Chapitre 1.2 : La complexité du système climatique Activité 4 : Origine du changement climatique actuel
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Objectifs : Identifier des traces géologiques de variations climatiques passées (pollens, glaciers).
Le climat de la Terre présente une variabilité naturelle sur différentes échelles de temps. L’étude de carottes de glace montre que la proportion de CO2 atmosphérique a toujours varié mais depuis le début de l’ère industrielle, elle présente une augmentation (amplitude et vitesse) jamais observée durant le dernier millénaire.
La température moyenne à la surface de la terre a augmenté d’environ 1°C en 150 ans. Le réchauffement climatique se caractérise par sa rapidité.
1. Comparer l’évolution de la température moyenne globale et l’évolution de la concentration atmosphérique en dioxyde de carbone. (doc1)
2. Principe de l’effet de Serre
L’effet de serre naturel de la Terre. L’atmosphère terrestre comporte naturellement des gaz à effet de serre. Ils absorbent les rayonnements infrarouges émis par la Terre puis les émettent. Statistiquement ils renvoient la moitié des rayonnements absorbés vers la Terre et l’autre moitié vers l’espace.
Quelle est la propriété d’un gaz à effet de serre ?
Document 1 : Graphique des températures moyennes et taux de CO2 à différentes échelles de temps (ppm : partie par million)
Document 2 : Effet de serre inexistant
La Terre reçoit toute son énergie du Soleil. Une partie est absorbée par la Terre et l’atmosphère. Le reste est renvoyé vers l’espace.
Grâce à cette énergie, la Terre s’échauffe. Elle réémet de la chaleur (infrarouge) qui, sans les gaz dits « à effet de serre », serait intégralement renvoyée dans l’espace.
La température à la surface de notre planète serait alors de – 18°C. Sur Mars où de tels gaz sont absents (mais qui est aussi située plus loin du Soleil); la température moyenne est de -50°C.
Document 3 : effet de serre équilibré
Les gaz à effet de serre interceptent une partie des infrarouges émis par la Terre. A l’échelle de la planète, la Terre réémet autant d’énergie qu’elle en reçoit. L’équilibre naturel ainsi obtenu a donné à la Terre une température moyenne de 15°C et a permis le développement de la vie.
Chapitre 1.2 : La complexité du système climatique Activité 4 : Origine du changement climatique actuel
Page 2 sur 3 3. L’impact des gaz à effet de serre sur le changement climatique
3.1. Justifier que le dioxyde de carbone (CO2) , le méthane (CH4), le protoxyde d’azote (N2O) et la vapeur d’eau sont des gaz à effet de serre.
3.2. Pourquoi le dioxyde de carbone est considéré comme le principal GES alors que son PRG (Pouvoir de Réchauffement Global) est seulement de 1 ?
3.3. D’après le document 4, que peut-on supposer pour l’évolution de la température à la surface de la Terre ? 3.4. Compléter le schéma suivant en tenant compte de l’augmentation des gaz à effet de serre.
Document 4 : Concentrations atmosphériques des gaz à effet de serre
Document 5 : La contribution des principaux gaz à effet de serre au réchauffement de l’atmosphère
Chapitre 1.2 : La complexité du système climatique Activité 4 : Origine du changement climatique actuel
Page 3 sur 3 4. Activité humaine et gaz à effet de serre
4.1. Formuler une hypothèse sur l’origine de l’augmentation de la concentration des GES dans l’atmosphère.
4.2. Montrer que l’augmentation de la température moyenne terrestre de 1750 à nos jours est liée à une augmentation du forçage radiatif.
4.3. Représenter par un schéma fonctionnel les relations entre élévation de la concentration en GES et élévation de la température planétaire. (Schéma à mettre dans le cours)
Document 6 : Augmentation du forçage radiatif par les gaz à effet de serre
Si le système climatique se réchauffe, c’est qu’il gagne plus d’énergie qu’il n’en perd. On définit le forçage radiatif comme la différence entre l’énergie radiative reçue du Soleil et l’énergie radiative réémise, quittant l’atmosphère.
Le forçage radiatif s’exprime en W/m².
Document 7 : Activité humaine et émission de gaz à effet de serre
