Le système climatique
Objectifs du grain
Expliquez la différence entre la météo et le climat
Savoir comment fonctionne le système climatique
Comprendre l'effet de serre et les principaux gaz à effet de serre
Comprendre l'effet albédo
Introduction: Quelle est la différence entre météo et climat ?
Citations
On confond parfois les notions de «météo» et «climat» lorsque l'on aborde le sujet du réchauffement climatique.
Lisez les citations ci-dessous et réfléchissez aux différences entre les deux concepts:
«Le climat est à quoi on s’attend, la météo est ce que nous obtenons.»
«La météo est à un match de football ce que le climat est à toute l'histoire de la Ligue »
«Le climat vous dit quels vêtements acheter, la météo vous dit quels vêtements porter.»
«Quel est le plus inquiétant? +10°C entre deux journées ou +1°C sur toute l'année ? »
Définitions
Météo (ou bulletin météorologie) : Situation atmosphérique dans un certain lieu à une certaine date.
Climat: Ensemble des phénomènes météorologiques qui caractérisent l'état moyen de l'atmosphère en un lieu donné. Il s'agit en d'autre terme de la «météo moyenne» sur une période allant de quelques mois à des millions d'années.
Les épisodes météorologiques exceptionnels (survenue d’un hiver rigoureux ou d’un été pluvieux) ne font qu’illustrer la variabilité du climat à court terme (à l’échelle d’une saison, ou d’une année). Cela ne remet pas en cause la tendance au réchauffement sur le long terme.
Cf: Exercice 1: Météo ou climat? Ref: quiz_LP_CLI_n1_001
Comment le climat est-il régulé?
Le soleil est la plus grande source d'énergie de la Terre. Une partie des rayonnements solaires est absorbée par la surface terrestre (50%). L'autre partie des rayonnements est absorbée par l'atmosphère (20%) ou réfléchie dans l'espace (30%) grâce aux nuages et aux surfaces claires de la Terre (glaciers, neige, déserts...).
Les rayons absorbés réchauffent la surface terrestre.
Plus la surface se réchauffe, plus elle émet un rayonnement thermique infra-rouge important. Ce rayonnement transporte de la chaleur dont une partie est renvoyée hors de l'atmosphère.
L'autre partie du rayonnement est retenue par les nuages et certains gaz et reste coincé à la surface, il s'agit du phénomène d’effet de serre.
La température de la Terre s’ajuste pour trouver un équilibre entre l’énergie du soleil absorbée et celle réémise sous forme de rayonnement infra-rouge, permettant ainsi une température moyenne de 15°C. Sans gaz à effet de serre, la température moyenne du globe serait de -18°C.
L'effet de serre à permis l'apparition de la vie sur Terre. Cependant l'augmentation des gaz à effet de serre suite aux activités humaine à fortement augmenté la proportion de rayonnements infra rouge retenus, entrainant une hausse de la température globale de plus d'un degré.
cf: Exercice 2: Texte à trou: quiz_LP_CLI_n1_002
Principaux gaz à effet de serre
Définition
Effet de serre: Phénomène thermique par lequel l'atmosphère, rendue « imperméable » par la présence de gaz, réfléchit les rayonnement infrarouge vers la surface terrestre, entrainant ainsi un réchauffement du globe.
Le dioxyde de Carbone (C02) :
L’accumulation du CO2 dans l’atmosphère contribue pour 2/3 de l’augmentation de l’effet de serre induite par les activités humaines (combustion de gaz, de pétrole, déforestation, cimenteries, etc.). C’est pourquoi on mesure l’effet des autres gaz à effet de serre en équivalent CO2 (eq. CO2).
Le méthane (CH4) :
Les élevages des ruminants, les rizières inondées, les décharges d’ordures et les exploitations pétrolières et gazières constituent les principales sources de méthane induites par les activités humaines. La durée de vie du méthane dans l’atmosphère est de l’ordre de 12 ans.
Autres GES
Le protoxyde d’azote (N2O) provient des engrais azotés et de certains procédés chimiques. Sa durée de vie est de l’ordre de 120 ans.
L’hexafluorure de soufre (SF6): Il a une durée de vie de 50 000 ans dans l’atmosphère
La vapeur d'eau
La vapeur d’eau est le troisième gaz le plus abondant dans l’atmosphère et le premier gaz à effet de serre. La vapeur d’eau n’est pas le moteur du réchauffement climatique, mais elle y participe par un effet amplificateur. En effet, l’augmentation des concentrations des gaz tels que le CO2 et le CH4 conduit à une amplification de l’effet de serre, et donc une élévation des températures. Or, dans une atmosphère plus chaude, il peut y avoir plus de vapeur d’eau. L’élévation des températures conduit donc à une augmentation des concentrations de vapeur d’eau atmosphérique. Puisque la vapeur d’eau absorbe le rayonnement infrarouge, on a alors un renforcement de l’effet de serre, qui conduit à une augmentation supplémentaire des températures.
Effet albédo
Définition Albédo
L'albédo est une grandeur sans dimension, représentant la fraction de l'énergie solaire globale réfléchie par une surface. Elle est exprimée en pourcentage ou par un chiffre compris entre 0 (toute la lumière est absorbée) et 1 (toute la lumière est réfléchie). Si la Terre était par exemple recouverte d'eau (albédo faible d'à peu près 0,08), sa température moyenne serait de 32°C environ ! Par ailleurs, si elle était totalement recouverte de glace (albédo 0,6), cette température atteint les -52°C.
Albédo et changement climatique
Avec l'augmentation constatée actuellement de la température à la surface du globe se pose le problème de l'augmentation de l'albédo. En effet, la fonte des banquises en particulier, provoque une diminution de la surface englacée et enneigée de la planète, au profit d'une augmentation des surfaces correspondant à des sols nus ou à des océans, qui possèdent un albédo plus faible.
La Terre renvoyant donc une part plus faible de l'énergie solaire reçue, ce qui contribue à l'augmentation de la température, nous faisant ainsi rentrer dans une espèce de cercle vicieux qui accélère le réchauffement :
cf: Exercice 3:
Pour aller plus loin:
Exercice de physique sur l'effet de serre et l'effet albédo :
https://climacol.scenari-community.org/collesClimat_web/co/200527_Effet_Serre_Base.html
Capsule suivante et exercices :
quiz_LP_CLI_n1
LP_CLI_n1_002_ Evolution du climat sur Terre et anthropocène
LP_CLI_n2_001_Indicateurs du changement climatique