GEOGRAPHIE 5ème

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2012-2013
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GEOGRAPHIE 5ème
Thème 1 : Une planète bientôt bouleversée par son réchauffement ?
Thème 2 : Dynamiques des populations dans l’Union européenne
Géographie – Lire le monde, M. Delvaux et C. Nys, éd. De boeck 2002
Cours appartenant à :
…………………………………………………………………
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Thème 1 : Une planète bientôt bouleversée par son réchauffement ?
Objectif du thème 2 :
• Comprendre le réchauffement climatique récent de la Terre. Les modifications climatiques sont-elles
avérées et l’homme en est-il l’acteur principal ?
• Prendre conscience de la complexité du phénomène pour se construire une opinion argumentée à
l’égard d’informations réductrices et de théories simplistes.
Savoir-faire et compétences :
• Lire une représentation graphique complexe ;
• Analyser et corréler des cartes thématiques ;
• Établir une synthèse sous forme d’organigramme ;
• Développer un esprit critique vis-à-vis de messages pseudo scientifiques.
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1 : Les signes du réchauffement
A. Quelques faits relatés dans les médias
L'oeil de France
Un canal desséché près de la Grande-Motte, le 24 juillet 2003
En Antarctique comme en Arctique la banquise se brise et de plus en plus d'icebergs se retrouvent au large. Par
endroit la glace qui l'hiver recouvrait la mer sur plusieurs mètres d'épaisseur s'est transformée en champ de glace.
Documents NOAA Photo Library.
Photo satellite du cyclone Katrina de catégorie 5
Photographié le 28 août 2005 à 15h15 TU par le
satellite météo GOES 12. La force moyenne
du vents atteignit 280 km/h ! A droite, l'oeil du
cyclone vu de l'intérieur le 30 août 2005 à 12h29
locale depuis un WC-130 de la 53eme escadrille de
Reconnaissance Météo stationnée à Keesler Air
Force Base à Biloxi, au Mississippi.
Documents NOAA/NESDIS et NOAA/Hurricane
Hunters
.
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L’atoll polynésien de Tuvalu
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Le blanchissement des récifs coralliens
L’atoll polynésien de Tuvalu (11 500 habitants), qui émerge à
seulement 4,5 mètres au-dessus du niveau de la mer pourrait
disparaître. Le Premier ministre de l’atoll a lancé début 2004 un
appel à la communauté internationale pour trouver d’urgence un
accord sur la limitation des gaz à effet de serre
Blanchissement à Moorea (Photo R Hayes
Le fleuve Amazone a baissé de quinze mètres par rapport à son niveau habituel
Du jamais vu depuis 40 ans.
Pour expliquer ce phénomène Paul Lefebvre, l'un des chercheurs de la station de Santarém, met en cause le
réchauffement des eaux de surface de l'Atlantique. 'La température élevée de l'océan constatée cette année est
à l'origine de la formation des cyclones dévastateurs qui remontent en direction des Etats-Unis. Dans le même
temps, cela provoque l'installation de hautes pressions sur les régions situées plus au sud. Or, quand les
pressions sont hautes, il y a moins de pluie', expliquait le chercheur hier dans les colonnes du magazine britannique
Nature (...)
Sécheresse en Afrique
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Autres faits relatés dans les médias à propos d’événements climatiques
exceptionnels
•
Mai 1999, une tornade d’une durée exceptionnelle (4 heures !) passe sur Oklahoma City. Elle
développe des vents de 400 km/h, rase au sol 2 500 maisons et tue 40 personnes.
•
Les 26 et 27 décembre 1999 : deux tempêtes d’une violence inouïe balaient la France. Des vents
de 170 km/h endommagent 80% des forêts et plongent 3 500 000 foyers dans le noir.
•
En 1999, la Thaïlande connaît la sécheresse la pire du siècle.
•
En mars 2000 au Mozambique, les pluies font déborder les fleuves dont les eaux noient pour un
mois une région de plaines basses grandes comme le tiers de la France.
•
Du 31 janvier au 5 mars 2002, une énorme zone de glace, un peu plus grande que le Grand-Duché
de Luxembourg, soit plus de 500 milliards de tonnes de glace se sont détachés de la plate-forme
Larsen au nord de la péninsule Antarctique et se sont brisés en milliers d’icebergs dérivant dans
l’océan ? Les experts ont calculé que la température avait augmenté de 2,5°C sur la péninsule
Antarctique en un demi-siècle.
•
Vague de chaleur et sécheresse en Europe (juillet – août 2003)
Eté 2003, pendant plusieurs semaines, un épisode caniculaire statistiquement rarissime ( moins
d'une fois en 450 ans) frappe l'Europe.
Le total des victimes, principalement des personnes âgées, s'établit à environ 27.000.
La France paye le plus lourd tribut avec 15.000 morts.
•
Vague de chaleur au Bangladesh, Inde, et Pakistan (mai-juin 2003)
En Inde, au Pakistan et au Bangladesh, la vague de chaleur qui a précédé la mousson fait grimper
les température à 45, voire 49°C durant le mois de mai. Ce mois est d’ordinaire le plus chaud de
l’année en Inde, où la mousson d’été est souvent précédée par des vagues de chaleur, mais celle
de cette année est particulièrement forte et cause la mort d'environ 2000 personnes.
•
Vendredi 2 avril 2004 : Ouragan meurtrier au Brésil
2 morts, 80 blessés, 500 habitations détruites, 20 000 endommagées. Ce violent cyclone, qualifié
d’ouragan, s’est abattu sur la partie sud du Brésil. Ce sont des vents d’environ 150 km/h qui ont
soufflé sur l’état de Santa Catarina, tôt en ce dimanche 28 mars 2004. Les vagues pouvaient
atteindre jusqu’à 5 mètres de hauteur. Le cyclone a fini par ce dissipé dimanche soir.
•
Lundi 9 août 2004, l’Associated Press rendait public les chiffres qu’elle avait collectés, à savoir, plus
de 2000 morts dans le sud de l’Asie suite aux inondations provoquées par les pluies de mousson.
Plus de 1190 personnes sont mortes en Inde, plus de 690 au Bangladesh, plus de 120 au Népal et 5
au Pakistan. La plupart des victimes sont décédées par noyade, ou des coulées de boue. D’autres
sont mortes des suites de maladies transmissibles par l’eau.
•
Septembre 2004 : L'oeil de l'ouragan Frances a atteint dimanche matin la côte est de la Floride,
avec des vents soufflant à 170km/h accompagnés d'une pluie battante, privant d'électricité deux
millions de personnes et faisant passer aux habitants une nuit particulièrement angoissante
À compléter…
Activité
1) Répertoriez les catastrophes naturelles de ces dix dernières années.
2) Quel est le point commun entre ces phénomènes ?
3) Quelles questions se pose-t-on après avoir pris connaissance de ces événements ?
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B. COURS – Les signes du réchauffement
Depuis plusieurs années, de nombreux indices témoignent un peu partout dans le monde d’un
réchauffement global de la planète.
Fonte des glaces
•
L’Arctique n’aura bientôt plus de banquise en été
En moyenne sur l'Arctique, la température a augmenté deux fois plus vite que sur le reste de la planète. La surface
occupée par la banquise arctique (ou glace de mer) a considérablement diminué depuis 1950, surtout en été. Elle
occupait dans les années 1970 une surface de 8 millions de km2. Aujourd'hui, elle représente seulement 5,5
millions de km2. Cette réduction équivaut à 5 fois la surface de la France.
•
Diminution de la calotte glacière du Groenland
La fonte de la calotte glacière du Groenland, qui représente 10% de l’eau douce de la planète, s’accélère
•
Recul des glaciers de montagne des latitudes tempérées et tropicales
Presque partout dans le monde, les glaciers de montagne sont en régression : au Canada, dans les Alpes, en Asie
et en Afrique, mais également dans les Andes et en Indonésie.
Élévation du niveau moyen des mers
Ces observations effectuées à l’aide de marégraphes et des satellites, montrent que le niveau des océans s'est
élevé de 12 à 22 cm au cours du XXe siècle. Cette élévation s’est accélérée durant la seconde moitié du 20ème
siècle, puisque le niveau moyen de la mer a crû de l'ordre de 1,8 mm (entre 1,3 à 2,3 mm) par an de 1961 à 2003,
et encore plus rapidement de 1993 à 2003, l’élévation étant de l'ordre de 3,1 mm (entre 2,4 à 3,8 mm) par an.
Cette élévation menace toutes les régions côtières et les îles, particulièrement dans le Pacifique et les Caraïbes et
augmente le risque d’inondations et l’érosion des plages.
Cette élévation provient en premier lieu de la dilatation thermique des eaux océaniques consécutive au
réchauffement planétaire, et dans une moindre mesure, de la fonte des glaciers continentaux.
Augmentation de la fréquence et l’intensité des événements climatiques extrêmes
•
Cyclones et ouragans : Les observations mettent en évidence une augmentation de l’activité des cyclones
tropicaux intenses ( 1) dans l’Atlantique nord depuis 1970 environ, corrélée avec des augmentations de températures de
surface de la mer sous les tropiques
•
Pluies torrentielles : Surabondance des précipitations liées à l’augmentation de la vapeur d’eau dans
l’atmosphère, entraînant des crues par saturation de la capacité d’écoulement du réseau hydrographique. Les
inondations qui en découlent frappent surtout les basses plaines et les vallées où se concentrent les fortes densités de
population.
•
Des précipitations significativement accrues ont été observées à l’est de l’Amérique du Nord et de
l’Amérique du Sud, au nord de l’Europe, en Asie du nord et en Asie centrale.
•
Vagues de chaleur et canicules entrainant une augmentation des maladies infectieuses et de la mortalité
liées à la chaleur
•
Augmentation des épisodes de sécheresse, particulièrement dans les régions tropicales et subtropicales
entrainant diminution du rendement agricole,, pénuries d’eau, désertification et avancée du désert. Un assèchement a
été observé dans le Sahel, en Méditerranée, au sud de l’Afrique et dans certaines parties du sud de l’Asie.
