Météo et climat
La météo est l'état de l'air à un endroit et à un moment donnés : chaud, pluvieux, venteux. Elle change d'heure en heure. Le climat est la météo moyenne d'un lieu sur une longue période, en général 30 ans ou plus.
Le système climatique comprend l'air (atmosphère), les océans, la glace, les terres et les êtres vivants. Ils échangent tous de la chaleur et de l'eau. Le climat d'un lieu dépend de la distance à l'équateur (latitude), de l'altitude, de la proximité de la mer, des vents et des courants océaniques.
Le changement climatique est un changement durable de ces moyennes. Le climat de la Terre a déjà changé naturellement dans le passé (les ères glaciaires), mais le changement actuel est rapide et surtout causé par les humains.
L'effet de serre
- La lumière du Soleil traverse l'air et chauffe les terres et les mers.
- La surface chaude renvoie de la chaleur sous forme de rayonnement infrarouge.
- Les gaz à effet de serre absorbent une partie de cet infrarouge et en renvoient une part vers le bas.
Les principaux gaz à effet de serre sont la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone (CO₂), le méthane (CH₄), le protoxyde d'azote (N₂O) et des gaz fabriqués par l'homme (CFC, HFC). L'azote et l'oxygène, qui forment l'essentiel de l'air, ne sont pas des gaz à effet de serre.
L'effet de serre naturel est utile : sans lui, la température moyenne de la Terre serait d'environ −18 °C. Le problème, c'est l'effet de serre renforcé, causé par les gaz en trop.
Causes humaines et preuves
- Brûler des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel) pour l'électricité, les usines et les transports rejette du CO₂.
- La déforestation : moins d'arbres absorbent du CO₂, et brûler des forêts en rejette.
- L'agriculture : les bovins et les rizières produisent du méthane ; les engrais produisent du protoxyde d'azote.
- Le ciment et les déchets : fabriquer du ciment rejette du CO₂ ; les décharges produisent du méthane.
Comment le sait-on ?
- Les bulles d'air piégées dans les carottes de glace montrent que le CO₂ valait environ 280 ppm avant 1750 ; il dépasse aujourd'hui 420 ppm (ppm = parties par million).
- Les relevés de thermomètres montrent que le monde est environ 1,2 °C plus chaud qu'à la fin des années 1800.
- Les glaciers reculent, la banquise arctique s'amincit, et le niveau de la mer a monté d'environ 20 cm depuis 1900.
- Les cernes des arbres, les coraux et la boue des lacs montrent les climats passés pour comparer.
Effets et boucles de rétroaction
- Fonte des glaces et montée des mers : les côtes basses et les îles sont inondées plus souvent.
- Météo extrême : canicules plus fortes, pluies et inondations plus violentes, sécheresses plus longues, plus d'incendies de forêt.
- Océans : l'eau plus chaude fait blanchir les coraux ; le CO₂ en plus rend l'eau de mer plus acide.
- Êtres vivants : plantes et animaux se déplacent vers les pôles ou en montagne ; certains ne vont pas assez vite.
- Humains : dégâts pour les récoltes, l'eau et la santé ; les plus pauvres souffrent souvent le plus.
Boucles de rétroaction
Une rétroaction positive amplifie le réchauffement. Exemple : la glace fond → la mer ou le sol plus sombre absorbe plus de lumière → plus de réchauffement → plus de glace fond. Le dégel du sol gelé (pergélisol) qui libère du méthane en est un autre exemple.
Atténuation et adaptation
L'atténuation consiste à réduire les gaz à effet de serre : énergie solaire, éolienne et hydraulique ; transports électriques et en commun ; économies d'énergie à la maison ; protection et plantation de forêts ; moins de gaspillage alimentaire.
L'adaptation consiste à se préparer aux changements déjà en cours : digues et mangroves sur les côtes, alertes précoces pour les tempêtes et la chaleur, récupération de l'eau, et cultures qui résistent à la sécheresse.
Les pays travaillent ensemble au sein des Nations unies. L'Accord de Paris (2015) vise à limiter le réchauffement nettement sous 2 °C et à viser 1,5 °C. La Mission nationale solaire de l'Inde et les plans canicule de nombreuses villes sont des exemples d'action.
Essaie : une serre dans un bocal
Place deux thermomètres au soleil. Couvre-en un avec un bocal en verre transparent. Lis les deux toutes les 5 minutes pendant 30 minutes et trace un graphique en courbe. Celui qui est sous le bocal chauffe plus, car la chaleur s'échappe difficilement. C'est un modèle simple d'une serre. Ensuite, utilise le curseur de CO₂ dans la 3D et fais une prédiction avant de le déplacer.
Formules et définitions clés
- Terme clé : Climat = météo moyenne sur environ 30 ans
- Terme clé : Gaz à effet de serre = vapeur d'eau, CO₂, CH₄, N₂O, CFC
- Terme clé : Atténuation = agir sur la cause ; Adaptation = faire face aux effets
- Règle approximative : doubler le CO₂ donne environ 3 °C de réchauffement à long terme
Exemples résolus
1. "Il a beaucoup plu à Mumbai hier" parle-t-il de météo ou de climat ?
De météo. Cela décrit une seule journée. "Mumbai reçoit la plupart de sa pluie de juin à septembre" serait du climat.
2. Le CO₂ est passé de 280 ppm à 420 ppm. De combien de ppm et de quel pourcentage a-t-il augmenté ?
Hausse = 420 − 280 = 140 ppm. Pourcentage = 140 ÷ 280 × 100 = 50 %.
3. Classe chaque action en atténuation ou adaptation : (a) panneaux solaires, (b) maisons surélevées sur pilotis en zone inondable.
(a) Atténuation, car elle réduit les émissions. (b) Adaptation, car elle protège les gens des inondations.
4. Pourquoi la fonte de la glace arctique accélère-t-elle le réchauffement ?
La glace blanche reflète la lumière du Soleil. Quand elle fond, l'eau sombre absorbe plus de lumière et chauffe, ce qui fait fondre encore plus de glace. C'est une boucle de rétroaction positive.
Erreurs fréquentes
- Confondre météo et climat. Un jour de froid ne prouve pas que le changement climatique n'existe pas.
- Croire que le trou dans la couche d'ozone cause le réchauffement climatique. Ce sont deux problèmes différents.
- Croire que l'effet de serre est mauvais en lui-même. L'effet naturel rend la Terre habitable ; c'est l'effet en plus (renforcé) qui pose problème.
- Dire que la fonte de la banquise est la cause principale de la montée du niveau de la mer. Les causes principales sont la fonte de la glace sur les terres et la dilatation de l'eau chaude.