L’évolution du climat au travers de quelques documents issus du 6ème rapport du GIEC

Enseignement scientifique Terminale

Durée 1h – 10 points – Thème « Le futur des énergies »

Sujet n°ENSSCI3197 et n°ENSSCI3191

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Le 6ème rapport du GIEC (Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat) paru en 2023 définit plusieurs scénarios d’évolution appelés trajectoires socio-économiques partagées (en anglais, shared socioeconomic pathways, SSP) Ce sont des scénarios d’évolutions socio-économiques mondiales projetés jusqu’en 2100, combinant des hypothèses qualitatives sur l’évolution de la société et des projections quantitatives de paramètres clés (émissions de gaz à effet de serre, PIB, population, urbanisation, …).

Ce sujet propose, au travers de l’étude de quelques documents issus du 6ème rapport du GIEC, d’aborder deux conséquences observables du changement climatique : l’étendue des glaces de mer et la hausse moyenne des températures.

Partie 1 – La hausse de la température déterminée par nos choix

Document 1 – Les années actuellement les plus chaudes feront partie des plus froides dans 40 ans

Les variations annuelles des températures de surface mondiales sont présentées sous forme de « bandes climatiques », avec des projections futures montrant les tendances à long terme causées par l’homme […].

Sur l’infographie suivante, cinq scénarios sont identifiés, en fonction des projections d’émission de gaz à effet de serre :

• très faibles émissions (SSP 1 – 1.9) ;
• faibles émissions (SSP 1 – 2.6) ;
• émissions intermédiaires (SSP 2 – 4.5) ;
• fortes émissions (SSP 3 – 7.0) ;
• très fortes émissions (SSP 5 – 8.5).

Changement de la température à la surface du globe par rapport à 1850 –1900 :

Pour chacune des affirmations suivantes, recopier la réponse correcte sur votre copie.

1-a- La date de référence 1850-1900 correspond :

• à la révolution industrielle ;
• au début des études sur le climat ;
• à l’invention des satellites d’observations météorologiques.

La date de référence 1850-1900 correspond : à la révolution industrielle

1-b- En 2000, l’écart de température mesuré par rapport à la période 1850-1900 était :

• nul ;
• compris entre 0,5 et 1°C ;
• compris entre 2,5 et 3°C.

1-c- On se place dans le cas d’un scénario d’évolution du climat lié à des émissions intermédiaires de gaz à effet de serre. Pour une personne née en 2020, lorsqu’elle aura 70 ans, l’écart de température global par rapport à la période 1850-1900 sera :

• compris entre 1,5 et 2°C ;
• compris entre 2,5 et 3°C ;
• compris entre 3,5 et 4°C.

2- Préciser l’année à partir de laquelle la température à la surface du globe a atteint +1 °C par rapport à 1850-1900.

3- Indiquer, en expliquant votre réponse, si les données présentées dans le document 1 relèvent de la climatologie ou de la météorologie.

Les données présentées dans le document 1, qui concernent les variations des températures sur des temps supérieur à 30 ans. Ainsi, elles relèvent de la climatologie.

Partie 2 – Étendue des glaces de mer

Document 2 – À propos de la glace de mer

Fragments épars de glace de mer recouverts de neige

Source : Wikipedia, article « Glace de mer »

Document 3 – Graphiques et projections du GIEC

Source : 6^ème rapport du GIEC

4- Déterminer, avec la précision permise par le graphique, une approximation de la variation, exprimée en pourcentage, de l’étendue de glace de mer de l’Arctique entre septembre 1950 et septembre 2015. Arrondir à l’unité.

Calculons de la variation en pourcentage :
$Variation=(Valeur\ initiale-Valeur\ finale)/(Valeur\ initiale)\times100$
$Variation=(6,2-4,3)/6,2\times100$
$Variation=31\%$

5- Montrer que les résultats présentés sur les graphiques du document 1 et du document 3a mettent en évidence une corrélation entre deux grandeurs que l’on précisera. Indiquer, en justifiant, si cette corrélation peut être associée à une relation de causalité ou non.

