Fiche de révision : Géosystème terrestre et climats

📋 Plan du Cours

1. Repères astronomiques et géographiques
2. Rayonnement solaire et bilan radiatif
3. Atmosphère et circulation climatique
4. Climats et classifications
5. Biosphère et biomes terrestres
6. Formation de la géographie biophysique
7. Systémique et concept de géosystème
8. Environnement, nature et paysage
9. Temporalités et causes des changements
10. Changements climatiques et effets
11. Géosystèmes tropicaux et pluies
12. Forêts tropicales humides et sèches

📖 1. Repères astronomiques et géographiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Latitude : Coordonnée angulaire d’un point au nord ou au sud de l’équateur, de 0° à l’équateur à 90° aux pôles.
• Longitude : Valeur angulaire qui situe un point à l’est ou à l’ouest du méridien de Greenwich, chaque méridien étant perpendiculaire à l’équateur.

★ À maîtriser

• La Terre est une planète tellurique protégée par un champ magnétique, possède la Lune comme satellite et son axe est incliné de 23,44° par rapport au plan de l’écliptique.

• La Terre tourne vers l’est autour de l’axe des pôles en 23 h 56 min et accomplit sa révolution autour du Soleil en 365 jours et un quart.

Compléments

• Le système solaire mesure environ 12 milliards de kilomètres de diamètre et appartient à la Voie lactée, puis au Groupe local et au superamas de la Vierge.

• Le rayon terrestre est de 6 356,774 km aux pôles et de 6 378,160 km à l’équateur, ce qui donne à la Terre une forme ellipsoïde.

• Les cinq parallèles remarquables sont : l’équateur à 0°, les deux tropiques à 23°27′, les deux cercles polaires à 66°33′

📖 2. Rayonnement solaire et bilan radiatif

🔑 Notions clés & Définitions

• Bilan radiatif : Bilan global entre l’énergie reçue du rayonnement solaire et l’énergie réémise par la Terre.

★ À maîtriser

• L’angle d’incidence des rayons solaires varie selon la latitude et contribue aux différences d’énergie reçue à la surface terrestre.

• La surface terrestre absorbe environ 51 % de l’énergie globale reçue, et le bilan radiatif planétaire équilibré correspond à une température moyenne de 14,5 °C.

• Le bilan radiatif est positif entre 40° nord et 40° sud et négatif au-delà de ces latitudes.

Compléments

• L’albédo est la part du rayonnement solaire réfléchie par une surface ; il est maximal pour la neige, de 70 à 84 %, et vaut environ 15 % pour le granit nu.

• Le bilan radiatif global est légèrement positif et tend à augmenter avec la baisse de l’albédo et la hausse de la concentration des gaz à effet de serre.

💡 Astuce mémo

Moins d’énergie reçue aux hautes latitudes → bilan radiatif déficitaire

📖 3. Atmosphère et circulation climatique

🔑 Notions clés & Définitions

• Atmosphère : Enveloppe gazeuse épaisse d’environ 800 à 1 000 km, dont la densité diminue rapidement avec l’altitude.

★ À maîtriser

• 99,9 % de la masse atmosphérique se trouve entre 0 et 50 km d’altitude, et 50 % dans les 5 500 premiers mètres.

• La troposphère s’étend jusqu’à la tropopause, située entre 7 et 17 km, et constitue la couche atmosphérique principalement liée aux processus climatiques.

• La stratosphère s’étend de la tropopause à la stratopause, vers 40 km, et concentre 90 % de l’ozone atmosphérique autour de 25 km d’altitude.

• La composition atmosphérique comprend principalement :

  • l’azote à 78 %
  • le dioxygène à 21 %
  • l’argon à 1 %
  • le CO₂ à environ 0,04 %

• La circulation atmosphérique est déviée vers la droite dans l’hémisphère nord et vers la gauche dans l’hémisphère sud par la déviation de Coriolis, nulle à l’équateur et maximale aux pôles.

📌 Les anticyclones sont des zones de haute pression supérieure à 1 015 hPa, tandis que les dépressions sont des zones de pression inférieure à 1 015 hPa.

• Dans chaque hémisphère, la troposphère comprend la cellule de Hadley entre l’équateur et les tropiques, la cellule de Ferrel aux moyennes latitudes et la cellule polaire aux hautes latitudes.

Compléments

📌 Les hydrométéores sont des particules liquides ou glacées de l’atmosphère, tandis que les aérosols sont des particules solides comme le sel, les poussières, les cendres volcaniques et les rejets industriels.

📖 4. Climats et classifications

🔑 Notions clés & Définitions

• Climat : Caractérisé notamment par les moyennes mensuelles de température et de pluviométrie, les variations saisonnières et la fréquence des événements extrêmes.

★ À maîtriser

• Une moyenne climatique significative est calculée sur une trentaine d’années afin de tenir compte de la variabilité et d’éviter que des valeurs extrêmes ne la faussent.

• La classification de Köppen-Geiger différencie les climats selon les moyennes de température, la quantité d’eau reçue et sa distribution saisonnière.

