La complexité du système climatique : exercices de Terminale

Rappelle la liste des composantes représentées par les modèles du système Terre : atmosphère, océan, glace de mer, biosphère continentale, avec les cycles biogéochimiques.⁵

Retiens donc : la glace de mer, le cycle du carbone, l'océan, la biosphère continentale et l'atmosphère.

Écarte la température de ton salon : c'est une mesure locale, dans un lieu fermé, et non une composante planétaire. Écarte aussi la météo de demain à Lyon : c'est un état de l'atmosphère à un endroit et un jour donnés, pas le climat.

Donne une interaction : les échanges de chaleur entre l'océan et l'atmosphère.⁵

Identifie la variation de départ : la température augmente.

Suis la chaîne : moins de glace, davantage de rayonnement absorbé, donc encore plus de chaleur. La variation finale va dans le même sens que la variation de départ.

Conclus : la rétroaction est positive, elle amplifie le réchauffement.

Pour le scénario, tout effet qui réduit l'augmentation de départ est une rétroaction négative.

Explique la difficulté : les composantes interagissent, donc plusieurs boucles agissent ensemble, certaines amplifient, d'autres freinent. Leur étude demande des modèles qui représentent les interactions, d'où l'intérêt des modèles de complexité intermédiaire pour comprendre certains processus de rétroaction.⁵

Écris la formule : $D = P_{\text{reçue}} - P_{\text{émise}}$.

Remplace par les valeurs de l'énoncé : $D = 240 - 238$.

Calcule : $D = 2\ \text{W/m}^2$.

Interprète le signe : $D > 0$, donc le système reçoit plus d'énergie qu'il n'en perd. L'énergie stockée augmente, ce qui réchauffe les composantes (océan, atmosphère...).

Pour l'équilibre, il faudrait $D = 0$ : autant d'énergie émise que reçue.

Écris la relation : $\Delta T = \lambda \times \Delta F$.

Remplace : $\Delta T = 0{,}8 \times 3{,}7$.

Calcule : $\Delta T = 2{,}96\ \text{K}$.

Pour $\lambda$ doublé, $\Delta T = 1{,}6 \times 3{,}7 = 5{,}92\ \text{K}$, soit le double.

Critique du modèle : un unique coefficient suppose que toutes les composantes se comportent de façon identique et constante. Or un modèle simple à l'échelle globale mesure l'impact d'un facteur, mais son usage doit être complété.² Les projections s'appuient sur des modèles du système Terre.⁵

Amplitude fin du siècle : $4{,}5 - 2 = 2{,}5\ °\text{C}$.

Amplitude 2050 : $3{,}0 - 1{,}4 = 1{,}6\ °\text{C}$.

Différence : $2{,}5 - 1{,}6 = 0{,}9\ °\text{C}$.

Interprète : plus l'horizon est lointain, plus la fourchette est large, donc l'incertitude est plus grande.

Une fourchette traduit les différences entre modèles et les incertitudes sur les processus. Une valeur unique donnerait une fausse précision.

Question A : le bilan énergétique, car un modèle simple à l'échelle globale permet d'évaluer l'impact d'un facteur.²

Question B : le modèle du système Terre de complexité intermédiaire, car il est moins coûteux en calcul et permet d'étudier certains processus de rétroaction.⁵

Question C : le modèle du système Terre complet, car ce sont les outils les plus complets pour les projections où les rétroactions biogéochimiques sont importantes.⁵

Réponds à la question 3 : un modèle plus complet coûte davantage en puissance de calcul et ne s'impose pas pour une question ciblée. Le bon modèle est celui dont le niveau de détail correspond à la question.

Rappelle que l'usage d'un modèle simple doit être complété par d'autres approches.²

Nomme la variabilité : elle est dite « interne », liée aux interactions internes au système Terre, par exemple les échanges de chaleur entre l'océan et l'atmosphère.⁵

Attribue la tendance de long terme à l'augmentation du forçage radiatif, à laquelle le système climatique répond.¹

Argumente sur l'hiver froid : c'est un événement ponctuel, dans une région, qui peut venir de la variabilité interne. Il ne contredit pas une tendance mesurée à l'échelle globale sur une longue durée.

Explique pour la durée : les oscillations d'une année sur l'autre se superposent à la tendance. Sur peu d'années, elles la masquent ; sur beaucoup d'années, elles se compensent en grande partie et la tendance ressort.