Sur le document 1, on observe que la température moyenne mondiale a augmenté fortement entre 1950 et 2015.

Sur le document 3a, on observe que l’étendue de la glace de mer en Arctique a diminué, entre 1950 et 2015.

Les deux grandeurs évoluent dans un sens opposé. On parle donc de corrélation.

On peut associer cette corrélation à une relation de causalité, car la glace se transforme en eau liquide quand la température augmente (à partir 0°C pour l’eau douce et -2°C pour l’eau de mer gelée).

6- Montrer que les résultats présentés sur les graphiques du document 3a et du document 3b mettent en évidence une corrélation entre deux grandeurs que l’on précisera. Indiquer, en justifiant, si cette corrélation peut être associée à une relation de causalité ou non

Le document 3a montre que, selon les différents scénarios d’émissions (SSP), l’étendue de la glace de mer diminue fortement, en particulier après 2000, et pourrait devenir presque nulle d’ici la fin du siècle pour les scénarios les plus pessimistes.

Le document 3b montre que le niveau moyen des océans augmente, pouvant atteindre près de 1 mètre d’ici 2100.

Cela signifie que plus la glace fond, plus le niveau de la mer s’élève : il y a donc une corrélation entre la fonte des glaces et la montée des eaux.

La glace de mer, comme celle de l’Arctique, flotte déjà sur l’eau. Sa fonte ne fait pas directement monter le niveau de la mer (principe d’Archimède).

On ne peut donc pas associer cette corrélation à une relation de causalité.

Partie 3 – Efficacité des puits de carbone

Document 4 – Émissions de CO₂ anthropique cumulées, absorbées d’ici 2100 par les puits de carbone terrestres et océaniques selon les cinq scénarios représentatifs

Source : 6^ème rapport du GIEC, résumé pour les décideurs

7- Définir l’expression « émissions de CO₂ anthropique ».

Les émissions de CO₂ anthropique désignent le dioxyde de carbone rejeté dans l’atmosphère par les activités humaines.

8- Pour le scénario SSP5-8.5, déterminer une valeur approchée du pourcentage des émissions cumulées de CO₂ absorbées par les terres émergées et l’océan. Indiquer le calcul effectué.

9- En vous appuyant sur le document 4 et sur vos connaissances, expliquer l’affirmation suivante figurant dans le rapport du GIEC : « les puits de carbone océaniques et terrestres perdent en efficacité si les émissions de CO₂ augmentent, ce qui amplifie la hausse moyenne des températures ». Pour cela, il conviendra notamment :

• d’expliquer ce qu’est un puits de carbone ;
• de vous appuyer sur des données chiffrées du document 4 ;
• d’expliquer le lien entre les émissions de CO₂ anthropique et le réchauffement climatique.

Un puits de carbone est un réservoir naturel (océans, forêts, sols) qui absorbe une partie du CO₂ présent dans l’atmosphère.

D’après le document 4, d’ici 2100,

• Pour de très faibles émissions (SSP 1 – 1.9), 70% des émissions de CO₂ anthropique cumulées seront absorbées.
• Pour de très faibles émissions (SSP 1 – 2.6), 65% des émissions de CO₂ anthropique cumulées seront absorbées.
• Pour de très émissions intermédiaires (SSP 2 – 4.5), 54% des émissions de CO₂ anthropique cumulées seront absorbées.
• Pour de très fortes émissions (SSP 3 – 7.0), 44% des émissions de CO₂ anthropique cumulées seront absorbées.
• Pour de très fortes émissions (SSP 5 – 8.5), 38% des émissions de CO₂ anthropique cumulées seront absorbées.

Ainsi, le pourcentage des émissions de CO₂ anthropique cumulées, absorbées d’ici 2100 par les puits de carbone terrestres et océaniques diminue lorsque le niveau d’émission de gaz à effet de serre augmente.

Quand les puits deviennent moins efficaces, davantage de CO₂ reste dans l’atmosphère, renforçant l’effet de serre et contribuant ainsi à l’amplification du réchauffement climatique.

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