Cours de géographie | 1e année - espaces-geo

Le climat
Cours de géographie | 1e année
V. Neyroud | Gymnase de Nyon
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Le rayonnement solaire
Lorsque les rayons solaires parviennent au sol, ils sont absorbés de manière
inégale. Leur pouvoir réfléchissant (albedo) varie selon leur couleur et leur texture.
La Terre envoie elle aussi un rayonnement invisible (infrarouge) en direction de
l'espace, dont une bonne partie est captée dans l'atmosphère, qui la maintient à
proximité de la surface terrestre : c'est l'effet de serre naturel, d'autant plus
important que le ciel est plus nuageux.
C'est cet effet de serre naturel qui est probablement amplifié par les activités
humaines, qui provoquent un rejet des gaz à effet de serre — notamment le gaz
carbonique, CO2 — dans l'atmosphère, ce qui accentuerait par conséquent le
réchauffement climatique. Le rayonnement est inégal en fonction de la latitude.
Plus on s'approche des pôles — tant nord que sud —, plus la surface couverte par
la même quantité de rayons solaires est dispersée. Le réchauffement y sera dont
beaucoup plus diffus qu'à l'Équateur. De plus, près des pôles, les rayons doivent
traverser une plus grande épaisseur d'atmosphère; celle-ci absorbe une partie de
l'énergie, qui est dès lors perdue pour le sol terrestre.
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Le cycle de l'eau
L'humidité et les précipitations jouent un rôle fondamental en ce qui concerne le
climat.
L'eau peut se trouver dans ses trois états physiques dans l'atmosphère :
•1. liquide
•2. solide (sous forme de glace, ou de neige, provisoire ou «éternelle»)
•3. gazeux (vapeur d'eau, notamment dans les nuages)
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La répartition de l'eau
L'immense majorité de l'eau présente sur Terre (97,5 %)
est salée (mers et océans), et ne peut servir aux besoins
humains courants (boisson, nourriture, élevage,
cultures).
Il existe des procédés pour retirer le sel de l'eau de mer,
mais ils sont très chers et consomment beaucoup
d'énergie.
Les glaciers représentent plus des deux tiers de l'eau
douce (banquise, inlandsis, icebergs, glaciers de
vallées). Leur existence est bien entendu menacée par le
réchauffement climatique. Leur fonte augmenterait
encore la proportion d'eau salée !
C'est aussi le cas des terres gelées en permanence
(permafrost), dont le dégel pourrait provoquer des
glissements de terrain (Russie, Canada).
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La circulation des vents
Les cellules équatoriales (ou cellules de Hadley) permettent l'évacuation des
masses d'air chaudes et humides au-delà des tropiques, au nord comme au sud.
Elles les emportent jusque vers 30 ° de latitude, avant que l'air ne retombe et
retourne en zone intertropicale.
Entre ces cellules équatoriales et les cellules polaires, le climat est tempéré,
soumis alternativement aux anticyclones (haute pression) et aux dépressions
(basse pression).
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Les pressions atmosphériques
Elles sont dues aux températures des masses d'air. Le principe est simple : l'air
chaud monte en altitude, l'air froid descend.
Lorsque l'air chaud monte, ce phénomène de succion fait baisser la pression
atmosphérique de surface : une dépression se creuse; de plus, en s'élevant, la
vapeur d'eau contenue dans la masse d'air se condense et forme des nuages;
lorsque ceux-ci sont saturés en humidité, ils provoquent des pluies. C'est ainsi que
les dépressions sont synonymes de «mauvais temps».
L'air chaud qui s'élève doit bien retomber quelque part. En redescendant, il presse
l'atmosphère contre la surface terrestre et la pression augmente : un anticyclone
se forme.
Sur les cartes météorologiques, les anticyclones sont généralement représentés
avec la lettre H (high), les dépressions pas la lettre L (low).
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L'effet de serre
Il existe un effet de serre naturel, comme
nous l'avons vu plus haut, et comme
l’illustre l’image ci-contre. L’atmosphère
retient donc une partie des rayons
solaires et des rayons infrarouges émis
par le sol terrestre chauffé.
Ce sont des gaz qui sont responsables de
cette captation.
• En premier lieu (plus de 50 %), il s’agit
de la vapeur d’eau, issue de
l’évaporation des océans, lacs, rivières,
etc. Les végétaux en émettent
également.
• Vient ensuite le dioxyde de carbone
(CO2), pour 40 % environ. Ses
émissions naturelles proviennent des
incendies, des éruptions volcaniques et
de la respiration des êtres vivants.
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L'effet de serre (suite)
• Mais l’être humain provoque une importante émission de CO2. C’est surtout la
combustion des énergies fossiles (pétrole, charbon, gaz) qui est en cause.