📌 Le climat équatorial ne présente pas de saison sèche et reçoit des précipitations toute l’année, tandis que le climat tropical humide comporte une saison sèche.

Compléments

• Dans la classification de Köppen-Geiger, les climats A ont une température moyenne d’au moins 18 °C chaque mois et les climats B sont définis par leur aridité, les climats C sont intermédiaires, les climats D connaissent un hiver froid et au moins un mois de température moyenne supérieure à 10 °C et les climats E ont une température moyenne du mois le plus chaud inférieure à 10 °C.

📖 5. Biosphère et biomes terrestres

🔑 Notions clés & Définitions

• Biome : Métaillé et Da Lage, 2015 - Grand ensemble de milieux semblables à l’échelle planétaire, caractérisé notamment par une végétation dominante et sa faune associée dans une aire bioclimatique.
• Bioclimat : Rencontre entre la biocénose et le climat, c’est-à-dire la ressource que le climat offre à la biocénose, notamment à la végétation.

★ À maîtriser

• Les trois facteurs écologiques apportés par le climat sont :

  • l’eau
  • la lumière
  • la température

• L’activité photosynthétique sert d’indicateur de la quantité de biosphère, notamment de la biomasse par unité de surface.

📌 Une contrainte climatique correspond à des ressources climatiques insuffisantes pour la biocénose, tandis qu’un optimum climatique correspond à des conditions favorables à son développement.

Compléments

• La répartition des biomes dépend d’abord de la latitude, mais aussi du relief, des relations avec l’hydrosphère et des facteurs anthropiques.

📖 6. Formation de la géographie biophysique

★ À maîtriser

• Aristote défend le géocentrisme et décrit le monde comme quatre sphères connectées — feu, terre, eau et air — dans un monde en mouvement.

📌 Les neptuniens, représentés par Werner, expliquent la formation de la croûte terrestre par l’océan, tandis que les plutoniens, représentés par Hutton, l’expliquent par le volcanisme.

• Alexander von Humboldt est considéré comme le père de la géographie physique pour ses études de la répartition des espèces, de l’érosion et des climats, fondées notamment sur le terrain et la collecte de données. - A. Von Humboldt, Geograpy of Plants

• En 1859, C. Darwin publie De l’origine des espèces au moyen de la sélection naturelle et expose l’évolution des espèces par sélection naturelle sous l’influence du milieu.

📌 Le déterminisme attribue au milieu naturel une place prépondérante dans l’organisation des sociétés, tandis que le possibilisme considère que la Nature propose et que l’Homme dispose.

Compléments

• Ératosthène défend une Terre sphérique et la découpe en cinq zones parallèles, comprenant l’équateur, les pôles et deux zones tempérées intermédiaires.

• Au XVIIIe siècle, les sciences naturalistes se développent et la géologie et la biologie cherchent à recenser et classer le vivant et le non-vivant.

💡 Astuce mémo

Déterminisme : le milieu conditionne les sociétés ; possibilisme : la Nature propose, l’Homme dispose

📖 7. Systémique et concept de géosystème

🔑 Notions clés & Définitions

• Écosystème : Associe une biocénose, composée des êtres vivants, et un biotope, composé des éléments non vivants du milieu.
• Système : de Rosnay, 1975 - Ensemble d’éléments en interaction dynamique, organisé par des relations et fonctionnant par des flux de matière et d’énergie.
• Géosystème : Bertrand, 1968 - Concept permettant d’analyser les combinaisons dynamiques de facteurs biotiques, abiotiques et anthropiques associés à un territoire.

★ À maîtriser

• Un géosystème comprend des éléments biophysiques et anthropiques, des interrelations et des rétroactions, et peut être étudié à différentes échelles.

Compléments

• L’étude géographique d’un géosystème combine une approche verticale des relations entre éléments d’un lieu et une approche horizontale de ses relations avec d’autres lieux.

📖 8. Environnement, nature et paysage

🔑 Notions clés & Définitions

• Environnement : Ensemble des conditions physiques, chimiques, biologiques et sociales dans lesquelles un individu ou un groupe d’individus se développe.
• Paysage : Partie visible du géosystème et résulte d’une perception qui varie selon les filtres propres à l’observateur.

📝 Points essentiels

• La nature est un complexe biophysico-chimique modifié par les sociétés et conceptualisé par elles, ce qui en fait aussi une construction culturelle. - Bertrand, 2006

• La perception d’un paysage dépend notamment :

  • de la mobilité de l’observateur
  • de la distance
  • de ses caractères individuels
  • de son instruction
  • de son milieu socioculturel
  • de sa langue
  • des conditions techniques
  • des modèles culturels
  • de sa connaissance des lieux

• L’échelle du paysage, ou méso-échelle, est l’échelle de référence de l’étude du géosystème et l’analyse paysagère en constitue un fondement.

📖 9. Temporalités et causes des changements

★ À maîtriser

• Les facteurs des changements globaux sont :

  • climatiques
  • géomorphologiques
  • hydrologiques
  • biologiques
  • anthropiques

• Les temporalités indiquées vont du million d’années à l’année pour le facteur géomorphologique, du million d’années à la décennie pour le facteur climatique, du million d’années au siècle pour le facteur hydrologique, de la centaine de milliers d’années à la décennie pour le facteur biologique et du millénaire à la minute pour le facteur anthropique.

