Fiche de révision : Atmosphère, climat et réchauffement

📋 Plan du Cours

1. unités
2. Origine et rôle du dioxygène
3. Cycle biochimique du carbone
4. Mesure du climat et variations passées
5. Réchauffement climatique et rétroactions
6. Conséquences océaniques du réchauffement

📖 1. unités

🔑 Notions clés & Définitions

• Atmosphère : Ensemble des gaz retenus par la gravité à la surface de la Terre.
• Hydrosphère : Ensemble des eaux solides, liquides et gazeuses présentes à la surface d’une planète, et elle couvre plus de 70 % de la surface terrestre.

★ À maîtriser

• La Terre s’est formée il y a 4,6 milliards d’années.

• La formation des océans résulte du refroidissement de l’atmosphère après l’isolation du manteau chaud par la croûte terrestre, puis de la condensation de la vapeur d’eau en eau liquide.

Compléments

• L’atmosphère primitive contenait beaucoup de vapeur d’eau et de dioxyde de carbone, mais peu de diazote, tandis que l’atmosphère actuelle contient peu de dioxyde de carbone et davantage de dioxygène et de diazote.

📖 2. Origine et rôle du dioxygène

🔑 Notions clés & Définitions

• Couche d’ozone : S’est formée à 30 km d’altitude il y a 1 milliard d’années, après que le dioxygène atmosphérique a atteint 1 %, et elle absorbe une partie des rayonnements ultraviolets mutagènes pour l’ADN.
• Stromatolithes : Édifices calcaires construits par des cyanobactéries qui prélèvent le dioxyde de carbone dissous dans l’eau.

📝 Points essentiels

• Le dioxygène atmosphérique a une origine marine et est produit par des bactéries photosynthétiques appelées cyanobactéries.

• Il y a 3,1 milliards d’années, les ions fer II ont commencé à être oxydés par le dioxygène produit par les cyanobactéries.

• La teneur atmosphérique en dioxygène était de 11 % il y a 400 millions d’années, a atteint 35 % au Carbonifère et représente 21 % aujourd’hui.

💡 Astuce mémo

Photosynthèse → O₂ → ozone → protection de la vie

📖 3. Cycle biochimique du carbone

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle biochimique du carbone : Correspond aux échanges de carbone par des flux entre l’atmosphère, l’hydrosphère, la lithosphère et la biosphère.

📝 Points essentiels

📌 Lorsque les flux de carbone entre les réservoirs sont équivalents, la taille des réservoirs reste constante.

• Les flux anthropiques de carbone allant de la lithosphère vers l’atmosphère rompent l’équilibre naturel du cycle du carbone.

📖 4. Mesure du climat et variations passées

🔑 Notions clés & Définitions

• Climat : Se définit à partir de données recueillies pendant au moins 30 ans dans une région donnée.

★ À maîtriser

📌 La météorologie étudie les phénomènes atmosphériques à court terme, tandis que la climatologie étudie les climats et leurs variations à long terme.

📐 Formule - L’anomalie de température est calculée par la relation $\text{anomalie} = \text{température mesurée} - \text{température de référence}$.

Compléments

• Les principales grandeurs atmosphériques se mesurent ainsi :
  • Température : thermomètre, degrés Celsius.
  • Pression : baromètre, pascals.
  • Humidité : hygromètre, pourcentage.
  • Pluviométrie : pluviomètre, millimètres ou litres par mètre carré.

💡 Astuce mémo

Météorologie = court terme ; climatologie = longues séries

📖 5. Réchauffement climatique et rétroactions

🔑 Notions clés & Définitions

• Forçage radiatif : Déséquilibre entre l’énergie radiative reçue et l’énergie radiative émise par un système, entraînant une variation de sa température.
• Gaz à effet de serre : Absorbe le rayonnement infrarouge émis par la Terre et réémet un rayonnement infrarouge notamment vers le sol, qu’il réchauffe.

📝 Points essentiels

• Les principaux gaz à effet de serre sont :

  • H₂O
  • CO₂
  • CH₄
  • N₂O

• Depuis 150 ans, la température moyenne mondiale a augmenté d’environ 1 °C en réponse au forçage radiatif positif lié à la hausse des gaz à effet de serre.

• La diminution de la cryosphère réduit l’albédo : la fonte de la neige et de la glace libère des surfaces sombres qui absorbent davantage le rayonnement solaire et amplifient le réchauffement.

💡 Astuce mémo

Gaz à effet de serre → forçage positif → réchauffement

📖 6. Conséquences océaniques du réchauffement

★ À maîtriser

• Les océans absorbent plus de 90 % de l’excès d’énergie accumulée dans le système climatique.

• L’absorption de chaleur par les océans provoque une dilatation thermique de l’eau qui, ajoutée à la fonte des glaces, entraîne une élévation du niveau marin.

Compléments

• La chaleur océanique accumulée peut retourner dans l’atmosphère sur plusieurs siècles, ce qui rend le changement climatique irréversible à cette échelle et perturbe fortement les écosystèmes marins, notamment par le blanchissement des coraux.

💡 Astuce mémo

Chaleur absorbée → dilatation et fonte → élévation marine

📊 Tableaux de synthèse

Météorologie et climatologie