• Le méthane (CH4) est lui aussi un gaz à effet de serre (GES). Il est surtout dû
aux rizières, aux marécages et aux décharges à ciel ouvert, mais aussi… à la
digestion des ruminants.
• Le protoxyde d’azote (N2O) est produit naturellement dans les sols, mais aussi
à cause des engrais azotés utilisés en agriculture.
• Les halocarbures sont des gaz industriels, notamment fluorés.
• L’ozone (O3) participe à l’effet de serre, mais de manière indirecte (généré par
un processus photochimique engendré par les gaz ci-dessus), si bien qu’il n’est
pas pris en compte dans le graphique.
dioxyde de carbone
méthane
halocarbures
protoxyde d’azote
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La responsabilité de l’homme
L’augmentation des gaz cités précédemment dans l’atmosphère n’est pas remise
en cause. Mais une des grandes questions actuelles est de savoir si le
réchauffement climatique est dû à l’action humaine.
En effet, la Révolution industrielle
(dès le début du XIXe siècle) a
provoqué une utilisation intensive
des énergies fossiles (charbon,
puis pétrole et gaz).
Le graphique ci- contre met en
évidence la corrélation, dans les
400’000 dernières années, entre la
concentration de CO2 dans les
glaces antarctiques (courbe bleue)
et la température de la même
région (courbe brune).
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Le gaz carbonique et son origine
En deux siècles, la teneur de gaz carbonique (CO2) dans l’atmosphère a
augmenté de plus de 30 %.
Même si la production de gaz carbonique diminuait de manière significative, sa
durée de vie dans l’atmosphère est longue, si bien que son action se ferait
ressentir encore longtemps.
Le schéma ci-contre montre le
cycle du carbone.
Il intervient notamment dans la
respiration (absorption d’O2 et
rejet de CO2) et dans la
photosynthèse (absorption de
CO2 et rejet d’O2).
Le carbone fossile se forme en
plusieurs millions d’années, dans
les sédiments marins, sous
certaines conditions de
température et de pression.
Source de l’image :
http://www.fne.asso.fr/fr/climat/quest-ce-que-le-dereglement-climatique/le-cycle-du-carbone.html
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Des énergies (quasi-)non
renouvelables
Cette formation très lente (plusieurs millions d’années) contraste donc avec
l’utilisation très rapide qu’en fait l’homme depuis deux siècles environ.
Il en va de même pour le pétrole et la gaz, qui résultent eux aussi de la
transformation de matières organiques (fossilisation de la matière vivante dans
les sédiments calcaires ou organiques).
La combustion du CO2 provoquée par l’homme rejette 8 milliards de tonnes
environ par année dans l’atmosphère.
Le CO2 atmosphérique est partiellement dissous dans les eaux de surface des
océans. C’est surtout le cas dans les hautes latitudes.
L’eau «plonge» ensuite dans les profondeurs.
Ce CO2 reste ensuite 1’000 ans dans l’océan.
Les plantes, du fait de la photosynthèse, captent du CO2.
Celui-ci est d’abord stocké dans les végétaux.
Puis dans le sol, lorsque les feuilles tombent ou que le
végétal meurt.
CO2 restant dans l’atmosphère
CO2 réabsorbé par les océans
CO2 réabsorbé par la biomasse et le sol
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Les répercussions possibles du
réchauffement climatique
Les experts du climat — qui ne sont pas tous unanimes quant à la responsabilité
de l’homme dans le réchauffement — se basent sur des modèles informatiques
pour tenter de prévoir l’évolution du réchauffement.
La plupart prévoient une augmentation des températures de l’ordre de 4 à 5°C
d’ici la fin du XXIe siècle. Elle toucherait surtout les hautes latitudes, alors que les
régions équatoriales subiraient une importante hausse des précipitations.
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Les répercussions sur les océans
Le niveau de la mer risque de monter de plusieurs dizaines de centimètres, en
raison de la fonte de glaces (banquise, inlandsis, glaciers).
L’abondance d’eau douce dans les hautes latitudes pourrait perturber le «tapis
roulant» océanique, qui régule actuellement les échanges de chaleur et d’eau
dans les bassins océaniques.
Le ralentissement de la circulation océanique diminuerait le transport du carbone
vers l’océan profond.
Actuellement, les océans «pompent» une partie du CO2 émis par les activités
humaines. Mais la solubilité de ce gaz (la possibilité d’être capté par l’océan)
diminue si la température des eaux de surface augmente.
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Sources
“Le climat change, et nous ?” | Laurent TURPIN | Spécifique Editions
“L'homme et le climat, une liaison dangereuse” | Edouard BARD | Découvertes Gallimard
“Atlas du changement climatique” | Frédéric DENHEZ | Editions Autrement
http://planet-terre.ens-lyon.fr
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