Trace ecrite (2)

CHAPITRE 2 : LA COMPLEXITE DU SYSTEME CLIMATIQUE
I. LE CLIMAT ET SA VARIABILITE
A. METEO ET CLIMAT
En météorologie, on mesure des grandeurs atmosphériques (température, pression, humidité) à un instant donné et
permet de prévoir, à partir de ces mesures, leur évolution pour les jours (ou semaines) suivants : c’est une étude à
court terme.
En climatologie, on utilise les moyennes des grandeurs atmosphériques (température, pression, humidité,
pluviométrie, nébulosité, vitesse et direction des vents…) mesurées en un lieu donné sur une longue période (au
minimum 30 ans) : c’est une étude à long terme. La climatologie permet ainsi de définir des climats et d’étudier les
variations passées et futures des climats locaux ou globaux à l’échelle des décennies, des siècles ou encore des
millénaires.
B. RECONSTITUER LES CLIMATS PASSES
Les variations de climat ont des conséquences sur de nombreux phénomènes à la surface du globe. Si ces
phénomènes ont lieu dans le passé et ont laissé des indices observables aujourd'hui, ces indices deviennent des
indicateurs des climats du passé. L’étude des climats passés et de leurs variations naturelles (non influencées par les
activités humaines) est la paléoclimatologie.
C'est le cas de pollens enfouis dans les sédiments des lacs qui permettent de reconstituer les formations végétales et
leurs exigences écologiques et donc climatiques ou de traces laissées dans les paysages par des anciens glaciers.
L'analyse de ces indicateurs permet de reconstituer les climats du passé en utilisant le principe d'actualisme : « les lois
régissant les phénomènes actuels étaient également valables dans le passé ».
II. LE CHANGEMENT CLIMATIQUE ACTUEL D’ORIGINE ANTHROPIQUE
Le climat global terrestre peut être étudié grâce à l’étude du volume et de la masse des glaces polaires, de la
température et du volume des océans ou encore de la proportion des gaz dans l’atmosphère. L’étude de ces
indicateurs permet de montrer que le climat terrestre présente des variations naturelles.
Par exemple, 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 (en amplitude et en vitesse) jamais observée
durant le dernier millénaire.
A. LES AUTRES INDICES D’UN CHANGEMENT CLIMATIQUE RECENT (depuis 1900)
Différents indices permettent d’affirmer que la tendance globale depuis 1860 est à un réchauffement climatique :
- Relevé des températures moyennes depuis 1960.
- Migration vers les hautes latitudes d’espèces vivants jusqu’à présent qu’aux basses latitudes et qui trouvent
des conditions climatiques favorables à leur expansion vers le nord (augmentation de la température à des
latitudes habituellement non propices à leur développement).
- Avancée des dates de vendanges en France (un mois d’avance en 50 ans dans le Sud de la France).
- Recul des glaciers encore présents sur Terre.
B. LES CAUSES DU RECHAUFFEMENT CLIMATIQUE DEPUIS 1900
Le bilan radiatif de la Terre correspondant à la différence entre l’énergie solaire arrivant sur Terre et l’énergie émise par
la Terre en repartant vers l’espace. C’est donc l’équilibre entre l’énergie reçue par la Terre et l’énergie renvoyée vers
l’espace. Cet équilibre maintient une température moyenne de surface de 15° C sur la Terre et ainsi d’un climat viable.
Cependant, on mesure depuis un siècle et demi un réchauffement climatique global d’1° C. Ce réchauffement est sous
l’influence de différents facteurs dont, très majoritairement, des GES (dont l’augmentation très rapide du CO2 émis
dans l’atmosphère). Ces gaz à effet de serre ont la capacité d’absorber les IR émis par la Terre avant de les renvoyer en
partie vers le sol. Plus les GES sont présents, plus la puissance radiative reçue par le sol de la part de l’atmosphère
augmente. La Terre reçoit alors plus d’énergie que ce qu’elle n’en dégage vers l’atmosphère : ce déséquilibre du bilan
radiatif de la Terre se nomme un forçage radiatif et est à l’origine du réchauffement global.

