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Thème 1 : Science, climat et société
Introduction
Ch. 1
L'atmosphère terrestre et la vie
Ch. 2
La complexité du système climatique
Ch. 3
Le climat du futur
Ch. 4
Énergie, développement et futur climatique
Objectif Bac : Thème 1
Thème 2 : Le futur des énergies
Introduction
Ch. 5
Deux siècles d’énergie électrique
Ch. 6
Les atouts de l’électricité
Ch. 7
Optimisation du transport de l’électricité
Ch. 8
Choix énergétiques et impacts
Objectif Bac : Thème 2
Thème 3 : Une histoire du vivant
Introduction
Ch. 9
La biodiversité et son évolution
Ch. 10
L’évolution, une grille de lecture du monde
Ch. 11
L’évolution humaine
Ch. 12
Les modèles démographiques
Ch. 13
De l’informatique à l’intelligence artificielle
Objectif Bac : Thème 3
Livret maths
Fiches méthode
Annexes
Fiche méthode 16
Esprit critique et scientifique
Exclusivité numérique
Utiliser le logiciel Simclimat
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Introduction
Ce logiciel est basé sur des travaux réalisés par Météo France. Il permet de prédire les températures en tenant compte de variables d'ajustement comme le choix de l'état initial ou les émissions de \text{CO}_2. Il permet donc de comprendre quels paramètres ont fait varier la température dans le passé, ou de modéliser son évolution future.
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AChoix de l'état initial
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BChoix des paramètres astronomiques
| Paramètre | Signification /Conséquences | Valeur actuelle | Variations au cours du dernier million d'années |
|---|---|---|---|
| Distance Terre-Soleil | Plus la Terre est proche du Soleil, plus il fait chaud | 150 \times 10^6 km | Stable à courte échelle de temps |
| Puissance solaire | L'énergie produite par le Soleil varie de façon acyclique | 1{,}3 W·m-2 | \pm \ 0{,}2 % |
| Excentricité | Plus l'excentricité est faible plus l'orbite est circulaire. Une excentricité élevée se traduit par des saisons marquées dans un hémisphère et peu marquées dans l'autre | 0{,}017 | 0{,}005 à 0{,}058 |
| Obliquité | Plus l'obliquité (de l'axe de rotation de la Terre par rapport au plan de l'écliptique) est grande, plus les saisons sont marquées | 23{,}44 ° | 14{,}9 ° à 35{,}5 ° |
| Précession des équinoxes | Variation de la date de changement de saison : à 90 ° l'été dans l'hémisphère Nord coïncide avec la position la plus éloignée du Soleil (les saisons sont alors peu marquées), à 270 ° c'est l'inverse. | 102{,}7 ° | 90 ° à 270 ° |
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CDes émissions de \text{CO}_2
Il existe sur « SimClimat » deux modes pour choisir les émissions de \text{CO}_2 :
- « Fixer la concentration de \text{CO}_2 ». Ce mode permet de voir les évolutions qui se produisent pour une teneur stabilisée, en \text{CO}_2. Elle n'a de sens que si on prend en compte les cycles de rétroaction (onglet suivant), sans quoi la simulation donnera une absence de variation de tous les paramètres. La teneur en \text{CO}_2 de l'atmosphère se mesure en ppm (parties par millions, en volume) et est en 2019 de 400 ppm environ (la valeur donnée par SimClimat comme « actuelle » est dépassée).
- « Fixer les sources et puits de \text{CO}_2 ».Ce mode permet de voir évoluer la teneur en \text{CO}_2 et les paramètres qui en découlent pour un débit donné d'émissions de \text{CO}_2. Le chiffre fourni est un chiffre brut : une partie de ce \text{CO}_2 est absorbé par les océans et la biosphère (voir onglet suivant). Les émissions anthropiques en 2016 se chiffrent à 32 Gt de \text{CO}_2/an soit 8,7 Gt de carbone/an (le carbone représente 27 % de la masse d'une molécule de \text{CO}_2).
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DPrise en compte des rétroactions
Les rétroactions contribuent à faire des changements climatiques des phénomènes auto-entretenus et irréversibles :
L'albédo est une valeur reflétant la quantité de rayonnement solaire qui est réfléchie, en particulier par les surfaces claires comme la glace.
L'absorption de \text{CO}_2 par les océans : plus l'eau est chaude, moins le gaz s'y dissout (y est absorbé).
La vapeur d'eau est un gaz à effet de serre, dont la teneur dans l'atmosphère dépend de la température.
Il est également possible de ne pas tenir compte des boucles de rétroaction, mais de considérer pour simplifier une absorption du \text{CO}_2 par les océans et la biosphère proportionnelle à la teneur en \text{CO}_2, soit respectivement 20 % et la biosphère 30 % (en réalité, ce pourcentage varie en fonction de la température).
Voir chapitre 2
L'albédo est une valeur reflétant la quantité de rayonnement solaire qui est réfléchie, en particulier par les surfaces claires comme la glace.
L'absorption de \text{CO}_2 par les océans : plus l'eau est chaude, moins le gaz s'y dissout (y est absorbé).
La vapeur d'eau est un gaz à effet de serre, dont la teneur dans l'atmosphère dépend de la température.
Il est également possible de ne pas tenir compte des boucles de rétroaction, mais de considérer pour simplifier une absorption du \text{CO}_2 par les océans et la biosphère proportionnelle à la teneur en \text{CO}_2, soit respectivement 20 % et la biosphère 30 % (en réalité, ce pourcentage varie en fonction de la température).
Voir chapitre 2
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