Faune et flore : disparition ou migration d’espèces animales et végétales
•
Disparition des récifs coralliens : Des études montrent que déjà 20% des coraux, les plus grandes
structures vivantes de la planète, auraient été détruits ces dernières décennies et 50% d’entre eux sont en mauvais état
et risquent de disparaître..
•
Déplacement de l’aire de répartition d’espèces animales et végétales vers les latitudes supérieures
1.
Les cyclones tropicaux incluent les ouragans et les typhons.
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Ne pas confondre : tornade, tempête et cyclone !
Une tornade est un vent tourbillonnant et très violent. Elles se forment par contact entre l’air chaud des
basses altitudes et l’ai froid des hautes altitudes. De durée et d’étendue très limitées, elles peuvent avoir un
pouvoir destructeur supérieur à celui des ouragans. Quand une tornade se forme au-dessus de l’océan, on
l’appelle alors une trombe.
Une tempête est une violente perturbation atmosphérique des latitudes extratropicales, produisant des
vents caractérisés par des vitesses très élevées — de 90 à 120 km/h, voire davantage —, souvent
accompagnés de fortes rafales, de précipitations abondantes et d'orages
Un cyclone est une violente tempête qui prend naissance au-dessus des eaux tropicales chaudes dont les
vents s’enroulent et s’élèvent autour d’un centre de basse pression ;
La formation d'un cyclone tropical ne peut avoir lieu que si certaines conditions thermiques et dynamiques
sont réunies :
• une température de l’océan supérieure à 26°C sur une profondeur d’au moins 50 m.
• une forte humidité et une atmosphère instable
• une contribution dynamique suffisante des effets liés à la rotation de la Terre Cette force étant nulle
à l'équateur, le tourbillon cyclonique ne peut se former qu'au-delà d'une latitude minimale de 5°, à partir
de laquelle les effets de la rotation de la Terre se font suffisamment sentir. ("Force de Coriolis").
On parle de :
• dépression tropicale lorsque le vent est inférieur à 62 km/h
• de tempête tropicale pour un vent compris entre 62 et 117 km/h
• et d'ouragan pour un vent qui dépasse 117h km/h.
Le saviez-vous ?
L'énergie libérée par un cyclone atteint les 200 à 300 kilotonnes par seconde (bombe d'Hiroshima : 20
kilotonnes). Or, cette énergie est puisée dans la chaleur des eaux de surface, ce qui les refroidit et permet
d'évacuer le surplus de chaleur emmagasiné dans les zones tropicales.
Vocabulaire :
Banquise : masse compacte de glace issue de la congélation de l’eau de mer
Icebergs : bloc gigantesque de glace (eau douce congelée) flottant en mer et détaché d’un glacier polaire. L’épaisseur
peut atteindre plusieurs centaines de mètres dont le cinquième émerge.
Glaciers : masse ou fleuve de glace résultant de l’accumulation des neiges. On distingue les glaciers d’inlandsis ou
glaciers continentaux qui recouvrent de vastes régions et les glaciers de montagne où la glace coule dans une vallée.
Biodiversité : désigne l’ensemble du monde vivant au sein de la nature.
Cyclone : masse d’air animée d’un mouvement de rotation en sens inverse des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère
nord et accompagnée de vents violents, d’une diminution de la pression atmosphérique et de précipitations. Même s’il
désigne toute dépression atmosphérique, ce terme est souvent utilisé pour désigner les violentes tempêtes tropicales.
Phénomènes météorologiques extrêmes : désignent les phénomènes hydrométéorologiques tels que pluies
torrentielles, inondations, grêle, tempêtes, ouragans vagues de chaleur et sècheresse (à distinguer des phénomènes
géophysiques tels que les séismes et volcans).
Pour en savoir plus
Les impacts du réchauffement en Belgique : http://www.astr.ucl.ac.be/users/marbaix/impacts/
Le résumé du 4ème rapport du GIEC : http://www.effet-de-serre.gouv.fr/groupe_de_travail_i_du_giec___2007
L’actualité des cyclones dans le monde : http://severe.worldweather.org/tc/cgn/
L’actualité des changements climatiques : http://www.notre-planete.info/geographie/risques_naturels/cyclones_0.php
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http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/climatologie/d/cyclone-ouragan-typhon-qui-sont-ils_573/c3/221/p2/
2. La Terre se réchauffe-t-elle vraiment ?
A. ETUDE DE DOCUMENTS N°2 – L’évolution de la température atmosphérique
moyenne à la surface de la Terre
Consigne :
À l’aide des documents suivants, décris dans un texte de synthèse, l’évolution de la
température atmosphérique moyenne sur Terre au cours du Quaternaire
Document 1
IPCC – rapport 2001
Document 2
.
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Evolution probable des températures sur 1000 ans. La légende en Anglais signifie : "valeurs mesurées avec des thermomètres (en
rouge) ou déduites d'analyses de cernes d'arbres, de coraux, de carottes de glace et d'archives diverses (en bleu).
La courbe noire est la valeur moyenne (sur l'hémisphère Nord) la plus probable, la zone grise la plage des températures "possibles" (ou
encore la marge d'erreur).
Source : Climate Change, the scientific basis, GIEC, 2001.
Document 3
L’HISTOIRE N°297 SEPTEMBRE 2001
Document 4 - Evolution, sur les 400.000 dernières années, de la température moyenne en Antarctique
Le 0 de l'axe vertical de droite correspond à la valeur actuelle. Cette variation de température est légèrement plus élevée
que celle de la planète dans son ensemble. Source : Petit & al., Nature, Juin 1999
Attention ! cette courbe se lit à l'envers : plus on va vers la droite, plus on remonte dans le temps. Le fait que les
oscillations soient plus importantes à gauche (donc récemment) tient à la meilleure précision des mesures quand on se
rapproche de l'époque contemporaine. Source : LSCE
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Document 5
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Document 6
Les zones de végétation il y a 20 000 ans et aujourd’hui
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Consigne :
Complétez le texte lacunaire suivant. Rédigez ensuite un paragraphe de conclusion qui répond à
la question « La terre se réchauffe-t-elle vraiment ? »
LA TERRE SE RÉCHAUFFE-T-ELLE ? – SYNTHÈSE DES DOCUMENTS
Les mesures directes de la température avec un thermomètre ne sont possibles que depuis ………………. .
On constate que la température moyenne de l’air au niveau du sol a augmenté de ……….°C environ depuis
le début du siècle et que les records de chaleur ont tous lieu dans les années récentes. (doc. 1)
Les carottes de glace forées dans les calottes polaires et les carottes sédimentaires des fonds océaniques
permettent de reconstituer les températures des 1000 dernières années pour l’hémisphère nord. On voit qu’il
y a une légère ……………………………… continue depuis le 11è s. jusqu’au début du 20è s. Ensuite la
température ne cesse ……………………………(environ …………..°C jusqu’à nos jours).
Le petit âge glaciaire serait plutôt une variable locale centrée sur l’Europe de l’Ouest. Il s’agit d’une sorte
d’intermède plus froid et en gros la température a varié de ……………°C entre le ……….è s. et le ………è s.
(docs. 2 et 3)
Le graphique des températures de ces 10 000 dernières années montre que la dernière glaciation a pris fin il
y a ………………………. ans. Actuellement nous sommes dans un stade interglaciaire, appelé
aussi……………………….... Seulement…………°C nous séparent de la dernière période froide.(Docs. 3,4
et 5)
Il y a 20 000 ans, les ………………………………… recouvraient de vastes régions. 70 millions de m³ d’eau
ont été transformé en glace et le niveau des mers ……………………………. de 120 m. La forme des
continents changea. Des ponts continentaux apparurent notamment entre l’Asie et l’Amérique du Nord ; les
zones de végétation s’étaient déplacées de 2000 km vers le ……………..
Le graphique des températures relevées en Antarctique au cous de ces 400 000 dernières années montre
une alternance de périodes …………….……. entrecoupées de périodes ……………………… avec une
périodicité d’environ……………………….L’écart maximum de température entre 2 extrêmes est de
……………. Actuellement nous sommes dans une période ……………………… Le schéma laisse présager
que nous allons vers …………………………………………… . (doc. 4)
CONCLUSION :
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B. COURS – La Terre se réchauffe-t-elle vraiment ?
a. Différence entre le temps et le climat
Dans l’immédiat, le sujet est souvent abordé par le biais d’une simple question : fait-il plus chaud ?
Malheureusement lorsque les gens parlent du réchauffement de l’atmosphère, on entend toujours des
phrases comme « il a fait une de ces chaleur cet été ! ». Mais cela n’a rien à voir ! Le temps et le climat
sont deux choses très différentes. Le climat se mesure sur le long terme alors que temps se mesure sur
le court terme. Pour savoir si le réchauffement de l’atmosphère de la planète est une réalité, il faut réunir
des données sur une longue durée et ces données doivent concerner l’entièreté du globe.
Le temps qu’il fait est l’état de l’atmosphère, enveloppe gazeuse qui entoure la Terre, à un moment
donné, en un lieu précis. Pour définir cet état, on étudie différents paramètre tels que la température,
l’humidité, la pression atmosphérique, la vitesse et la direction du vent, la couverture nuageuse… Ces
observations ont lieu tous les jours dans les stations météorologiques, au sol et par des satellites.
Le climat se mesure sur le long terme, au minimum 30 ans. A partir des données relevées dans les
stations météorologiques (températures, pluviométrie…), on établit des moyennes, des écarts et des
totaux, sur une longue durée.
b. Comment reconstituer les températures du passé ?
Les mesures précises de la température sur Terre ne sont possibles que depuis environ 1860, époque
de l’invention du thermomètre. Comment les scientifiques peuvent-il retracer l’évolution de la
température sur Terre avant l’existence des thermomètres ?
