Ens. ScientifiqueChapitre 1

Science, climat et société

L'essentiel en 30 secondes

Le climat terrestre dépend de l'effet de serre naturel (sans lui, la Terre serait à −18 °C au lieu de +15 °C). L'augmentation des gaz à effet de serre (CO₂, CH₄, N₂O) d'origine humaine amplifie cet effet et provoque un réchauffement. Le CO₂ est passé de 280 ppm (préindustriel) à ~425 ppm. Les modèles climatiques simulent l'évolution du climat en s'appuyant sur des équations physiques et des scénarios d'émissions (SSP). L'empreinte carbone mesure l'impact d'une activité en tonnes équivalent CO₂.

Les notions à connaître

Effet de serre: Absorption et réémission du rayonnement infrarouge par certains gaz de l'atmosphère, ce qui augmente la température moyenne à la surface. Mécanisme : le sol émet en IR, les GES absorbent et réémettent vers le sol et l'espace.
Forçage radiatif: Différence entre l'énergie radiative reçue et émise par le système climatique, exprimée en $W/m^2.$ Un forçage positif réchauffe, un négatif refroidit. Le $CO_2$ depuis $1750 : +2,1 W/m^2.$
Modèle climatique: Simulation numérique du système climatique basée sur les lois de la physique (mécanique des fluides, thermodynamique, transferts radiatifs). Découpe l'atmosphère et l'océan en mailles 3D.
Empreinte carbone: Quantité totale de gaz à effet de serre émise directement ou indirectement par une activité, exprimée en tonnes équivalent $CO_2 ($ tC $O_2e).$
Gaz à effet de serre (GES): Gaz qui absorbent le rayonnement infrarouge $: CO_2, CH_4, N_2O,$ vapeur d'eau $, O_3,$ CFC. Leur pouvoir de réchauffement et leur durée de vie varient.
Sensibilité climatique: Hausse de température globale attendue pour un doublement de la concentration de $CO_2$ par rapport au niveau préindustriel. Estimée entre 2,5 et 4 °C (fourchette GIEC).
Rétroaction climatique: Boucle de rétroaction qui amplifie (positive) ou atténue (négative) un changement initial. Ex positif : fonte des glaces $\to$ baisse albédo $\to$ plus d'absorption $\to$ réchauffement $\to$ plus de fonte.
Pouvoir de Réchauffement Global (PRG): Indice qui compare l'effet radiatif d'un GES par rapport au $CO_2$ sur une durée donnée (100 ans). PRG du $CH_4$ ≈ 28, du $N_2O$ ≈ 265.

Les erreurs à éviter en ens. scientifique

Confondre effet de serre naturel et effet de serre additionnel
L'effet de serre naturel est indispensable à la vie (+33 °C). C'est son renforcement par les émissions humaines qui cause le réchauffement.
Croire que le $CO_2$ est le seul gaz à effet de serre
Le $CH_4$ et le $N_2O$ ont un PRG bien supérieur au $CO_2$ par kg. La vapeur d'eau est le 1 er GES naturel mais sa concentration est régulée par la température.
Penser qu'un modèle climatique = une certitude absolue
Les modèles utilisent des scénarios d'émissions (SSP). Ils donnent des fourchettes de résultats, pas une valeur unique. Mais tous convergent vers un réchauffement.
Confondre météo et climat
La météo décrit le temps à court terme (quelques jours). Le climat est la moyenne des conditions atmosphériques sur 30 ans au minimum.

Sais-tu répondre à ces questions ?

Les corrigés détaillés sont dans le quiz du chapitre.

Quel gaz à effet de serre est le plus abondant d'origine anthropique dans l'atmosphère ?
Que mesure l'indicateur appelé « empreinte carbone » d'un individu ?
Quel phénomène naturel rend la Terre habitable en maintenant une température moyenne d'environ 15 °C ?
Quelle est l'unité utilisée pour exprimer le forçage radiatif ?
Les modèles climatiques reposent sur des équations issues de plusieurs domaines. Lequel n'en fait PAS partie ?

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