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