•
Les archives littéraires : dans les écrits des médecins, artisans, moines du dernier millénaire
•
Les archives naturelles :
o
Les sédiments prélevés sous la glace de lacs gelés : les variations annuelles de l’épaisseur
sédimentaire servent à estimer les écarts de température. Une couche épaisse signifie que
le printemps a été chaud et que beaucoup de neige a fondu produisant beaucoup de boue
o
Les arbres poussent de telle manière que chaque année ils s’entourent d’une nouvelle
couche de bois. Si on fait une coupe horizontale, on peut comparer la largeur des cernes :
o
o
Etroite = sécheresse
Large = humidité
Les coraux qui se développent en fonction de la température qui règne à la surface des
océans
La composition chimique de la glace : en analysant des échantillons de glace de
l’Antarctique, les bulles d’air révèlent la composition de l’atmosphère du passé
La paléoclimatologie est la science qui reconstitue les climats du passé
c. La Terre se réchauffe-t-elle ?
Oui, depuis 1860, la température moyenne sur Terre a augmenté de 0.75°C. A l’échelle du dernier
millénaire la hausse est d’environ 1°C. En fait, depuis 10 000 ans, date de la fin de la dernière
glaciation, la Terre se réchauffe.
En remontant plus loin dans le passé, on constate que depuis 400 000 ans les périodes chaudes
succèdent aux épisodes plus froids avec une périodicité d’environ 100 000 ans. Nous sommes
actuellement dans une période chaude qui dure un peu plus longtemps que les 2 précédentes. Le
graphique laisse présager l’arrivée d’une prochaine glaciation.
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MOTS CLÉS
T° moyenne :
IPCC (ou GIEC) :
Période glaciaire :
Holocène :
Quaternaire :
Paléoclimatologie :
Temps :
Climat :
Les archives naturelles
Cernes d’un tronc d’arbre
L’analyse des carottes de glace prélevées
en Antarctique
La carotte est extraite
délicatement du carottier.
Le trou de forage a un
diamètre de 129,6 mm et
la carotte un diamètre de
98 mm.
En haut à droite, détail de
la tête du carottier munie
de trois outils engageants
en acier trempé.
Droits réservés - © 2004
Laurent Augustin
L’étude de l’épaisseur et de la densité des
cernes permet de reconstituer à l’échelle
annuelle, la variation des paramètres qui
déterminent la croissance des arbres
L’histoire du climat se lit aussi au fond des lacs
Les coraux sont considérés comme
d’excellents indicateurs des changements
climatiques
Ces organismes sont
sensibles à toute perturbation
de leur environnement. Ils
réagissent en modifiant la
structure et la composition
chimique de leur squelette
Analyser l'évolution des
caractéristiques physicochimiques des coraux permet
ainsi de suivre, de « tracer »
les changements
environnementaux et
climatiques subis par les
écosystèmes coralliens, en
particulier, l'évolution des
températures, de la
pluviométrie et de
l'ensoleillement.
Le squelette d’aragonite du corail
enregistre en continu parfois sur plusieurs
siècles, les fluctuations de la température,
de la salinité et de l’ensoleillement.
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3. Les variations naturelles du climat (1ère partie)
A. ETUDE DE DOCUMENTS N°3 – Les lacs du Sahara
Consigne :
À l’aide des documents suivants, décris et explique les variations climatiques du
Sahara au cours de l’Holocène
Document 1
Le Sahara n'a pas toujours été le désert que nous connaissons aujourd'hui; en effet, des recherches antérieures ont
montré qu'il y a environ 10000 ans, pendant une période baptisée «période africaine humide», la région était jonchée de
forêts, de prairies et de lacs et était habitée par des hommes.
Document 2 - Peintures rupestres dans le Tassili N’Ajjer
Les archéologues ont découvert des représentations rupestres de créatures associées aux environnements humides,
tels des éléphants, des rhinocéros et de gros bovins du genre Bubalus, qui suffisent à prouver que la région était une
savane pourvue en sources d'eau. La phase humide la plus récente qu'ait connue le Sahara s'est achevée il y a environ
5 000 ans, après quoi les lacs se sont évaporés et le désert a pris le dessus, situation qui perdure.
http://www.paleologos.com/afrique.htm
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Document 3 - Le
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Tassili n’Ajjer aujourd’hui
Document 4 – Les lacs du Sahara
Depuis 10 000 ans, le Sahara fut au moins à deux reprises une savane foisonnante de vie. Les investigations, guidées par satellite, révèlent les
variations du climat et comment les hommes s'y sont adaptés.
Promenade dans le Sahara. Au pied d'une dune que vous venez de dévaler, vos pieds rencontrent une surface blanche et dure, craquelée par la
sécheresse et sculptée par le vent. Cette croûte cède sous vos pieds et révèle un limon poudreux qui se soulève en nuages de poussière grise à chaque
pas. Les sédiments remués contiennent quantité de minuscules coquilles d'escargot, ainsi que de racines pétrifiées d'arbres et de buissons chassés
depuis longtemps par la sécheresse, qui a commencé à toucher la région il y a quelque 5 000 ans. Autour, des détritus trahissent une occupation
humaine très ancienne : foyers, outils abandonnés (des petits cailloux grossièrement taillés jusqu'aux pointes de flèche finement ouvragées), ou encore
monticules marquant la dernière demeure des Sahariens de la Préhistoire.
Pourquoi ces objets sont-ils si nombreux en ce lieu aride et désolé ? Parce que vous êtes au fond d'un lac, un ancien lac comme le Nord de l'Afrique en
comptait beaucoup il y a quelques milliers d'années. Le plus emblématique, le méga-lac Tchad, dont l'existence a été récemment prouvée, notamment
par l'équipe de Mathieu Schuster, de l'Université de Brest, couvrait 350 000 kilomètres carrés, une surface presque égale à celle de la mer Caspienne !
Aujourd'hui, il est réduit à la portion congrue.
Comment détecte-t-on un lac ou une rivière qui a disparu depuis longtemps ? La solution la plus simple consiste à chercher… depuis l'espace. Cette
méthode a été mise en évidence en 1982, alors qu'une équipe de la NASA analysait des images radar spatiales de la région de Selima, à la frontière de
l'Égypte et du Soudan : elle a découvert un réseau fluvial enfoui sous le sable. La prouesse a été possible parce que les ondes radar pénètrent dans le
sol seulement quand celui-ci est très sec. Cette propriété est dénuée d'intérêt sur la majeure partie de notre planète, mais utile dans les déserts, où le
radar révèle la topographie sous la couverture sableuse de la surface.
Des fouilles ont mis au jour des preuves archéologiques de l'occupation périodique de la région de Selima au cours des 200 000 dernières années :
tandis que les couches glaciaires augmentaient ou diminuaient aux latitudes élevées, et que la mousson s'intensifiait ou s'affaiblissait en réaction aux
variations de la quantité d'énergie solaire incidente, le climat du Sahara connaissait une alternance de périodes arides, semi-arides et humides. La
dernière de ces périodes humides, qui s'est achevée il y a 3 000 ans, a nourri le ruissellement nécessaire aux rivières de l'époque ; elle a également
rechargé les couches aquifères qui fournissent encore aujourd'hui les nappes phréatiques alimentant les oasis, quoiqu'en quantités de plus en plus
réduites.
Pour la Science-n°347 septembre 2006
Document 5 – La fin du Sahara vert
Pourquoi le Sahara verdoyant s'est-il brutalement transformé en désert, il y a quelque 5 000 ans ? Aucun modèle climatique n'avait encore réussi à
reproduire ce changement radical, révélé par l'analyse des pollens fossiles. Idéalement, les simulations devraient prendre en compte toutes les
interactions possibles entre l'atmosphère, l'océan et la végétation. Mais cela reste difficile et très coûteux pour un modèle au maillage fin. C'est donc
en optant pour une moindre résolution géographique - une maille large de 10° de latitude et 51° de longitude, en gros la taille du Sahara - que des
chercheurs allemands de l'Institut de recherche sur l'impact climatique de Postdam ont réussi à intégrer cette complexité (M. Claussen et al .,
Geophys. Res. Lett., 26, 2037, 1999). En débutant leur simulation dans les conditions chaudes et humides d'il y a 9 000 ans, ils ont montré que les
variations de la position de la Terre par rapport au Soleil, bien que faibles et graduelles, ont pu déclencher une cascade d'effets conduisant au
changement brutal. Ce sont principalement les interactions entre la végétation et l'atmosphère qui ont été décisives (l'océan ne paraissant jouer qu'un
rôle secondaire) : l'insolation diminue, la mousson s'affaiblit, et la végétation se raréfie. Passé un certain seuil, la couverture végétale ne suffit plus à
entretenir le cycle évaporation-précipitation et le taux d'humidité nécessaire : c'est le basculement vers un régime aride. Selon ce scénario qui reste à
confirmer, la désertification s'est faite en deux épisodes : le premier a commencé vers - 5440 ans, et le second, plus intense s'est déroulé entre - 4000
et - 3600 ans, en à peine quatre cents ans.
La Recherche -n°324 - 10/1999
ème
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Document 6 – Le Sahara aujourd’hui
Document 7 – La disparition du Lac Tchad
Après une longue controverse, l’existence d’un Méga-lac Tchad au quaternaire récent (6.000 BP) a été prouvée. Ce lac
mesurait alors 340.000km2 et atteignait 160m de profondeur, contre guère plus de 3m actuellement.
ème
Géographie 5
2012-2013
B. COURS – Pour comprendre le changement climatique dans le Sahara
Observez la carte de la végétation dans l’Atlas (pl. ….)
•
Localisez les principaux déserts et indiquez-les sur la carte muette
•
Tracez et nommez les parallèles remarquables
•
Où se situent les principaux déserts ?
•
Caractérisez les précipitations annuelles dans ces déserts
•
Expliquez l’expression : « La nuit est l’hiver du désert » :
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ème
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1. Pourquoi ne pleut-il pas dans le Sahara alors que 2000 km plus au Sud, des trombes d’eau
arrosent les forêts équatoriales ?
