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Climat et effet de serre

vendredi 19 août 2016 par Joëlle Mirabaud

Chapitre 5 de Terminale S spé

I : Effet de serre
A : Température théorique et température réelle
p98, 99 : La température théorique calculée en fonction de la distance au soleil, est de -18°C. La température réelle est en moyenne de +15°C !
La moyenne de l’énergie reçue par la Terre des pôles à l’équateur est le quart de la constante solaire soit 342W/m².
Les rayons les plus caloriques sont les infrarouges, puis les ondes visibles puis les ultraviolets (1cal = énergie nécessaire pour chauffer d’1°C 1ml d’eau).
L’énergie interne dégagée par la planète est faible en comparaison (0,088W/m²).

B : Interaction entre albédo et effet de serre
p98 : Sur les 342W/m² reçus, 106W/m² sont réfléchis en fonction de l’albédo. Une variation d’albédo de la surface terrestre éclairée est mesurée avec un radiomètre qui enregistre le % d’ondes solaires réfléchies / ondes reçues. Le noir (albédo=0) capte bien les rayons solaires, surtout les infrarouges directement responsables de l’effet chaleur. Une couleur claire en capte peu. A l’extrême, la glace polaire fait miroir (albédo=1) et ne capte pas de chaleur.
La fonte de la glace des pôles, des glaciers alpins et himalayens, crée une augmentation de réception d’énergie solaire ce qui réchauffera la Terre encore plus.

C : Complexité de l’effet de serre
p100, 101 : Sur les 342W/m² reçus, 80W/m² sont absorbés par l’ozone de la stratosphère, la vapeur d’eau et le dioxyde de carbone de la troposphère. Cette absorption est difficile à modéliser, le plus simple est une modélisation analytique montrant que l’atmosphère agit comme un isolant, empêchant la réflexion des rayons vers l’espace.
p102, 103 : Les nuages absorbent et conservent l’énergie émise par le sol, de jour comme de nuit. A l’inverse, ils réfléchissent l’énergie solaire. Le bilan radiatif quantifié par mesure du flux d’IR, sera positif avec peu de nuages, négatif avec beaucoup de nuages.

II : Autres facteurs influençant les climats
A : Facteurs solaires et orbitaux
p104 : La variation de l’énergie solaire reçue par la Terre dépend de l’activité du soleil et peut être mesurée par des satellites ou par comptage des taches solaires. Elle dépend aussi de l’excentricité de l’orbite de la Terre (selon la présence des autres planètes, surtout de Jupiter), de l’obliquité de l’axe et la position des équinoxes sur l’orbite.

B : Cycle du carbone
p105 : Les éruptions volcaniques ont 2 effets opposés, la libération de CO2 augmente l’effet de serre (forçage positif), l’émission de cendres et d’aérosols augmente la réflexion vers l’espace (forçage négatif).
Le cycle du carbone intervient aussi, la photosynthèse piège le CO2 sous forme de matière organique (puits de CO2), la combustion (respiration et activités anthropiques) produit du CO2 atmosphérique (source de CO2).

C : Climat futur
p106, 107 : Les gaz à effet de serre (GES) sont abondamment produits par les activités humaines. Les modèles mathématiques montrent une augmentation de plusieurs degrés Celsius en quelques dizaines d’années. Or les puits de carbone (océan, végétaux chlorophylliens) ne peuvent absorber le CO2 plus rapidement qu’ils ne le font. Les perturbations climatiques et la baisse de biodiversité seront d’autant plus intenses que l’augmentation de température sera rapide.

Pour en savoir plus sur le réchauffement climatique, consultez le site de Météo-France


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