la vapeur d'eau, les molécules de gaz carboniques et d’autres gaz à effet de serre. Activité 6 a 35 % x 21 % + 1/2 (65 % x 21 %) 35 % x 21 % 65 % x 21 % 21 % b 1/2 (65 % x 21 %) ◄ Sur les 21 % d’énergie reçue réémis par la surface, seuls 35 % sont directement émis vers l'espace. 65 % sont absorbés par la vapeur d'eau, les molécules de gaz carboniques et d’autres gaz à effet de serre. Voir les annotations du schéma ▲ Schéma de l’effet de l’atmosphère sur la répartition du rayonnement infrarouge émis par la Terre ► Calculez les pourcentages a et b du schéma ci-dessus à partir des éléments fournis par le texte qui l’accompagne. 7 1 Les données sur le réchauffement climatique en cours Lorsque la concentration des GES augmente, l’atmosphère absorbe davantage le rayonnement thermique infrarouge émis par la surface de la Terre.

En retour, il en résulte une hausse de la puissance radiative reçue par le sol provenant de l’atmosphère. Bordas n°3 p 47 ▼ Cette puissance additionnelle entraîne une perturbation de l’équilibre radiatif qui existait à l’ère préindustrielle. Bordas n°4 p 47 8 1 Les données sur le réchauffement climatique en cours ▲ Évolutions du PMB et des concentrations atmosphériques (ppb = 10 -9 ; ppm = 10-6) en CH4, CO2 et N2O depuis la période préindustrielle ► Décrivez le degré de similitude des évolutions des GES dans l’atmosphère et du PMB à différentes échelles de temps d’après le graphique ci-dessus. Durant l'ère préindustrielle, les taux de GES comme le PMB sont à peu près constants, tandis qu'ils augmentent tous à l'identique durant l'ère industrielle. À des échelles.... »