(1) On appelle zone de
convergence
intertropicale l'ensemble
des régions de basses
pressions vers lesquelles
convergent les masses
d'air chaudes et humides
amenées des tropiques
par les alizés et qui
entourent la Terre près de
l'équateur formant une
sorte de ceinture de
quelques centaines de
kilomètres de large. Les
oscillations de cette zone
de part et d'autre de
l'équateur, vers le sud en
hiver et le nord en été,
ont un impact sur les
précipitations, notamment
en Afrique équatoriale.
Explication du schéma :
A l’équateur la surface de la mer est très ………………… et s’évapore facilement. Un air chargé d’humidité baigne les forêts
équatoriales. Cette montée d’air va créer des ………………. pressions au niveau du sol. En s’élevant, l’air humide chauffé par le
soleil se …………………………….. et se condense. C’est ainsi que se forment les gouttes d’eau. Des pluies abondantes tombent
sur les régions équatoriales. L’air asséché redescend ensuite sur les tropiques à égale distance de l’équateur sur les 2 hémisphères.
Et provoque les …………………… pressions subtropicales.
2. Pourquoi, il y a environ 10 000 ans, la pluie s’est-elle mise à tomber sur le désert ?
Explication
Solei
l
été aujourd’hui
inclinaison 23°26’
été –11 000 ans
inclinaison 24°11’
Aujourd’hui, la Terre est ………………. du Soleil en été dans l’hémisphère Nord
Il y a 11 000 ans :
•
la Terre était plus …………………. du soleil en ……………..
•
la Terre était davantage penchée vers le Soleil en ………………….
Deux phénomènes astronomiques favorables aux étés très ……………… .ont eu lieu en même temps.
Conséquence : l’eau des océans s’évapore ………………… et les pluies sont …………………… abondantes et pénètrent plus loin à
l’intérieur du continent.
Cette conjonction bénéfique a duré environ 5000 ans. Cette courte période humide a permis à la végétation de pousser et aux hommes
de s’installer
ème
Géographie 5
3.
2012-2013
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SYNTHÈSE
Décrire et expliquer les variations climatiques du Sahara au cours de l’Holocène
A. Décrire
Aujourd’hui, le Sahara est le plus vaste désert du monde (9 500 000 km²). Le climat est aride, les
précipitations rares (5 à 100 mm par an)
Il y a 10 000 ans, le Sahara était une savane humide, couverte de prairies et de lacs. Des gravures
rupestres découvertes sur les parois des cavernes, des restes d’animaux marins et de végétaux, outils
abandonnés témoignent d’une occupation humaine ancienne dans la région.
B. Expliquer
Le climat du Sahara a connu une alternance de périodes arides et humides en raison d’un changement
d’intensité des vents de mousson
Les variations de la mousson sont dues aux variations de la quantité d’énergie solaire incidente:
 de l’insolation  la mousson s’affaiblit
 de l’insolation  la mousson s’intensifie
Les variations de la quantité d’énergie solaire reçue proviennent d’une variation de la position de la
Terre par rapport au Soleil
Pourquoi la pluie s’est-elle mise à tomber dans le désert du Sahara il y a 10 000 ans ?
Le Sahara a été humide surtout entre 8000 et 6000 ans car l’HN recevait davantage d’énergie solaire
en été ce qui a amplifier la mousson africaine. La variation des paramètres orbitaux de la Terre explique
cette différence d’ensoleillement
Aujourd’hui, pourquoi ne pleut-il pas dans le Sahara ?
En raison de l’inégale répartition de la chaleur sur la Terre, les différences de températures provoquent
des différences de pressions. La plupart des régions tropicales sont sous l’influence permanente d’une
zone de haute pression, c’est-à-dire un air sec, comme dans le désert du Sahara.
ème
Géographie 5
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4. Notions de climatologie pour comprendre le
fonctionnement du système climatique
1.
Qu’est-ce que le climat ?
Origine du mot climat
L’origine étymologique du mot climat est grecque et vient du mot « klima » qui signifie
« inclinaison » (du soleil par rapport au zénith). Les grecs étaient de grands voyageurs et de très
bons observateurs. Ils ont constaté que les rayons du Soleil à midi n’avaient pas le même angle sur
l’horizon au cours d’une journée. De même, à certains moments précis de l’année, comme les
solstices, les rayons montaient plus ou moins haut dans le ciel suivant la région dans laquelle on se
trouvait.
Le climat de la Terre est entièrement gouverné par l’énergie solaire : il dépend donc à la fois
de la puissance émise par le Soleil et de la position de la Terre par rapport à celui-ci.
2.
Les zones climatiques
Le climat de la Terre est entièrement gouverné par l’énergie solaire – Cette énergie est
inégalement répartie à la surface de la planète.
a. La répartition spatiale des températures atmosphériques à la surface de la Terre
Tableau : bilan au sommet de l’atmosphère (Wm²)
Latitude
70-90
50-70
30-50
10-30
0-10
globe
T° en
surface
-12.9
-4.3
+13.9
+24.4
+26.2
+10
Rayonnement
solaire reçu
180
240
240
395
415
342
Rayonnement
solaire perdu
-110
-110
-110
-100
-105
-106
Rayonnement
absorbé
70
130
130
295
310
236
Infrarouge
émis
-170
-195
-195
-260
-255
-236
total
-100
-65
-10
35
55
0
Introduction à la Climatologie – A. HUFTY – Deboeck Université – 2001
Analyse du tableau :
Bilan
nul :………………………………………………………………………………………………………
Bilan
excédentaire :…………………………………………………………………………………………..
Bilan déficitaire :
……………………………………………………………………………………………..
Remarque (+atlas pl……): Le système se déplace
selon ………………………………………………
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Sachant que tout point de la Terre est à égale distance du Soleil, comment expliquer que la
température varie dans l’espace?
Explication : les inégalités de répartition du flux solaire à la surface du globe
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Conséquence : Le globe est divisé en zones de températures (voir docs 1 et 2)
A partir de l’Atlas planche … carte ……
Définitions
•
Un isotherme ………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………
•
Température moyenne annuelle ………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………………
•
Amplitude thermique ………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………..
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Les climats zonaux
DOC. 1 : Les isothermes moyens annuels et les 5 zones climatiques
DOC. 2 : Les précipitations totales moyennes annuelles
 Sur de vastes étendues orientées Est-Ouest (bandes horizontales), les températures et les
précipitations présentent des caractéristiques communes : on parle de climats zonaux.
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Géographie 5
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Observations
a. Comment varient les températures à la surface de la Terre ?
Elles diminuent de l’équateur vers les pôles, c.à.d. avec l’augmentation de la
latitude
b. Où l’amplitude annuelle est-elle maximale
c.
Comparez les zones climatiques sur le schéma (a) et sur la carte (b), que
constatez-vous ?
LES CLIMATS AZONAUX - EXERCICE
À partir des données climatiques reprises dans tableau suivant :
•
•
Localise, par un point et une lettre, les 15 stations météorologiques sur la carte muette ;
Sur une feuille annexe, compare les séries de données climatiques reprises ci-dessous et cherche
une explication aux constations
Série 1 : Shannon, Bruxelles, Berlin et Orenburg ;
Série 2 : Beresovo, Bruxelles et Athènes ;
Série 3 : Guadalajara et Nouakchott ;
Série 4 : Ottawa et Brest ;
Série 5 : New York et Chicago ;
Série 6 : Quito, Nairobi et Libreville.
Comme le montre la carte des climats du monde de la page 27, une multitude de types de climats
caractérise les 5 zones bioclimatiques. En effet, certains facteurs géographiques modifient, à une
échelle plus petite, le schéma zonal des climats.
Identifiez ces différents facteurs :
L’influence des courants marins : ils libèrent (courants chauds) ou absorbent
ème
Géographie 5
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Données climatiques (Source : www.ecoles.cfwb.be/icesquaregnon/climats
Villes
Lat.
Longitude
Altitude
Distance
approx. de
l’océan
t° moyenne
mois le plus
froid
t° moyenne
mois le plus
chaud
t° moyenne
annuelle
Amplitude
thermique
Précipitations
totales
moyennes
annuelles
Beresovo
Bruxelles
Athènes
Shannon
Berlin
Orenburg
New York
Chicago
Guadalajara
Nouakchott
Quito
Nairobi
Libreville
Ottawa
Brest
63° N
50° N
37° N
52° N
52° N
51° N
40 °N
41° N
20° N
18° N
0,1° S
1° S
0° S
45° N
48° N
65° E
4° E
23°E
9° O
13° E
55° E
74 °O
87° O
103° O
15° O
78° O
36° E
10° E
75° O
4° O
109 m
100 m
107 m
14 m
35 m
114 m
96 m
181 m
1551 m
2m
2818 m
1675 m
27 m
72 m
65 m
3000 km
140 km
2600 km
60 km
750 km
3500 km
0 km
1000 km
0 km
0 km
250 km
800 km
0 km
700 km
0km
-23,6 °C
2,7 °C
9,1 °C
5,3 °C
-1,1 °C
-15,4 °C
-0,8 °C
-4,0 °C
15,1 °C
20,8 °C
12,8 °C
15,0 °C
23,2 °C
-11,2 °C
5,8 °C
15,7 °C
16,8 °C
26,6 °C
15,7 °C
18,9 °C
22,0 °C
22,8 °C
24,1 °C
23,2 °C
29,2 °C
13,1 °C
18,9 °C
27,0 °C
20,6 °C
16,0 °C
-4,3 °C
9,4 °C
17,3 °C
10,2 °C
9,0 °C
3,8 °C
11,0 °C
11,0 °C
19,2 °C
25,7 °C
13,0 °C
17,4 °C
25,7 °C
5,4 °C
10,8 °C
39,3 °C
14,1 °C
17,5 °C
10,4 °C
20,0 °C
37,4 °C
23,6 °C
28,1 °C
8,1 °C
8,4 °C
0,3 °C
3,9 °C
3,8 °C
31,8 °C
10,2 °C
351 mm
835 mm
403 mm
971 mm
576 mm
364 mm
1091 mm
898 mm
935 mm
149 mm
1233 mm
996 mm
1964 mm
873 mm
1126 mm
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Géographie 5
Les climats de la Terre
2012-2013
page 27
ème
Géographie 5
3.
