mercredi 20 novembre 2024

3/ LES CLIMATS DE LA TERRE : COMPRENDRE LE PASSÉ POUR AGIR AUJOURD’HUI ET DEMAIN

Depuis 150 ans, le climat planétaire présente un réchauffement d’environ 1°C. Les scientifiques pointent le fait que ce changement climatique a des conséquences importantes déjà observables sur la météorologie, la biosphère et l’humanité. L’objectif de ce thème est de s’approprier les outils nécessaires pour appréhender les enjeux climatiques contemporains en établissant des comparaisons avec différents exemples de variations climatiques passées. Il s’agit en particulier de comprendre que les méthodes d’étude et les mécanismes expliquant les variations constatées peuvent être de natures différentes. Certains mécanismes, déjà étudiés, sont réactivés dans ce contexte. Après avoir compris les causes et la dynamique des variations climatiques passées et mobilisé ses acquis précédents (cycle du carbone, effet de serre, circulation océanique…), on peut aborder les enjeux contemporains liés au réchauffement climatique : ses conséquences sur la biosphère et l’humanité, mais aussi les possibilités envisagées en matière d’atténuation et d’adaptation. L’étude du réchauffement climatique, celle de ses causes mais aussi de ses conséquences sur l’atmosphère et sur les océans sont abordées en complémentarité par l’enseignement scientifique dispensé en classe terminale.

3,1/ LES VARIATIONS CLIMATIQUES PASSÉES

Objectifs : pour comprendre les variations climatiques,

identifier les méthodes de mesure les plus adéquates,
comprendre les mécanismes potentiellement responsables de ces évolutions et
acquérir une idée générale de l’amplitude thermique des variations climatiques reconstruites depuis le début du Paléozoïque.
être capable de formuler des hypothèses explicatives sur les spécificités du réchauffement climatique à la lueur de ses connaissances des climats passés.
exercer un regard critique sur tous les biais d’interprétation pouvant affecter la compréhension de systèmes complexes impliquant de nombreux phénomènes.

Liens : SVT – classe de seconde : érosion des paysages, enseignement de spécialité en classe de première : services écosystémiques ; enseignement scientifique en classe de première : Soleil, source d’énergie. Physique-chimie, enseignement de spécialité en classe terminale : réactions chimiques, isotopes ; mathématiques, enseignement de spécialité en classe terminale, mathématiques complémentaires, enseignement optionnel en classe terminale : modélisation statistique.

3,1,1/ Causes du climat

1/ Météo et climat

Distinguer des données relevant du climat d’une part, de la météorologie d’autre part.

cours ES

Manuel p.50

https://www.ventusky.com/

https://www.infoclimat.fr/cartes/observations-meteo/temps-reel/temperature/france.html

https://www.lelivrescolaire.fr/page/4822475

https://www.lelivrescolaire.fr/page/16121207

La confusion entre météorologie et climatologie est très répandue ce qui conduit à des raisonnements et des conclusions fausses. Il est donc nécessaire de savoir distinguer l’un de l’autre. Des millions de données météorologiques collectées dans le monde permettent l’étude du climat actuel. Par contre, des indicateurs sont indispensables pour retracer l’histoire des climats passés de la Terre. Pb : En quoi la climatologie se différencie-t-elle de la météorologie ? Quels indicateurs a-t-on pour estimer et comprendre les variations du climat au cours du temps ?

κλιμα « inclinaison du ciel »

μετεωρολογια «recherche ou traité sur les corps ou les phénomènes célestes»

Appareil	Mesure	Unité
thermomètre	température	°C, F, K
baromètre	pression	Pascal, bar, atm, mmHg
hygromètre	hygrométrie	% eau
pluviomètre	pluviométrie	mm
	nébulosité	Octas, dixième
anémomètre	vitesse des vents	km/h
girouette	direction des vents	°

La climatologie étudie les variations du climat local ou global à moyen ou long terme (années, siècles, millénaires…).

La météorologie étudie les phénomènes atmosphériques locaux qu’elle prévoit à court terme (jours, semaines).

Météo et climat sont définis par un ensemble de grandeurs atmosphériques observées dans une région donnée pendant une période donnée. Ces grandeurs sont principalement la température, la pression, l’hygrométrie, la pluviométrie, la nébulosité, la vitesse et la direction des vents.

2/ variation des paramètres orbitaux

Mettre les variations temporelles des paramètres orbitaux, définis par Milankovitch, en relation avec les variations cycliques des températures.

rappels

Manuel p.300

Les cycles de Milankovitch sont des variations cycliques de paramètres de l'orbite de la Terre (les paramètres de Milankovitch) qui engendrent des variations du climat terrestre.

Les principaux cycles sont :

le cycle de l'excentricité : il s'agit de la variation de la forme de l'orbite terrestre, qui oscille entre une forme plus circulaire et une forme plus elliptique. Le cycle principal a une période d'environ 400 000 ans et des cycles secondaires de l'ordre de 100 000 ans ;
le cycle de l'obliquité : il s'agit de la variation de l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre par rapport à son orbite. Ce cycle a une période d'environ 41 000 ans ;
le cycle de la précession des équinoxes : il s'agit de la variation de l'orientation de l'axe de rotation de la Terre. Ce cycle a une période d'environ 26 000 ans.

cycles de Milankovitch

La répartition en latitude des climats et l'alternance des saisons sont des conséquences de

la sphéricité de la Terre, et de
sa rotation
autour d'un axe incliné par rapport au plan de révolution autour du Soleil.

3/ variations des masses atmo&hydrosphériques

https://www.ventusky.com/

https://earth.nullschool.net/#current/wind/surface/level/orthographic=-38.04,25.98,330

http://portal.onegeology.org/OnegeologyGlobal/

Exploiter la carte géologique du monde pour calculer les vitesses d’extension des dorsales

tectonique des plaques, circulation océanique

la variation de la position des continents a modifié la circulation océanique

la circulation océanique modifie la circulation atmosphérique

4/ l'effet de serre

Mobiliser les connaissances acquises sur les conséquences des activités humaines sur l’effet de serre et sur le cycle du carbone.

Manuel p.286-289

http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s3/cycle.carbone.html

video 7'24'' : https://www.hatier-clic.fr/miniliens/mie/2020/9782401073401/est_c02_act2_classe_inversee.mp4

5/ le cycle du Carbone

Mobiliser les acquis antérieurs sur le cycle du carbone biosphérique et les enrichir des connaissances sur les réservoirs géologiques (carbonates, matière organique fossile) et leurs interactions.

prendre note du schéma-bilan-global

Notions qui ne sont pas redéveloppées en enseignement de spécialité mais les acquis sont attendus :

la distinction entre climat et météorologie,
le mécanisme de l’effet de serre, gaz à effet de serre,
le cycle biochimique du carbone
l’étude du réchauffement climatique
l'albédo = rapport entre la quantité d’énergie réfléchie et la quantité d’énergie incidente

D’environ 1°C en 150 ans, le réchauffement climatique observé au début du XXIe siècle est corrélé à la perturbation du cycle biogéochimique du carbone par l’émission de gaz à effet de serre liée aux activités humaines.