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Thème 2 : Enjeux planétaires contemporains. Atmosphère, Hydrosphère, climats : du passé à l’avenir. TP 5 – D’autres mécanismes au cœur du climat (2). A. Les influences de l’atmosphère (suite). + TP 4.
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Thème 2 : Enjeux planétaires contemporains Atmosphère, Hydrosphère, climats : du passé à l’avenir TP 5 – D’autres mécanismes au cœur du climat (2)
A. Les influences de l’atmosphère (suite) + TP 4 Outre les GES, les particules en suspension dans l’atmosphère (ou aérosols) exercent aussi une influence en l’opacifiant Carte de l’épaisseur optique des aérosols, aout 2012, http://neo.sci.gsfc.nasa.gov/
Ces aérosols proviennent de différentes sources. Les éruptions volcaniques Les incendies Les activités humaines
La solubilité du CO2 dans l’eau est dépendante de la température de l’eau . Plus la température de l’eau augmente, et moins la solubilité du CO2 est importante. Une hausse des températures entraine un dégazage du CO2 océanique, et donc une hausse de l’effet de serre ! Il s’agit d’un phénomène auto-amplifié
III. Comprendre des mécanismes influant sur notre climat B. Les variations des paramètres orbitaux jouent sur l’insolation globale • Rappelez vous : • Les différences latitudinales de climat sont liées aux variations d’insolation liés à l’angle d’incidence du rayonnement solaire, • Et les différences saisonnières s’expliquent par le changement progressif de cet angle d’incidence.
Au début du XXe siècle, l’astronome serbe MilutinMilanković a émis l’hypothèse suivante : La Terre suit une orbite autour du Soleil qui est régie par de multiples paramètres. Ces derniers peuvent exercer une influence sur la quantité d’énergie reçue à la surface et donc modifier l’insolation et l’angle d’incidence des rayons. On pourrait retrouver la une cause aux alternances cycliques de glaciations et de périodes interglaciaires au cours du Quaternaire On appelle son idée la Théorie astronomique du climat.
Le plus remarquable de ces paramètres est l’excentricité de l’orbite terrestre Une excentricité nulle fait que l’énergie reçue est constante durant l’orbite (= année) Une excentricité forte accentue les différences d’énergie reçue au cours d’une orbite Il varie selon 2 périodes de 100.000 et 413.000 ans
Le second paramètre est l’obliquité de l’axe de rotation 23,5° 22,1° Une obliquité faible limite le contraste saisonnier été/hiver 24,5° Une obliquité forte accentue le contraste saisonnier Il varie selon une période de 41.000 ans
Le dernier paramètre est la précession de l’axe de rotation Les variations de la précession influence le moment ou la Terre sera à l’équinoxe (point vernal) durant son orbite. Cela décale régulièrement les saisons Il varie selon une double période de 24.000 et 19.000 ans
Si on superpose les 3 variations, on retrouve l’insolation reçue (on prend la latitude 65°N comme référence) Une comparaison avec une courbe des paléotempératures valide la théorie astronomique On constate que les périodes de glaciations sont celles où les contrastes saisonniers sont les plus faibles (été frais/hivers doux), car ils ne permettent pas une fonte suffisante de la neige Les épisodes interglaciaires débuteront par un fort ensoleillement aux latitudes nord, permettant la fonte (inéluctable une fois amorcée) des glaces accumulées dans l’hémisphère Nord
C. La nature de la surface planétaire joue un rôle Quelle différence entre ces 2 surfaces ? Elles ne réfléchissent pas la lumière de la même façon ! On définit l’albédo comme le rapport Energie réfléchie Energie reçue Il varie entre 0 (=absorption totale) et 1 (=réflexion totale)
Carte de l’albédo planétaire, mois de mars 2013, http://neo.sci.gsfc.nasa.gov/ faible albédo : fort albédo : Les surfaces à • Neige et glace • Océans et Lacs • Végétation • Roche nue
D. Les différentes enveloppes échangent du carbone dans un cycle global L’élément carbone est présent dans de nombreuses molécules, et dans toutes les enveloppes. En plus du CO2 atmosphérique, il y a : L’ion hydrogénocarbonate HCO3- Les molécules organiques CHO Les carbonatesxCO3 Les hydrocarburesCxHy
Des exemples de réactions incluant des formes du carbone Précipitation/Dissolution des carbonates CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca 2+ + 2 HCO3- Combustion de la matière organique (non équilibrée) CHO + O2 H2O + CO2
L’ensemble de ces réactions forment le cycle biogéochimique du carbone :