2012-2013
page 28
Les variations saisonnières
Sachant que l’énergie reçue varie en fonction de l’angle d’incidence, comment expliquer
que la température d’un lieu varie au cours d’une année ?
Explication du schéma
• La terre tourne autour du Soleil dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, en 365 jours et ¼,: c’est
le mouvement de révolution. L’orbite de la Terre forme une ellipse, dont le Soleil occupe un des foyers. Le
plan de cette orbite est appelé écliptique.
• L'axe de rotation de la Terre est incliné de 23°26' par rapport à la perpendiculaire au plan de l'écliptique
(plan de l'orbite de la Terre). Il reste parallèle à lui-même pendant la révolution de la Terre autour du Soleil.
Conséquences :
• La Terre reçoit les rayons du Soleil avec un angle qui change chaque jour ;
Quand le Pôle Nord est tourné vers le Soleil : 21 juin, début de notre été ; quand le Pôle Sud est tourné vers
le Soleil: le 22 décembre, début de notre hiver.
• À ces dates, les rayons solaires sont perpendiculaires, à midi, respectivement aux tropiques du Cancer et
du Capricorne : ce sont les solstices.
• Entre ces deux extrêmes, au 21 mars et au 23 septembre, les rayons sont perpendiculaires, à midi, à
l’équateur : la longueur du jour est égale à celle de la nuit (la ligne des jours passe par les deux Pôles). Ce sont
les équinoxes.
ème
Géographie 5
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Le Solstice d’été (hémisphère Nord)
Position du Soleil : à midi (solaire), le Soleil est
à la verticale du Tropique du Cancer.
Toute la région comprise entre le Pôle Nord et
le Cercle Polaire Arctique est continuellement
dans la zone éclairée : le Soleil ne se couche
pas. C’est le jour polaire. Inversement, la
même région centrée sur le Pôle Sud reste
dans la zone obscure (nuit polaire).
Le Solstice d’hiver (Hémisphère Nord)
Position du Soleil : à midi (solaire), le Soleil est
à la verticale du Tropique du Capricorne.
Toute la région comprise entre le Pôle Nord et
le Cercle Polaire Arctique est continuellement
dans la zone obscure : le Soleil ne se lève pas.
C’est la nuit polaire. Inversement, la même
région centrée sur le Pôle Sud reste dans la
zone éclairée (jour polaire).
Les Equinoxes : Printemps - Automne
Position du Soleil : à midi (solaire), le Soleil est
à la verticale de l’Equateur.
Le 21 mars, au Pôle Nord, le jour se lève pour
6 mois. A Pôle Sud, il se couche pour 6 mois.
Le 23 septembre s’est l’inverse.
La durée du jour est égale à la durée de la nuit
à tous les endroits de la Terre
ème
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Le trajet apparent du soleil
EXERCICES
Questions
1. Où et quand peut-on observer une seule fois au cours de l’année, le Jour Polaire à la Surface de la
Terre ?
2. Où et quand débutent le jour de 6 mois et la nuit de 6 mois à la surface de la Terre ?
3. Où et quand la durée du jour est-elle égale à celle de la nuit ?
5. Où et quand le soleil est-il au zénith à la surface de la Terre ?
ème
Géographie 5
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6. Représentez par un schéma construit de manière précise, les variations de l’angle d’incidence des
rayons du Soleil sous nos latitudes aux différentes saisons.
7. Notez sur le schéma ci-dessous :
•
Les solstices d’été dans l’hémisphère nord et sud
•
L’équinoxe de printemps dans l’hémisphère sud
•
Le sens du mouvement de rotation de la Terre par 4 flèches
8. Pourquoi a-t-on défini les parallèles remarquables tels les tropiques et les cercles polaires,
9. Il y a inversion des saisons entre l'hémisphère nord et l'hémisphère sud. Que se passe t-il lorsque
l'on est à la limite des deux hémisphères, c'est-à-dire lorsque l'on est sur l'équateur ?
ème
Géographie 5
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4. La circulation des enveloppes fluides : atmosphère et océan
Pourquoi ne fait-il pas de plus en plus chaud à l’équateur et de plus en plus froid aux pôles ?
Les différences de température à la surface de la Terre vont engendrer des courants puissants qui vont transporter
l’énergie de l’équateur vers les pôles et le froid vers les tropiques
A. La circulation de l’atmosphère
Comment l’atmosphère s’y prend-elle pour transporter l’énergie d’un endroit à un autre ?
Les différences de température entraînent des différences de pression → ascendance et subsidence de l’air =
mouvements verticaux
Lorsque des différences de pression apparaissent, des vents s’enclenchent : l’air circule toujours d’une haute pression
vers une basse pression = mouvements horizontaux
Remarque : la rotation de la Terre sur elle-même dévie ces flux. L’air qui se déplace est dévié vers la droite dans
l’hémisphère Nord et vers la gauche dans l’hémisphère Sud (= effet de Coriolis).
ème
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Déviation des vents (situation dans l’hémisphère Nord)
En haut : une basse pression
En bas : une haute pression
a) sans la force de Coriolis
b) avec la force de Coriolis
Force de Coriolis : force s’exerçant sur tout corps
en mouvement à la surface de la terre, due à la
rotation de celle-ci.
Alizés : vents persistants qui soufflent des hautes
pressions tropicales vers l’équateur.
Westerlies : vents d’ouest caractérisants les
moyennes latitudes.
Front : surface de discontinuité entre 2 masses
d’air.
La densité de l’air dépend de sa ………………………………………………… . L’air ……………………………, plus léger s’élève, il se produit
un mouvement d’………………………………………………………… . Au contraire, l’air …………………………………, plus lourd descend vers
le sol. On parle de mouvement de …………………………………………………………………… .
Dans les régions d’ascendance, la pression atmosphérique est …………………………………………… à la moyenne estimée à 1013
hPa et forme une ………………………………………………… ou une …………………………………………………… . Au contraire, dans les zones
de subsidence, la pression est supérieure à la moyenne, il y a formation d’une ……………………………………………………………… ou
d’un …………………………………………………………………… .
Les mouvements d’air horizontaux sont liés à la différence de ………………………………………, et donc à la répartition des hautes
et basses pressions. Ces mouvements d’air s’appellent des …………………………………… . Il s’agit d’un déplacement horizontal
d’air des zones de ………………………………………………… vers les zones de …………………………………………………… afin de parvenir à
une pression uniforme.
Les vents ne se déplacent pas en ligne droite d’une …………… vers une …………, mais sont déviés par la force de
……………………………………………………… due à la ………………………………………………… de la terre. Dans l’hémisphère nord, les vents
tournent dans le sens ……………………………………………………… (déviation vers la …………………………… ) autour de la HP et sont
déviés vers la BP dans le sens …………………………………………………………………… (déviation vers la …………………………) . Dans
l’hémisphère sud, c’est juste l’inverse.
ème
Géographie 5
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Localisation des centres de haute et de basse pression et vents dominants
Remarques :
-
-
On appelle zone de convergence intertropicale (ZCIT ou CIT), l’ensemble des régions de basses pressions vers
lesquelles convergent les masses d’air chaudes et humides amenées des tropiques par les alizés et qui
entourent la terre près de l’équateur, formant une sorte de ceinture de quelques centaines de kilomètres de
large. Les oscillations de cette zone de part et d’autre de l’équateur, vers le sud en hiver et le nord en été, ont
un impact sur les précipitations, notamment en Afrique équatoriale.
Le vent est le déplacement d’une masse d’air d’une zone de haute pression vers une zone de basse pression.
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Géographie 5
B.
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page 35
La circulation océanique
Au même titre que l’atmosphère, l’océan est une énorme machine thermique. Le soleil le réchauffe dans les
zones tropicales, et la chaleur ainsi stockée dans l’eau est restituée vers l’atmosphère aux plus hautes latitudes,
ce qui le refroidit. C’est ainsi que sont engendrés les courants océaniques de surface et profonds qui
transportent cette chaleur de l’équateur vers les pôles.
Exemple : Le Gulf stream est un courant océanique chaud qui transporte la chaleur du Sud-ouest vers le Nord-est
(côtes européennes).
Cela explique pourquoi, l’hiver de Lisbonne est très différent de celui de New York alors que ces villes se trouvent à
une latitude semblable donc reçoivent la même quantité de chaleur. C’est dû au transport compensateur du Gulf
Stream, les côtes européennes sont irriguées par ce courant marin chaud même si il s’est beaucoup refroidit en
traversant l’Atlantique.
Les courants marins
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Géographie 5
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En résumé
Le climat est déterminé par des facteurs astronomiques
Les différences de température entre le jour et la nuit sont dues au mouvement de
rotation de la terre. Cette dernière tourne sur elle-même autour de son axe de rotation
(ligne imaginaire traversant d'un pôle à l'autre) en 24 heures.
Les différences de températures entre l'équateur et les pôles sont dues à la sphéricité de la
terre. On considère que la Terre est suffisamment loin du Soleil pour que les rayons
solaires soient parallèles lorsqu'ils arrivent à la surface de celle-ci. Ainsi, pour une même
quantité d'énergie solaire reçue, la surface réchauffée sera plus petite là où l’angle
d’incidence est faible. Les tropiques où le Soleil est proche du zénith, reçoivent plus
d’énergie que les pôles, où les rayons rasent l’horizon et l’angle d’incidence est élevé.
Les différences de température au cours d’une année, entre l'été et l'hiver, sont quant à
elles dues à la révolution de la Terre et l'inclinaison de l'axe de rotation qui accentuent
cette différenciation zonale.
À ces trois facteurs liés à la géométrie du système Terre-Soleil, il faut ajouter une gamme
de facteurs géographiques qui viendront moduler le climat de façon locale ou régionale.
