QCM : Climat, effet de serre et rétroactions (20 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quels éléments interagissent pour former le système climatique ?

L’atmosphère, les glaciers et le manteau terrestre
Les océans, l’atmosphère et le sol
Les océans, les continents et le noyau terrestre
Le sol, la biosphère et le champ magnétique terrestre

Les océans, l’atmosphère et le sol

Explication

Le système climatique correspond aux interactions entre les océans, l’atmosphère et le sol. Les glaciers peuvent influencer le climat, mais ils ne remplacent pas l’un de ces trois éléments dans cette définition.

2. Que quantifie le bilan radiatif du système climatique terrestre ?

La répartition de l’énergie solaire entre les continents et les zones polaires
Les échanges d’eau entre les océans, les sols et les précipitations
L’énergie reçue et perdue au niveau de l’atmosphère, du sol et des océans
La quantité de chaleur stockée uniquement dans l’atmosphère et les nuages

L’énergie reçue et perdue au niveau de l’atmosphère, du sol et des océans

Explication

Le bilan radiatif quantifie l’énergie reçue et perdue par le système climatique, en tenant compte de l’atmosphère, du sol et des océans. La quantité stockée dans l’atmosphère seule ne rend pas compte de l’ensemble du bilan.

3. Que se passe-t-il à la température moyenne de la planète lorsque son bilan radiatif est équilibré ?

Elle diminue rapidement
Elle varie selon les saisons sans tendance moyenne
Elle augmente progressivement
Elle reste stable

Elle reste stable

Explication

Un bilan radiatif équilibré correspond à une température moyenne planétaire stable. Une augmentation ou une diminution durable signalerait que l’énergie reçue et perdue n’est pas équilibrée.

4. Quelle évolution décrit correctement la température mondiale entre 1850 et 2010 ?

Elle reste stable de 1850 à 1900 et de 1950 à 1970, puis augmente de 1900 à 1950 et de 1970 à 2010
Elle augmente de 1850 à 1900 et de 1900 à 1950, puis reste stable de 1950 à 1970 et de 1970 à 2010
Elle reste stable de 1850 à 1900 et de 1900 à 1950, puis augmente de 1950 à 1970 et de 1970 à 2010
Elle augmente de 1850 à 1900 et de 1950 à 1970, puis reste stable de 1900 à 1950 et de 1970 à 2010

Elle reste stable de 1850 à 1900 et de 1950 à 1970, puis augmente de 1900 à 1950 et de 1970 à 2010

Explication

La température mondiale augmente durant 1900-1950 et 1970-2010, alors qu’elle reste stable durant 1850-1900 et 1950-1970. L’inversion de ces périodes attribue une hausse aux deux intervalles décrits comme stables.

5. Quels changements sont associés à la hausse des températures mondiales ?

La fonte des glaces et l’abaissement du niveau des océans
La fonte des glaces et l’élévation du niveau des océans
L’extension des glaces et l’abaissement du niveau des océans
L’extension des glaces et l’élévation du niveau des océans

La fonte des glaces et l’élévation du niveau des océans

Explication

La hausse des températures est associée à la fonte des glaces et à l’élévation du niveau des océans. L’abaissement du niveau marin contredit le changement associé à cette hausse.

6. Que permettent de reconstituer les bulles d’air emprisonnées dans les carottes de glace antarctiques ?

La vitesse des vents au-dessus de l’Antarctique au moment du carottage
La composition des roches sous la glace au moment du carottage
La composition de l’atmosphère au moment où la glace s’est formée
La température exacte de l’océan au moment où la glace s’est formée

La composition de l’atmosphère au moment où la glace s’est formée

Explication

Les bulles d’air conservées dans la glace permettent d’étudier la composition atmosphérique au moment de la formation de la glace. Elles ne fournissent pas directement une mesure de la température de l’océan.

7. Quelle distinction sépare la climatologie de la météorologie par les durées étudiées ?

La climatologie étudie des variations de quelques années à plusieurs millions d’années, tandis que la météorologie porte sur quelques heures à quelques jours
La climatologie étudie des variations de quelques jours à quelques mois, tandis que la météorologie porte sur plusieurs décennies
La climatologie étudie des variations de quelques heures à quelques jours, tandis que la météorologie porte sur quelques années à plusieurs millions d’années
La climatologie étudie des variations de plusieurs millions d’années, tandis que la météorologie porte sur quelques semaines à quelques années

La climatologie étudie des variations de quelques années à plusieurs millions d’années, tandis que la météorologie porte sur quelques heures à quelques jours

Explication

La climatologie examine des variations à long terme, allant de quelques années à plusieurs millions d’années, tandis que la météorologie porte sur des durées de quelques heures à quelques jours. La confusion fréquente consiste à attribuer à la climatologie les courtes échéances de la météorologie.

