Géographie 5ème 2012-2013 page 1

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 : …………………………………………………………………

Géographie 5ème 2012-2013 page 2 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

.

Géographie 5ème 2012-2013 page 4 L’atoll polynésien de Tuvalu 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

Géographie 5ème 2012-2013 page 9 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

Géographie 5ème 2012-2013 page 12 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 :

Géographie 5ème 2012-2013 page 13 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 :

Etroite = sécheresse Large = humidité

o Les coraux qui se développent en fonction de la température qui règne à la surface des océans

o 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.

Géographie 5ème 2012-2013 page 14 MOTS CLÉS T° moyenne : IPCC (ou GIEC) : Période glaciaire : Holocène : Quaternaire : Paléoclimatologie : Temps : Climat :

Les archives naturelles

Cernes d’un tronc d’arbre

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’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’histoire du climat se lit aussi au fond des lacs

Les coraux sont considérés comme d’excellents indicateurs des changements climatiques

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.

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 physico-chimiques 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.

Géographie 5ème 2012-2013 page 15

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

Géographie 5ème 2012-2013 page 16 Document 3 - Le 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

Géographie 5ème 2012-2013 page 17 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.

Géographie 5ème 2012-2013 page 18 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 » :

Géographie 5ème 2012-2013 page 19

1. Pourquoi ne pleut-il pas dans le Sahara alors que 2000 km plus au Sud, des trombes d’eau arrosent les forêts équatoriales ?

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 été aujourd’hui été –11 000 ans inclinaison 23°26’ 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

Soleil

(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.

Géographie 5ème 2012-2013 page 20

3. 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.

Géographie 5ème 2012-2013 page 21

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 T° en surface

Rayonnement solaire reçu

Rayonnement solaire perdu

Rayonnement absorbé

Infrarouge émis

total

70-90 -12.9 180 -110 70 -170 -100 50-70 -4.3 240 -110 130 -195 -65 30-50 +13.9 240 -110 130 -195 -10 10-30 +24.4 395 -100 295 -260 35 0-10 +26.2 415 -105 310 -255 55 globe +10 342 -106 236 -236 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 ………………………………………………

Géographie 5ème 2012-2013 page 22 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 ………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………………………..

Géographie 5ème 2012-2013 page 23 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.

Géographie 5ème 2012-2013 page 24

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

Géographie 5ème 2012-2013 page 25 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 63° N 65° E 109 m 3000 km -23,6 °C 15,7 °C -4,3 °C 39,3 °C 351 mm Bruxelles 50° N 4° E 100 m 140 km 2,7 °C 16,8 °C 9,4 °C 14,1 °C 835 mm Athènes 37° N 23°E 107 m 2600 km 9,1 °C 26,6 °C 17,3 °C 17,5 °C 403 mm Shannon 52° N 9° O 14 m 60 km 5,3 °C 15,7 °C 10,2 °C 10,4 °C 971 mm Berlin 52° N 13° E 35 m 750 km -1,1 °C 18,9 °C 9,0 °C 20,0 °C 576 mm Orenburg 51° N 55° E 114 m 3500 km -15,4 °C 22,0 °C 3,8 °C 37,4 °C 364 mm New York 40 °N 74 °O 96 m 0 km -0,8 °C 22,8 °C 11,0 °C 23,6 °C 1091 mm Chicago 41° N 87° O 181 m 1000 km -4,0 °C 24,1 °C 11,0 °C 28,1 °C 898 mm Guadalajara 20° N 103° O 1551 m 0 km 15,1 °C 23,2 °C 19,2 °C 8,1 °C 935 mm Nouakchott 18° N 15° O 2 m 0 km 20,8 °C 29,2 °C 25,7 °C 8,4 °C 149 mm Quito 0,1° S 78° O 2818 m 250 km 12,8 °C 13,1 °C 13,0 °C 0,3 °C 1233 mm Nairobi 1° S 36° E 1675 m 800 km 15,0 °C 18,9 °C 17,4 °C 3,9 °C 996 mm Libreville 0° S 10° E 27 m 0 km 23,2 °C 27,0 °C 25,7 °C 3,8 °C 1964 mm Ottawa 45° N 75° O 72 m 700 km -11,2 °C 20,6 °C 5,4 °C 31,8 °C 873 mm Brest 48° N 4° O 65 m 0km 5,8 °C 16,0 °C 10,8 °C 10,2 °C 1126 mm

Géographie 5ème 2012-2013 page 26

Géographie 5ème 2012-2013 page 27 Les climats de la Terre

Géographie 5ème 2012-2013 page 28

3. 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.

Géographie 5ème 2012-2013 page 29 Le Solstice d’été (hémisphère Nord)

Le Solstice d’hiver (Hémisphère Nord)

Les Equinoxes : Printemps - Automne

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).

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).

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

Géographie 5ème 2012-2013 page 30 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 ?

Géographie 5ème 2012-2013 page 31

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 ?

Géographie 5ème 2012-2013 page 32

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).

Géographie 5ème 2012-2013 page 33 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.

Géographie 5ème 2012-2013 page 34 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.

Géographie 5ème 2012-2013 page 35 B. 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

Géographie 5ème 2012-2013 page 36

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.

Géographie 5ème 2012-2013 page 37 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.

Géographie 5ème 2012-2013 page 38

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 .

Géographie 5ème 2012-2013 page 39

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 ?

Géographie 5ème 2012-2013 page 40 Document 5 - Les gaz à effet de serre retenus dans le protocole de Kyoto

GAZ dioxyde de carbone (CO2)

MÉTHANE (CH4)

PROTOXYDE D'AZOTE (N2O)

HYDROFLUOROCARBURES (HFC)

HYDROCARBURES PERFLUORÉS (PFC)

HEXAFLUORURE DE SOUFRE (SF6)

ABONDANCE en ppmv* 300 1,745 0,314 0,022 0,08 0,004

SOURCE

Combus-tion des énergies fossiles,

Déforesta-tion fermenta-tion végétale, digestion animaux, exploitation pétrole et gaz, rizières, décharges

engrais, industrie

frigorigènes substituts des CFC dans les climatisations ou les réfrigérateurs

solvants et nettoyants industriels

isolant électrique et gaz traceur

DURÉE DE VIE Un siècle 10 ans 120 ans Dizaine d’années Dizaine de milliers d’années Milliers d’années

PART DANS L’EFFET DE SERRE ADDITIONNEL

55% 15% 5% 15% 10% à eux deux

*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

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.

LE RAYONNEMENT SOLAIRE ET L’EFFET DE SERRE (IR : infrarouges)

d’après Belin

Géographie 5ème 2012-2013 page 41

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

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 %

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.

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. Le 3ème constituant, l’argon, représente moins de 1 % 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.

Géographie 5ème 2012-2013 page 42 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 (……. + …….)

Géographie 5ème 2012-2013 page 43 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)

Géographie 5ème 2012-2013 page 44 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/

Géographie 5ème 2012-2013 page 45

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 T° moyenne = -18°C : de 130°C le jour à -150°C la nuit.2 • 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

Géographie 5ème 2012-2013 page 46 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

Géographie 5ème 2012-2013 page 47

Définition du 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 décennies soit dû aux activités humaines est supérieure à 90 %c 1.

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 du bilan radiatif de la Terre de 0,2 W/m2, à comparer aux 0,35 W/m2 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

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.