• la présence des océans ou des continents;
• la position géographique par rapport aux vents dominants (ex.: à nos latitudes les
façades continentales Ouest ont un caractère maritime plus prononcé que les façades Est,
dû à la circulation dominante des vents d'Ouest); l
• l’altitude et le relief (ex. : la présence de barrière physique telle qu’une chaîne de
montagnes)
• les courants océaniques.
ème
Géographie 5
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Lexique
Albédo : fraction du rayonnement incident réfléchie ou diffusée par un corps
Angle d’incidence des rayons du soleil : en un lieu donné, angle formé entre les rayons du soleil et la perpendiculaire
au sol (varie de 0° à 90°)
Aphélie : point de l’orbite d’une planète qui est le plus éloigné du soleil (terre à l’aphélie le 4 janvier)
Bilan radiatif : Le bilan radiatif est l'équilibre entre l'énergie solaire arrivant sur la Terre, et celle réémise par la
planète.
Cercle polaire : parallèle situé à 66°34’ de latitude nord (cercle polaire arctique) ou 66°34’ de latitude sud (cercle
polaire antarctique). Le cercle polaire arctique marque la limite où sur la Terre a lieu la nuit de 24 h au solstice de
décembre et le jour de 24 h au solstice de juin.
Circulation générale de l’atmosphère : assure le transfert de l’énergie des régions ou le bilan radiatif est négatif vers
les régions où le bilan radiatif est positif.
Ecliptique : du mot grec ekleiptikos qui signifie « relatif aux éclipses ». C’est l’orbite (la trajectoire) de la terre autour
du soleil (les éclipses surviennent lorsque la terre, la lune et le soleil se trouvent dans le même plan, le plan de l’orbite
de la terre.
Equateur : grand cercle dont tous les points sont à égale distance des 2 pôles géographiques. Il divise la terre en 2
hémisphères égaux (le plan de l’équateur passe par le centre de la terre et coupe perpendiculairement l’axe de
rotation en 2 parties égales). C’est le plus long des parallèles.
Equinoxe : moments de l’année (21 mars et 23 septembre) où le Soleil est au zénith à l’Equateur
Hauteur : angle compris entre les rayons du Soleil et la ligne d’horizon (hauteur et angle d’incidence sont
complémentaires).
Isotherme : se dit d’une ligne imaginaire joignant les points du globe d’égale température moyenne.
Latitude : distance en degrés entre l’équateur et le parallèle d’un lieu, de 0° à 90° Nord ou Sud
Longitude : distance en degrés entre le méridien de Greenwich et le méridien d’un lieu, de 0° à 180° Est ou Ouest
Méridien : demi grand cercle perpendiculaire à l’équateur, reliant les deux pôles et dont tous les points ont la même
longitude. Méridien de Greenwich : méridien de référence pour la mesure de la longitude (convention internationale
de 1884). Le méridien de Greenwich passe par l’ancien observatoire de Greenwich, au sud-est de Londres.
Obliquité : angle formé par l’axe de rotation de la terre et le plan de l’écliptique (actuellement 23°26’). Si l’obliquité
était nulle, il n'y aurait pas de contraste saisonnier entre les deux hémisphères. L’équinoxe durerait toute l’année.
Parallèle : cercle parallèle à l’équateur et reliant tous les points situés à une même latitude. Sa longueur diminue de
l’équateur vers les pôles. Son plan est perpendiculaire à l’axe de rotation de la terre.
Périhélie : point de l’orbite d’une planète le plus proche du Soleil.
Révolution : trajectoire de la Terre autour du Soleil en 365 jours et 1/4
Rotation : en astronomie, mouvement complet et périodique d’un astre autour de son axe de rotation. Exemple : le
mouvement journalier de la terre autour de son axe de rotation.
Solstice : moments de l’année où le Soleil est au zénith à l’un des Tropiques.
Tropique : parallèle situé à 23°26’ de latitude nord (tropique du cancer) ou 23°26’ de latitude sud (tropique du
capricorne). A la date du solstice d’été, le soleil culmine au zénith (à la verticale, à la perpendiculaire) du « midi vrai »
(« l’heure vraie »).Zénith : direction de la verticale vers le haut. Le Soleil ne passe au zénith qu’entre les 2 Tropiques.
ème
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5. L’Homme modifie-t-il le climat ?
A. ETUDE DE DOCUMENTS – Les activités humaines jouent-elles un rôle dans le réchauffement ?
Document 1
Deux études pointent la responsabilité de l'homme dans le réchauffement climatique
LEMONDE.25.11.05
A quelques jours de l'ouverture du sommet mondial de l'ONU consacré à l'environnement, deux études publiées par
le journal Science dans son édition de jeudi 24 novembre sont venues confirmer le très fort impact des activités
humaines sur la planète, notamment sur le réchauffement climatique.
L'équipe du professeur de géologie américain Kenneth Miller révèle que le niveau des océans a augmenté deux fois
plus rapidement au cours des 150 dernières années que lors des cinq millénaires précédents – de deux millimètres par
an contre un auparavant. La moitié de cette hausse est liée au fait que la Terre est entrée dans une période plus
chaude, mais l'autre moitié est imputable aux activités humaines, c'est-à-dire à l'effet de serre résultant du rejet de
dioxyde de carbone.
Les chercheurs ont travaillé durant quinze ans. Ils ont analysé les marées et des données satellites, ainsi que cinq
échantillons prélevés à 500 mètres de profondeur pour étudier des fossiles, des sédiments et diverses variations dans
la composition chimique de la surface terrestre, ce qui leur a fourni des données sur les 100 millions d'années
écoulées. "Cela nous a permis de comprendre les mécanismes d'évolution du niveau de la mer avant l'intervention de
l'homme", a ajouté le professeur Miller.
Ces recherches ont également permis de conclure que le niveau de la mer à l'époque des dinosaures était inférieur
aux estimations jusque-là généralement acceptées. L'équipe de Kenneth Miller pense qu'il était alors supérieur de
100 mètres à son niveau actuel, et non pas de 250 mètres.
UNE HAUSSE 200 FOIS PLUS RAPIDE
Une équipe européenne a, elle, étudié l'évolution de l'atmosphère terrestre depuis 650 000 ans, grâce à trois grands
échantillons de calotte glaciaire prélevés à 3 000 mètres de profondeur dans l'Antarctique, et notamment aux bulles
contenues dans la glace.
Ils ont constaté que la quantité de dioxyde de carbone avait été relativement stable jusqu'au début de la révolution
industrielle, voilà deux siècles. Or, "la hausse que nous connaissons aujourd'hui est environ 200 fois plus rapide que
n'importe quelle autre hausse révélée" par ces échantillons, a déclaré l'auteur d'une de ces études, Thomas Stocker,
de l'institut de physique de Berne (Suisse). Les scientifiques, qui n'étaient jusqu'ici remontés que jusqu'à 460 000 ans,
pensent désormais possible d'analyser des bulles d'air datant d'un million d'années dans les couches profondes des
glaces de l'Antarctique.
Avec AFP et
Reuters
A partir du document 1 :
1) D’après les chercheurs, quel phénomène illustre la réalité du réchauffement ?
2) Quelle preuve apportent-ils de la responsabilité de l’homme dans le phénomène de réchauffement ? Par
quel moyen ?
Document 2
IPCC – rapport 2001
.
ème
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Document 3
http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-evolution-du-climat.xml
A partir des documents 2 et 3
3) Présentez, analysez les docs 2 et 3
4) Quelle corrélation pouvez-vous établir entre les 2 docs ?
5) Ces documents fournissent-ils la preuve de la responsabilité de l’homme dans l’actuel réchauffement ?
Justifiez votre réponse.
Document 4
L'effet de serre additionnel
"Dans bien des cas, la satisfaction des besoins humains est à l'origine d'une détérioration de
l'environnement, laquelle à son tour risque de diminuer la capacité à répondre aux besoins
actuels et futurs" (GIEC, 2001).
Ce sont les activités humaines, principalement par l'exploitation massive de combustibles fossiles et
la modification de la couverture des terres, qui entraînent une augmentation des concentrations
atmosphériques de gaz à effet de serre (GES), qui modifient les bilans radiatifs et tendent à
réchauffer l'atmosphère. Le dernier rapport du GIEC de 2007 note qu'il y a désormais "plus de 90%
de chances" que les activités humaines jouent un rôle dans le réchauffement planétaire que nous
connaissons.
Ce phénomène naturel de piégeage par l'atmosphère de la fraction du rayonnement solaire ré-émis
par la Terre, l'effet de serre, est amplifié par les rejets excessifs de gaz majeurs : gaz carbonique
(CO2), méthane (CH4), protoxyde d'azote ou oxyde nitreux (N2O), ozone (O3) et de gaz mineurs
comme l'hexachlorofluorocarbone (HCFC), le perfluorocarbures (PFC) et l'hexafluorure de soufre
(SF6). Les concentrations des trois gaz majeurs "ont crû de façon notable du fait des activités
humaines depuis 1750" (GIEC, 02/2007).
A partir du document 4
6) Quelles activités humaines sont responsables de l’accroissement de l’effet de serre ?
7) Quels sont les gaz responsables ?
8) Qu’est-ce que l’effet de serre ?
ème
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Document 5 - Les gaz à effet de serre retenus dans le protocole de Kyoto
GAZ
dioxyde de
carbone
(CO2)
ABONDANCE
en ppmv*
300
DURÉE DE VIE
PART DANS
L’EFFET DE
SERRE
ADDITIONNEL
1,745
PROTOXY
HYDROFLUOROCA HYDROCARBURES
DE
D'AZOTE RBURES (HFC)
PERFLUORÉS (PFC)
(N2O)
HEXAFLUORU
RE DE SOUFRE
(SF6)
0,314
0,004
0,022
0,08
Déforesta-tion
fermenta-tion
végétale, digestion
engrais,
animaux,
industrie
exploitation
pétrole et gaz,
rizières, décharges
frigorigènes substituts
des CFC dans les
climatisations ou les
réfrigérateurs
isolant électrique
solvants et nettoyants
et
industriels
gaz traceur
Un siècle
10 ans
120 ans
Dizaine d’années
Dizaine de milliers
d’années
55%
15%
5%
15%
10% à eux deux
Combustion des
énergies
fossiles,
SOURCE
MÉTHANE
(CH4)
Milliers d’années
*ppmv : partie par million, c’est à dire volume, en centimètre cube, d'un gaz donné dans un mètre cube de mélange. Ex :
1000 ppmv équivalent à 0.1% du volume atmosphérique.