L’augmentation de la puissance radiative reçue par le sol de la part de l’atmosphère est une véritable perturbation de
l’équilibre radiatif qui existait à l’aire préindustrielle. Ce surplus d’énergie arrivant à la surface de la Terre est stockée
par les océans, l’air et les sols ce qui conduit à une augmentation de la température moyenne de la Terre et
l’augmentation du niveau des océans.
EFFET DE SERRE : phénomène naturel de réchauffement de la surface d’une planète, provoqué par la présence de gaz
dans son atmosphère (H2O, CO2..) qui absorbent une grande partie du rayonnement IR émis par la surface de la
Terre.
EFFET DE SERRE ADDITIONNEL : EDS dû aux GES émis par l’être humain (CO2, CH4…) et qui vient s’additionner à l’EDS
naturel.
La température moyenne du globe a des conséquences sur un grand nombre de phénomènes. Certains d’entre eux
ont à leur tour un effet sur la température moyenne : on appelle ces mécanismes des « rétroactions ». Leur
connaissance est essentielle pour développer des modèles prédictifs du climat.
III. DES RETROACTIONS SUR LE CLIMAT
Schéma de la rétroaction positive de l’albédo
sur le climat
ALBEDO : pouvoir réfléchissant d’une
surface : énergie réfléchie / énergie reçue.
L’augmentation de la température, à l’origine
de la fonte des glaciers, entraine une
diminution de l’albédo qui est à l’origine
d’une rétroaction positive sur l’augmentation
de la T°.
L’augmentation globale de la T° est aussi à l’origne de l’augmentation de la T° des océans : ceci participer à la fonte
des glaces mais entraine aussi ce que l’on appelle une dilatation thermique et ce qui participe à la montée du niveau
des océans.
La fonte du pergélisol (permafrost) : une bombe
climatique due à une rétroaction positive.
L’augmentation de la T° du globe entraine la
fonte du pergélisol qui entraine la
décomposition de la matière stockée dans ces
glaces par des microorganismes qui rejettent
alors dans le milieu du CO2 et CH4. Cette
augmentation de concentration des GES dans
l’atmosphère entraine une rétroaction positive
sur l’augmentation de la T°.

Une boucle de rétroaction négative :
l’absorption du CO2 par les végétaux
chlorophylliens.
L’augmentation de la T° via l’augmentation
du CO2 atmosphérique booste la croissance
des végétaux par photosynthèse, ce qui
piège le CO2 atmosphérique. Cette
diminution de concentration des GES dans l’atm entraine une rétroaction négative sur l’augmentation de la T°.
Certains phénomènes amplifient, par rétroaction positive, le réchauffement : le réchauffement entraine
l’augmentation du réchauffement :
- La fonte des glaces diminue l’albédo terrestre, favorisant l’absorption des rayonnements par le sol.
- Le réchauffement favorise l’évaporation des océans, augmentant la vapeur d’eau atmosphérique, un GES.
- La fonte du permafrost libère de grandes quantités de GES.
D’autres phénomènes entrainent une rétroaction négative : ils freinent le réchauffement.
- Les océans se réchauffent moins vite que l’air, ils absorbent une partie du surplus de chaleur. De ce fait, on dit
que l’océan a un rôle amortisseur car il absorbe une fraction importante de l’énergie additionnel. Cependant,
ceci entraine une « dilation thermique » : le niveau des océans augmente. De plus, la fusion des glaces
continentales participe à faire augmenter ce niveau des océans. Cette accumulation d’énergie dans les océans
rend le changement climatique irréversible à des échelles de temps de plusieurs siècles.
- La photosynthèse des végétaux consomme du CO2 et ralentit donc l’évolution de sa concentration dans
l’atmosphère tant que la couverture végétale augmente.