• Les causes externes des changements climatiques comprennent :

  • les facteurs astronomiques
  • les facteurs géologiques
  • les facteurs anthropiques

• Les paramètres astronomiques de Milankovitch sont :

  • l’excentricité de l’orbite terrestre
  • l’inclinaison de l’axe des pôles
  • la précession des équinoxes

Compléments

• Les facteurs internes comprennent :

  • les relations atmosphère-océan-cryosphère
  • les relations atmosphère-océan
  • la dynamique atmosphérique

• L’excentricité de l’orbite terrestre varie sur des périodes de 413 000, 125 000 et 95 000 ans, tandis que l’inclinaison de l’axe varie entre 22,1° et 24,5° selon un cycle de 41 000 ans. - Milankovitch, 1923

• La précession des équinoxes correspond au changement lent de direction de l’axe de rotation terrestre et suit des cycles de 19 000, 22 000 ou 24 000 ans. - Milankovitch, 1923

📖 10. Changements climatiques et effets

★ À maîtriser

📌 Une régression marine correspond à une baisse du niveau de la mer, tandis qu’une transgression marine correspond à sa hausse.

• Les changements climatiques contemporains augmentent la température globale, bouleversent la pluviométrie et perturbent la biosphère.

• Le réchauffement des océans, la fonte des glaces continentales et la dilatation des masses océaniques contribuent à l’élévation du niveau marin.

Compléments

• L’interglaciaire actuel est l’Holocène, dont la durée moyenne est d’environ 10 000 ans et peut atteindre 20 000 ans.

• Le pergélisol est un sol gelé en permanence dont la couche superficielle dégèle chaque année avant de regeler ; son dégel peut libérer des gaz comme le méthane.

• Le réchauffement déplace vers le nord la répartition de certaines espèces et réduit le potentiel de pêche dans certaines zones trop chaudes ou devenues défavorables aux espèces d’eau froide.

• L’aridification et la désertification, accentuées par la diminution du couvert végétal et les activités humaines, augmentent les risques d’incendies et les déplacements de populations.

💡 Astuce mémo

Réchauffement → fonte et dilatation des océans → hausse du niveau marin

📖 11. Géosystèmes tropicaux et pluies

🔑 Notions clés & Définitions

• Tropiques : Parallèles situés à 23°27′ nord et sud, limites astronomiques de la latitude à laquelle le Soleil peut apparaître au zénith une fois par an.
• Mousson : Renversement saisonnier de la circulation atmosphérique aux basses latitudes, lorsque les alizés d’un hémisphère franchissent l’équateur et rencontrent un continent.

★ À maîtriser

• La zone intertropicale reçoit une énergie solaire importante en raison de l’angle élevé d’incidence des rayons et de la faible épaisseur d’atmosphère traversée.

• Les pluies convectives résultent du surchauffement du sol tropical, de l’ascension de l’air chaud, de son refroidissement et de la condensation de sa vapeur d’eau.

• La convergence des alizés boréal et austral dans la zone intertropicale forme la zone de convergence intertropicale, qui se déplace au cours de l’année.

Compléments

• Les pluies cycloniques résultent de la convergence horizontale de courants d’air chaud qui se rencontrent et engendrent des tourbillons pluvieux.

📖 12. Forêts tropicales humides et sèches

★ À maîtriser

📌 La forêt tropicale humide ou ombrophile connaît un climat chaud et humide, autour de 25 à 27 °C et 2 000 mm de précipitations, sans saison sèche.

• Les forêts tropicales humides présentent une assimilation chlorophyllienne élevée et une végétation sempervirente, abondante et luxuriante.

• La forêt ombrophile se régénère par sylvigénèse : la chute d’un arbre crée un chablis et une trouée où des plantes héliophiles peuvent coloniser le milieu.

📌 La forêt tropophile, ou forêt tropicale sèche, est adaptée à l’alternance entre saison sèche et saison humide ; la forêt mésophile connaît une saison sèche de un à quatre mois.

Compléments

• En forêt tropicale humide, les phanérophytes représentent les trois quarts des plantes et les épiphytes 15 à 20 % de la végétation.

• La forêt tropicale humide présente plusieurs strates végétales, depuis les racines et le sous-bois jusqu’aux canopées basse, moyenne et émergente.

📌 Le mésoclimat forestier caractérise la formation à l’échelle de la canopée, tandis que le microclimat décrit les conditions propres aux strates, au sous-bois et au sol.

• Les sols ferrallitiques des forêts tropicales humides sont riches en hydroxydes de fer et en argile, car le lessivage et la décomposition rapide limitent l’accumulation de matière organique.

• La varzea est une forêt amazonienne inondée saisonnièrement le long des fleuves, tandis que la selva est une forêt de terre ferme.

📊 Tableaux de synthèse

Principaux types de précipitations tropicales