A partir du document 5
9) Quel gaz contribue le plus à l’effet de serre anthropique ?
10) Quel pourcentage de l’atmosphère représente-t-il ?
Document 6- Les gaz à effet de serre retenus dans le protocole de Kyoto
LE RAYONNEMENT SOLAIRE ET L’EFFET DE SERRE
(IR : infrarouges)
d’après Belin
A partir du document 6
11) A l’aide du document 1 expliquez le mécanisme de l’effet de serre.
12) L’effet de serre est-il un phénomène bénéfique pour l’Homme ? Justifiez votre réponse.
ème
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B. COURS – Effet de serre naturel et anthropique
Sans atmosphère : pas d’effet de serre – ex. sur
la lune ou sur Mercure
Avec atmosphère : effet de serre – ex.sur Vénus,
La Terre, Mars…
1. Structure et composition de l’atmosphère
Définition : L’atmosphère est une couche de gaz
d’environ 1000 km d’épaisseur, qui entoure la Terre et
l’accompagne dans son mouvement de rotation.
Structure de l’atmosphère
La troposphère est la couche la plus importante car
elle est le siège des principaux mouvements
atmosphériques qui déterminent le temps et le climat.
En contact avec le sol, cette couche est épaisse de 8
km aux Pôles et de 18 km à l’Equateur .La pression
atmosphérique est élevée du fait de l’attraction terrestre
qui concentre les molécules gazeuses. La température
diminue assez régulièrement de 6°c par 1000 m,
jusqu’à la limite supérieure, zone de discontinuité
appelée la tropopause
La stratosphère s’étend jusqu’à environ 50 Km
d’altitude où elle atteint la seconde zone de
discontinuité appelée stratopause. Les molécules d’air
se raréfient progressivement et la pression
atmosphérique devient de plus en plus basse au fur et
à mesure qu’on s ‘élève. A 35 km d’altitude se trouve la
couche d’ozone qui absorbe les rayons ultra-violets.
La mésosphère s’étend de 50 km à 80 km d’altitude,
jusqu’à la troisième discontinuité, la mésopause.
La thermosphère s’étend de 80 à environ 1000km. Les
gaz y sont très raréfiés. L’hydrogène joue ici un rôle
important en absorbant les rayons U.V., faisant
augmenter la température jusqu’à plusieurs centaines
de degrés.
La magnétosphère est la zone dans laquelle se
manifestent les phénomènes magnétiques liés à
l’activité solaire. C’est dans cette zone, qui commence
à 400 km, que l’on rencontre les ceintures de Van Allen.
Questions
Quelle est la structure de l’atmosphère ?
Présenter et expliquer les critères choisis pour
établir cette classification.
Composition de l’atmosphère
Nom du gaz
% présent
Azote (N2)
78 %
Oxygène (O2)
21 %
Argon (A)
0,93 %
Vapeur d'eau (H2O)
0-4%
Gaz carbonique (CO2) 0,033 %
Néon (Ne)
0,0018 %
Krypton (Kr)
0,000114 %
Hydrogène (H)
0,00005 %
Oxyde d'azote (N2O)
0,00005 %
Xénon (Xe)
0,0000087 %
Ozone (O3)
0 - 0,000001 %
Pourquoi les phénomènes météorologiques
ont-ils lieu essentiellement dans la première
couche de l’atmosphère ?
Les 2 principaux constituants sont l’azote et l’oxygène.
ème
constituant, l’argon, représente moins de 1 %
Le 3
de la concentration totale. Quant aux constituants
minoritaires, CO2, H, Ne, N2O, O3, ils représentent
moins de 0,07 % de la concentration totale mais jouent
un rôle essentiel dans la physique et la chimie de
l’atmosphère et sont vitaux pour la biosphère.
Dans l’atmosphère terrestre, les principaux gaz à effet
de serre sont la vapeur d’eau (H2O), le dioxyde de
carbone (CO2), le méthane (CH4), l’oxyde nitreux
(N2O) et les chlorofluorocarbures (CFC).
Les CFC ont une origine exclusivement anthropique,
alors que CO2, CH4 et N2O ont une double origine,
naturelle et anthropique. De loin la plus abondante dans
l’atmosphère, la vapeur d’eau n’est pas directement
reliée aux activités de l’homme.
ème
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2. Bilan radiatif et effet de serre
•
Le système climatique est entièrement gouverné par l’énergie qui nous vient du Soleil.
• Tout corps émet un rayonnement dont la longueur d’onde et l’intensité dépendent de sa
température.
Le bilan radiatif de la Terre
schéma tiré de « L’avenir climatique » J.M. Jancovici - éd. du Seuil – mars 2002
Bilan radiatif et effet de serre - Explications du schéma
Ce schéma résume les transformations de l’énergie solaire incidente.
•
L’énergie solaire nous arrive sous forme de rayonnement électromagnétique. De quoi est-il composé ?
…………………………………………………………………………………………………………………………………….
•
Energie solaire incidente = A = ……. w/m²
•
Remarque : l’énergie solaire incidente ≠constante solaire
Analyse
De l’énergie incidente qui arrive au sommet de l’atmosphère, …………W/m² sont absorbés par la surface et ……… sont
absorbés par les nuages et l’atmosphère. Le reste, …………W/m² est réfléchi vers l’espace : …… W/m² par les nuages,
l’air et les aérosols et ………. w/m² par la surfaceA = 342 w/m²
-
I = 107 w/m²
= 235 W/m²
Le système climatique est-il en équilibre ?
…………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………….
Avec une émission de 235 w/m², la température moyenne est de – 18°C.
Or la température sur terre est de 15°C, ce qui correspond à une émission d’IR de 390w/m² ???
En plus du flux solaire absorbé, c’est-à dire ………W/m², la Terre reçoit ……… W/m² dû à l’émission de flux infrarouge
descendant de l’atmosphère.
→ Total du flux ascendant = ………. W/m² (……. + …….)
ème
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Pour garder son équilibre thermique, la surface se refroidit et doit rendre autant d’énergie qu’elle en reçoit :
→
………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
Quelle est la contribution des GES ?
…………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………….
Et quand on parle du réchauffement climatique ?
…………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………….
Vocabulaire :
Albédo : proportion du rayonnement réfléchi par un objet. Un miroir parfait a un albédo de 100 %, la neige fraîche a un albédo de
80 % et un corps noir parfait un albédo nul.
Bilan radiatif : différence entre la part du rayonnement incident absorbé par la terre et son atmosphère, qui réchauffe cet
ensemble, et le rayonnement thermique réémis par cet ensemble vers l'espace. Calculé en moyenne pour l'ensemble de la planète
et sur des périodes prolongées, le bilan radiatif du système climatique doit être équilibré. Comme le système climatique tire toute
son énergie du soleil, ce bilan implique que, globalement, la quantité de rayonnement solaire reçue est en moyenne égale à la
somme du rayonnement solaire réfléchi et du rayonnement infrarouge sortant émis par le système climatique. Toute perturbation
de cet équilibre radiatif global, qu'elle soit due à l'activité humaine ou qu'elle soit d'origine naturelle, est appelée forçage radiatif.
Constante solaire : puissance rayonnée par le Soleil, mesurée au sommet de l’atmosphère par unité de surface perpendiculaire aux
rayons du Soleil ;
Effet de serre : Réchauffement des basses couches de l‘atmosphère du à la capacité de certains gaz de retenir, de « piéger » une
grande partie de la chaleur restituée par la Terre. Les gaz de l’atmosphère laissent passer le rayonnement visible du Soleil mais
absorbent ce que restitue le sol sous forme de rayonnement infrarouge. Sans ce phénomène naturel, la Terre serait une planète
gelée (-18°C en moyenne au lieu des 15°C actuel)
Émission : Un corps porté à une certaine température convertit son énergie interne en rayonnement thermique. Une unité de
surface d'un corps émet durant une unité de temps une quantité d'énergie appelée flux d'émission.
Absorption : Il s'agit de l'opération inverse. Quand une surface reçoit un flux d'énergie, la fraction transformée en énergie interne
est appelée flux absorbé.
Réflexion et diffusion : Au lieu d'être absorbé, le rayonnement incident sur une paroi peut être directement renvoyé par la paroi.
Dans ces conditions on distingue 2 cas :
•
Le renvoi obéit aux lois de l'optique géométrique (un angle d'incidence, un angle de réflexion). Il s'agit alors de réflexion.
•
Le renvoi se fait dans toutes les directions (même si l'on a une seule direction incidente). On parle alors de diffusion.
On note que l'onde diffusée ou réfléchie a la même fréquence que l'onde incidente.
Flux de chaleur sensible : Le flux de chaleur sensible entre la surface terrestre et l'atmosphère correspond à la quantité de chaleur
échangée par conduction. La troposphère n'est que très faiblement chauffée par les radiations solaires. Elle reçoit la majeure partie
de son énergie de la part de la Terre.
Flux de chaleur latente entre la surface et l'atmosphère est donc associé à la quantité de vapeur d'eau introduite dans
l'atmosphère. La chaleur ne sera libérée qu'ultérieurement lors de la condensation. D'où l'appellation de chaleur latente (qui se
manifeste plus tard)
ème
Géographie 5
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Pour en savoir plus…
Les rayonnements électromagnétiques
la lumière,
les infrarouges,
les ultraviolets,
les rayons X,
les ondes radio,
les micro-ondes qui circulent dans les fours de même nom,
et, pour ceux qui s'intéressent à la radioactivité, les rayons gamma,
sont des rayonnements qui sont tous de même nature : ils forment la vaste famille des rayonnements électromagnétiques.
