Thème 2 – Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l`avenir

Thème 2 – Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Problématiques : Comment le climat a évolué jusqu'à nos jours ? Peut-on prédire le
climat futur ?
Activité 0 : rappels
Bilan : Les enveloppes fluides de la Terre (atmosphère et hydrosphère) sont le siège d'une
dynamique liée notamment à l'énergie reçue du Soleil. Elles sont en interaction permanente avec la
biosphère et la géosphère (voir cycle du carbone). Les climats et leur évolution dépendent entre
autre de la composition et de la dynamique des enveloppes externes de la Terre : atmosphère et
hydrosphère.
Définition de climat : Ensemble des phénomènes météorologiques (température, pression, vents,
précipitations, etc.) qui caractérisent l’état moyen de l’atmosphère et son évolution en un lieu
donné. Il se distingue de la météorologie qui désigne l'étude du temps à court terme et dans des
zones ponctuelles. L'étude du climat est la climatologie.
Situation-problème : Voir livre (Bordas) page 122 document 1.
Chapitre 1 : Les facteurs agissant sur la température de surface
Problème : Comment l'énergie solaire reçue par la Terre influence la
température de surface ?
I – L e bilan radiatif de la Terre et rayonnement solaire :
A – Le bilan radiatif :
Activité 1 : Bilan radiatif annuel de la Terre en fonction de la latitude
Bilan : Compte tenu de la forme sphérique de la Terre, la quantité d'énergie reçue varie en fonction
de la latitude : maximum autour de l'équateur, minimum aux pôles ce qui influence ainsi la
température de surface.
Question : Comment expliquer les différences d'énergie rayonnée aux pôles et à l'équateur ?
B – L'effet de l'albédo :
Activité 2 : Albédo et climat
Bilan : L'albédo correspond à l'énergie réfléchie (non absorbée) par rapport à l'énergie totale reçue.
Sa valeur moyenne actuelle est d'environ 0,3 à l'échelle du globe. Suivant les zones géographiques,
on aura une albédo différente qui va influer sur la température et donc sur les conditions climatiques
de la zone.
Situation-problème : Est-ce l'effet de serre qui permet le réchauffement climatique ? Critiquer.

Problème : Comment l'effet de serre influence la température de surface ?
II – L e bilan radiatif de la Terre et effet de serre :
A – Des gaz à effet de serre :
Activité 3 : Spectres d'absorption et d'émission
Bilan : L'énergie émise par la Terre est essentiellement sous forme de radiations infra-rouges : le
rayonnement IR est un rayonnement thermique. L'atmosphère contient des gaz capables d'absorber
le rayonnement IR, puis de le restituer. Ce sont des gaz à effet de serre : H2O, CO2, CH4, etc.
Question : Comment expliquer alors le réchauffement de la Terre grâce à l'atmosphère et à ses
gaz ?
B – Effet de serre et flux solaire :
Activité 4 : Rayonnements et effet de serre
Bilan : Le surplus énergétique lié à l'effet de serre permet d'augmenter la température moyenne :
•flux solaire seul sans effet de serre (absence d'atmosphère) : -18°C
•flux solaire + effet de serre (présence d'une atmosphère) : +15°C
Voir livre page 75.
Bilan général : La température de surface dépend donc :
•de la distance Terre-Soleil qui détermine la valeur du flux solaire.
•de la nature des enveloppes superficielles qui définit l'albédo et en conséquence l'énergie
absorbée.
•de la présence de l'atmosphère.
•de la composition de l'atmosphère en gaz à effet de serre qui absorbent une partie du
rayonnement IR.
•des interactions entre la surface (hydrosphère principalement) et l'atmosphère.