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Évolution de la température et rétroactions
P.42-43
Les modélisations du climat indiquent fréquemment des fourchettes de variations possibles. Ces incertitudes sont liées à la complexité du système climatique, avec des effets amplificateurs ou stabilisateurs.
➜ Quels phénomènes contribuent à expliquer l’évolution de la température moyenne à la surface de la Terre ?
La dilatation thermique de l’eau
Il existe dans les océans une profondeur à partir de laquelle la température de l’eau reste à peu près constante. Cette zone nommée thermocline est située aux alentours des 1 000 m de profondeur.
La dilatation thermique ne concerne donc que l’eau située au-dessus de cette
thermocline. De nombreux effets locaux peuvent amplifier le phénomène : la hausse du niveau marin en cas de réchauffement climatique ne sera donc pas la même partout à la surface du globe.
À pression constante, tous les corps ont un volume qui varie selon la température. Cette variation est fonction de l’espèce chimique ou du mélange considéré. Dans le cas de l’eau pure, le coefficient de dilatation thermique est de
2,6 × 10-4 °C-1. Cela signifie qu’une augmentation de la température de 1 °C pour 1 litre d’eau augmentera son volume de 0,000 26 L, soit 0,26 mL. Ceci peut paraître faible, mais doit être rapporté au volume des océans qui occupent 70 % de la surface du globe.
► Mécanisme de dilatation thermique de l’eau.
L’inertie thermique de l’eau
L’eau a une capacité calorifique (ou capacité thermique) quatre fois plus élevée que celle de l’air. Ainsi, lorsque la température de l’eau augmente de 1 °C, cela signifie qu’elle a accumulé quatre fois plus d’énergie thermique que l’air. La température de l’eau augmente et diminue ainsi plus lentement que celle de l’air, ce qui a des effets à plus long terme que des variations de température de l’air.
Indicateurs de réussite
1. Avoir estimé la hausse du niveau marin pour une augmentation de température donnée (en se plaçant dans une couche superficielle).
2. Avoir mis en évidence des effets irréversibles à long terme d’un réchauffement climatique.
3. Avoir montré que l’océan a un rôle amortisseur du réchauffement climatique.
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Glaciations et variations du niveau marin
L’entrée de la grotte Cosquer, située dans les calanques de Marseille, est immergée. Ses murs sont couverts de peintures rupestres datant d’il y a 19 000 à 27 000 ans. D’autres éléments montrent que lors de la dernière période glaciaire, le niveau de la mer était 130 mètres plus bas qu’actuellement.
Aujourd’hui, on estime que l’Antarctique contiendrait à lui seul 26,5 millions de km3 de glace, le volume total des océans étant estimé à 1 322 millions de km3.
► Schéma simplifié de la grotte Cosquer.
Surface des glaces et albédo terrestre
La surface moyenne terrestre recouverte par les glaces serait de 15 × 106 km2, soit un dixième de la surface des continents.
Albédo | 0,6 | 0,05-0,1 | 0,05-0,2 | 0,3 |
► Valeur de l’albédo pour quelques surfaces terrestres. Albédo : capacité d’une surface à réfléchir le rayonnement reçu. La réflexion est totale quand l’albédo vaut 1.
Matériel nécessaire :
Protocole :
❯ Remplir deux béchers d’eau jusqu’à un niveau repère (trait de feutre effaçable ou volume fixé sur le bécher).
❯ Ajouter un ou plusieurs glaçons dans le premier bécher (modélise la banquise).
❯ Dans le second bécher, placer les glaçons sur une planche légèrement inclinée vers le bécher, de sorte que l’eau issue de
la fonte du glaçon rejoigne le bécher (modélise des glaces en domaine continental).
❯ Relever la hauteur d’eau au début de la modélisation et à la fin, lorsque le ou les glaçons ont fondu.
❯ Comparer les résultats et conclure sur l’effet de la fonte des glaces sur la variations du niveau marin.
Indicateurs de réussite
1. Avoir présenté les conséquences de la fonte des glaces.
2. Avoir représenté la rétroaction liée aux glaces et à l’albédo.
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Photosynthèse et croissance des plantes
La photosynthèse permet la séquestration d’une partie du dioxyde de carbone de l’atmosphère dans la matière organique des végétaux, tant que le végétal est en croissance (forêts en développement). Si la forêt est à l’équilibre, elle ne constitue plus un puits de carbone. Les stocks et flux de carbone relatifs aux forêts et terres cultivées ont été estimés. La sensibilité au changement climatique illustre la différence de séquestration entre deux scénarios du GIEC (voir chapitre 3).
Terres cultivées | 5 408 | -1,4 | 848 |
Forêt métropolitaine | 10 263 | 87 | 1 314 |
Forêt guyanaise | 9 026 | 0 | 0 |
► Données relatives au puits de carbone des végétaux (mars 2019).
Cliquez ici pour découvrir une carte interactive de l’évolution de la couverture foliaire dans le monde.
Découvrez ici un dossier de l’ONF pour mieux comprendre le lien entre végétation et climat ainsi qu’un dossier de la FAO.
Indicateurs de réussite
Avoir présenté le rôle du couvert végétal sur le réchauffement climatique.
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