Tout corps ayant dépassé le zéro absolu (c'est à dire -273,15 de nos degrés !) émet du rayonnement électromagnétique pour dissiper
une partie de son énergie :
S'il n'est pas très chaud, il n'émettra que des ondes radio ; c'est le cas de certains objets dans l'espace (où effectivement il ne fait pas
chaud : - 270 degrés Celsius !),
s'il est plus chaud il émet aussi des infrarouges (par exemple notre corps émet des infrarouges, même la nuit : c'est grâce à cela que
l'on peut construire des caméras à infrarouges qui permettent de nous "voir la nuit" en captant ces infrarouges),
s'il est encore plus chaud (à partir de 700° C, par exemple un morceau de métal chauffé "au rouge"), il émettra aussi de la lumière
visible ; dans nos ampoules électriques nous ne faisons rien d'autre que de chauffer à l'électricité un filament de métal vers les 2700
°C, ce qui lui fait rayonner de la lumière visible,
encore plus chaud, il émettra aussi des ultraviolets, c'est le cas du soleil,
encore plus chaud, il émettra des rayons X : c'est le cas de certains corps célestes.
Le soleil, qui est très chaud (6.000 °C à la surface), nous envoie un rayonnement composé de :
10% d'ultra-violets (dont une bonne partie est arrêtée par la fameuse "couche d'ozone", heureusement pour nous car les ultraviolets,
qui sont des rayonnements "énergiques", sont néfastes à la vie : ils ont tendance à "casser", dans les cellules vivantes, des liaisons
chimiques indispensables),
40% de lumière visible
50% d'infrarouges.
La Terre, qui n'est pas très chaude (15 ° C), émet uniquement des infrarouges (qui ne sont pas les mêmes que ceux du soleil).
Or un matériau peut très bien être transparent pour l'un de ces rayonnements et pas pour les autres : notre propre corps, par exemple,
est transparent pour les rayons X (qui passent bien à travers ; c'est pour cela que l'on s'en sert en radiographie), mais ne l'est pas pour
la lumière visible (sinon nous ne dirions pas : ôte-toi de là, je ne vois rien !). http://www.manicore.com/
ème
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Synthèse – L’homme modifie-t-il le climat ?
L’effet de serre naturel
• Il existe un effet de serre naturel qui est essentiel à la vie sur Terre. En effet, sans atmosphère, il
n’y aurait pas d’effet de serre et la température moyenne sur Terre serait de – 18°C.
• Sur la Lune qui est à la même distance du Soleil que la Terre mais qui n’a pas d’atmosphère, la
2
T° moyenne = -18°C : de 130°C le jour à -150°C la nuit.
• Grâce à la propriété de certains gaz contenus en infime quantité dans l’atmosphère, le
rayonnement infrarouge émis par la Terre est piégé et renvoyé sur terre ce qui contribue à
augmenter sa température de 33°C.
• Ces gaz sont par ordre d’importance : la vapeur d’eau, le CO2, le CH4, le N2O et l’O3. Ils
retiennent le rayonnement infrarouge émis par la Terre et le revoie vers sa surface.
L’effet de serre anthropique
• Le problème actuel vient de l’intensification de l’effet de serre par l’action de l’homme.
L’humanité consomme de plus en plus d’énergies issues de la combustion du pétrole du gaz et du
charbon et donc envoie de plus en plus de CO2 dans l’atmosphère.
• A cela s’ajoute la modification de la couverture des sols : l’étendue des surfaces boisées diminue
et donc le recyclage du CO2 en O2 grâce à la photosynthèse, n’est plus assuré.
• La notion de forçage radiatif exprime la modification du bilan radiatif c'est-à-dire de l’équilibre
entre l’énergie qui entre et l’énergie qui sort. Il est exprimé en watt par mètre carré (W/m2). Si la
valeur du forçage est positive, le facteur en question entraîne un réchauffement à la surface de la
Terre –et inversement.
• Les experts du GIEC attribuent à l’activité humaine un forçage radiatif de +1,6 W/m2 (avec une
fourchette de +0,6 à +2,4) et au rayonnement solaire de +0,12 W.m-2 (de +0,06 à +0,3).
Ne confondez pas couche de gaz à effet de serre et couche d’ozone !
• La couche de gaz à effet de serre est située dans les basses couches de l’atmosphère ou
troposphère.
• Il ne faut pas la confondre avec la couche d’ozone, située elle à une altitude comprise entre 30
et 50 km c’est-à-dire dans la stratosphère. L’ozone est à cette altitude, un gaz protecteur, filtrant les
rayons ultraviolets solaires. Les gaz CFC (Chlorofluorocarbone) présents notamment dans les
anciennes bombes aérosols, les réfrigérateurs, les systèmes de conditionnement d’air… détruisent
la couche d’ozone et le filtre UV disparaît.
• L’ozone troposphérique (entre 0 et 10 km d'altitude) est lui néfaste pour l’homme. Il se forme lors
de périodes de fort ensoleillement, en présence de précurseurs tels que les oxydes d'azote et les
composés organiques volatils et provoque des irritations aux yeux et aux voies respiratoires.
2
Pourquoi certaines planètes ont-elles une atmosphère et d’autres pas ?
•
Pour conserver une atmosphère, une planète doit être capable de la retenir pour qu’elle ne se dissipe pas dans l’espace.
•
La force qui permet à une planète de retenir son atmosphère est la gravité.
•
Plus une planète est massive, plus la gravité est importante et plus elle retient son atmosphère.
•
Les planètes géantes comme Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune, possèdent d’énormes atmosphères
•
Sur Mars, 9X moins massive que la Terre, la gravité n’est pas assez importante pour retenir les gaz
ème
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6. Comment déterminer si le réchauffement est naturel ou anthropique?
Les scientifiques du Giec ont réalisé un schéma de synthèse dans le but de rendre compte de la contribution
respective de chaque facteur, naturel ou anthropique, dans l'actuel réchauffement.
Voici le schéma de la contribution des différents agents au forçage radiatif réalisé en 2001
Forçages radiatifs (Wm–2) annuels moyens dans le monde, découlant d’un certain nombre d’agents, de la période pré-industrielle
(1750) au présent (2000).
Noter les incertitudes liées à ces chiffres, diverses selon les produits. Les rectangles représentent les valeurs les plus probables, les
tirets les zones d'incertitude.
Figure extraite du rapport IPCC 2001 - http://www.ipcc.ch/pub/un/syrfrench/wg1sum.pdf
Voici le schéma tel qu'il a été présenté dans le dernier rapport du GIECen mars 2007
ème
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Définition du forçage radiatif:
Forçage radiatif: Le forçage radiatif désigne toute modification dans l'équilibre du bilan radiatif de la Terre. La
quantité de rayonnement solaire reçue est en moyenne égale à la somme du rayonnement solaire réfléchi et du
rayonnement infrarouge sortant émis par le système climatique. Toute perturbation de cet équilibre radiatif global,
qu'elle soit due à l'activité humaine ou qu'elle soit d'origine naturelle, est appelée forçage radiatif.
Quels sont les principaux facteurs qui contribuent au forçage radiatif depuis 1750?
Gaz à effet de serre: CO2, CH4, N2O, Halocarbures (Composés contenant du chlore, du brome ou du fluore et du carbone )
Ozone troposphérique: . Dans la troposphère il se forme à la fois naturellement et par suite de réactions photochimiques
faisant intervenir des gaz résultant de l'activité humaine ("smog"). L'ozone troposphérique agit comme un gaz à effet de
serre
Ozone Stratosphérique: Dans la stratosphère, il résulte de l'interaction du rayonnement solaire ultraviolet et de l'oxygène
moléculaire (O2) l’appauvrissement de la couche d’ozone sous l’action des halocarbones anthropiques donne lieu à un
forçage radiatif négatif.
Aérosols:particules minuscules et goutelettes en suspension dans l'air, d'origeine naturelle (tempête de puossières,
éruptions volcaniques...) ou anthropique (combustion de combustibles fossiles et de biomasse). Leur contribution au forçage
radiatif dépend de leur composition chimique. Leur séjour dans l'atmosphère est généralement de courte durée.
Sulfates: aérosols stratosphériques d'origine volcanique, riches en acide sulfurique et qui réfléchissesnt le rayonnement
solaire.
Avions: en plus d'émettre des gaz à effet de serre, les avions sont la source de traînées de condensation nuageuse (les
contrails, que l'on voit dans le ciel derrière les avions) responsables de l'augmentation de la couverture nuageuse en cirrus.
Modification des sols: le changement d'affectation des terres, principalement le déboisement, entraînant la modification
de la couverture terrestre, augmente considérablement l'albedo de la surface et donc contribue au forçage négatif.
Insolation: Le rayonnement solaire est la source fondamentale de toute l’énergie propre au système climatique de la
Terre. En conséquence, toute variation de la production solaire constitue un facteur de forçage radiatif.
Conclusion du GIEC
En 2007, le quatrième rapport du GIEC, annonce que la probabilité que le réchauffement climatique de ces dernières
c1
décennies soit dû aux activités humaines est supérieure à 90 % .
Depuis 1860, les variations de l'activité solaire ne sont pas la cause majeure du réchauffement climatique
constaté (augmentation de température de 0,6°C depuis un siècle). Les scientifiques ont montré qu'une
augmentation du rayonnement solaire pendant le cycle de onze ans se traduit par une augmentation
2
2
du bilan radiatif de la Terre de 0,2 W/m , à comparer aux 0,35 W/m par décennie dus aux effets
anthropiques: pour la période industrielle, l'effet solaire est donc moins important que les effets de
l'augmentation du CO2 anthropique, même si le Soleil a un rôle sur cette évolution climatique récente
(variation du bilan radiatif global, de la température de la stratosphère, de la nébulosité...).
Quoiqu'il en soit, pour expliquer le réchauffement climatique, la part relative entre CO2 et Soleil reste
aujourd'hui très difficile à chiffrer ».
http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOMsoleil-climat.xml