Enseignement scientifique Terminale
Durée 1h – 10 points – Thème « Science, climat et société »
Sujet n°ENSSCI3190 et n°ENSSCI3212
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L’ADEME, Agence De l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie, participe à la mise en œuvre des politiques publiques dans les domaines de la transition écologique. Elle a publié en octobre 2020 une prévision des impacts climatiques à venir d’ici 2050 en France. Ces derniers concernent principalement l’augmentation des températures et les risques d’inondation qui en découlent.
L’objectif de cet exercice est de chercher à comprendre les risques liés à l’augmentation du forçage radiatif terrestre.
Document 1 – Évolution de la température moyenne annuelle mondiale
L’anomalie de la température de la Terre est l’écart, positif ou négatif, entre la température annuelle moyenne mesurée en degrés Celsius et la température moyenne annuelle normale (observée dans les années 1850) .
Les données proviennent de trois sources : NASA ; NOAA ; Hardley Center.
Source : D’après le Ministère de la transition écologique
Document 2 – Composantes du forçage radiatif terrestre
Anthropique : « d’origine humaine ».
Source : d’après https://www.climat-en-questions.fr
1- Rappeler la définition du « forçage radiatif ».
Le forçage radiatif est un changement du bilan radiatif dans l’atmosphère : c’est la différence entre le rayonnement reçu et le rayonnement émis il s’exprime en W.m-2.
2- Expliquer pourquoi la température moyenne de la Terre augmente avec l’augmentation du forçage radiatif.
Lorsque le forçage radiatif augmente, la Terre reçoit plus d’énergie qu’elle n’en émet vers l’espace. Ce déséquilibre entraîne une accumulation d’énergie dans le système climatique, ce qui provoque une élévation de la température moyenne de la planète.
3- À partir des documents 1 et 2, expliquer l’évolution de la température moyenne terrestre depuis les dernières décennies.
Le document 1 nous montre que depuis 1930, la température moyenne de la Terre augmente.
Le document 2 nous montre les composantes du forçage radiatif terrestre. Le total est positif.
Ainsi, l’augmentation du forçage radiatif entraîne une élévation de la température moyenne de la planète.
Comme indiqué dans le document 2, l’un des paramètres influençant le forçage radiatif est l’albédo terrestre moyen. On rappelle que l’albédo quantifie la fraction de la puissance émise par le Soleil et atteignant la Terre qui est diffusée par la Terre vers l’espace.
Document 3 – Valeurs d’albédo de différentes surfaces
| Type de Surface | Albédo (0 à 1) |
| Surface d’un lac | 0,02 à 0,04 |
| Surface de la mer | 0,05 à 0,15 |
| Sol sombre | 0,05 à 0,15 |
| Glace | 0,60 environ |
| Neige tassée | 0,40 à 0,70 |
Si l’albédo vaut 0, tout le rayonnement reçu est absorbé et s’il vaut 1, tout le rayonnement reçu est réfléchi.
Source : D’après Wikipédia
4- À l’aide du document 3, justifier que la fusion des glaces continentales (glaciers) et des mers (banquises) se traduit par une augmentation du forçage radiatif.
Le document 3 nous indique que :
- La glace a un albédo de 0,60 environ.
- La surface d’un lac a un albédo de 0,02 à 0,04.
- La surface de la mer a un albédo de 0,05 à 0,15.
La fusion des glaces continentales (glaciers) entraine un passage d’un albédo élevé (0,60 environ) à un albédo faible (entre 0,02 et 0,04).
La fusion des mers (banquises) entraine un passage d’un albédo élevé (0,60 environ) à un albédo faible (entre 0,05 à 0,15).
L’albédo quantifie la fraction de la puissance émise par le Soleil et atteignant la Terre qui est diffusée par la Terre vers l’espace.
Ainsi, lorsque l’albédo diminue, il y a une augmentation du forçage radiatif.
C’est pourquoi la fusion des glaces continentales (glaciers) et des mers (banquises) se traduit par une augmentation du forçage radiatif.
5- Représenter sur un schéma l’effet de rétroaction positive de l’albédo sur l’augmentation de la température terrestre.
Document 4 – Évolution de la température moyenne terrestre en fonction des scénarios SSP
Source : D’après le rapport du GIEC
6- Le document 4 indique des « scénarios ». Préciser, en justifiant, si on pourrait le remplacer, ou non, par le terme « modèles ».
Les modèles climatiques s’appuient sur :
– la mise en équations des mécanismes essentiels qui agissent sur le système Terre ;
– des méthodes numériques de résolution.
Les scénarios de transition écologique font différentes hypothèses sur la quantité de gaz à effet de serre émise dans le futur.
On ne peut donc pas remplacer le terme « scénarios » par « modèles », car les modèles sont des outils scientifiques utilisés pour simuler le climat, tandis que les scénarios sont des hypothèses sur l’évolution future des émissions.
7- En exploitant ses connaissances personnelles et des documents de cet exercice, montrer que les activités humaines entraîneront à long terme des conséquences sur l’écosystème et les êtres vivants.
Les activités humaines, notamment l’utilisation des énergies fossiles, entraînent une augmentation des gaz à effet de serre, ce qui provoque une augmentation du forçage radiatif qui entraîne une élévation de la température moyenne de la planète (documents 1 et 2).
Ce réchauffement modifie les équilibres des écosystèmes : fonte des glaciers, montée du niveau des océans etc…
Ce réchauffement cela menace la biodiversité, avec des extinctions d’espèces qui ne sont pas capable de s’adapter.
Les scénarios futurs (document 4) et donc les conséquences plus ou moins importantes dépendront des choix actuels et de l’évolution de la température.