8. Quelle combinaison de propriétés permet à un gaz de contribuer à l’effet de serre ?

Être transparent aux infrarouges solaires et absorber la lumière visible terrestre entre 4 µm et 40 µm
Absorber la lumière visible solaire et laisser passer les infrarouges terrestres entre 4 µm et 40 µm
Être transparent à la lumière visible solaire et absorber les infrarouges terrestres entre 4 µm et 40 µm
Réfléchir la lumière visible solaire et absorber les infrarouges terrestres au-delà de 40 µm

Être transparent à la lumière visible solaire et absorber les infrarouges terrestres entre 4 µm et 40 µm

Explication

Un gaz à effet de serre laisse passer la lumière visible du Soleil et absorbe une partie des infrarouges émis par la Terre entre 4 µm et 40 µm. Absorber la lumière visible solaire ne correspond pas au critère énoncé.

9. Après avoir été chauffée par le Soleil, comment la surface terrestre contribue-t-elle au réchauffement de l’atmosphère ?

Elle émet un rayonnement infrarouge que les gaz à effet de serre peuvent absorber
Elle émet un rayonnement visible que les gaz à effet de serre peuvent absorber
Elle réfléchit les infrarouges vers l’espace, ce qui réchauffe les gaz atmosphériques
Elle absorbe les infrarouges atmosphériques et transmet directement cette énergie aux océans

Elle émet un rayonnement infrarouge que les gaz à effet de serre peuvent absorber

Explication

La surface terrestre chauffée par le Soleil émet des infrarouges que les gaz à effet de serre peuvent absorber, contribuant au réchauffement de l’atmosphère. Le mécanisme ne repose pas sur l’absorption par ces gaz d’un rayonnement visible émis par la surface.

10. Selon la loi de Wien, comment varie la longueur d’onde du maximum d’émission d’un corps noir lorsque sa température augmente ?

Elle reste constante, car la température n’intervient pas dans la loi de Wien
Elle diminue, car le produit de cette longueur d’onde par la température reste égal à 2,90×10−3 m⋅K2{,}90 \times 10^{-3}\ \mathrm{m\cdot K}
Elle diminue, car la longueur d’onde est directement proportionnelle à la température
Elle augmente, car le produit de cette longueur d’onde par la température reste égal à 2,90×10−3 m⋅K2{,}90 \times 10^{-3}\ \mathrm{m\cdot K}

Elle diminue, car le produit de cette longueur d’onde par la température reste égal à $$2{,}90 \times 10^{-3}\ \mathrm{m\cdot K}$$

Explication

La loi de Wien donne λmax⁡T=k\lambda_{\max}T=k, donc une hausse de température entraîne une baisse de la longueur d’onde du maximum d’émission. Une proportionnalité directe entre longueur d’onde et température inverserait la relation donnée par cette loi.

11. En comparant le pouvoir de réchauffement global des gaz, quelle valeur est attribuée au protoxyde d’azote lorsque celui du CO₂ est fixé à 1 ?

310
8
21
1

310

Explication

Le pouvoir de réchauffement global du protoxyde d’azote est fixé à 310, contre 1 pour le CO₂. La valeur 21 correspond à celle du méthane.

12. Quelles activités sont associées à une grande part de la surproduction humaine de gaz à effet de serre ?

Les services, la recherche, la construction et la culture
La foresterie, l’éducation, le commerce et la santé
L’industrie, l’énergie, les transports et l’agriculture
Le logement, le tourisme, la pêche et les loisirs

L’industrie, l’énergie, les transports et l’agriculture

Explication

L’industrie, l’énergie, les transports et l’agriculture sont les activités auxquelles est attribuée une grande part de cette surproduction. Le logement et le tourisme peuvent être concernés par des émissions, mais ils ne correspondent pas au groupe indiqué ici.

13. Que mesure l’albédo d’une surface ?

La fraction de l’énergie solaire globale qu’elle réfléchit
La part du rayonnement infrarouge qu’elle émet vers l’espace
La quantité de chaleur qu’elle stocke après l’ensoleillement
La proportion de lumière solaire qu’elle absorbe et transforme

La fraction de l’énergie solaire globale qu’elle réfléchit

Explication

L’albédo exprime la fraction de l’énergie solaire globale réfléchie par une surface, sous forme de pourcentage ou d’une valeur de 0 à 1. La quantité absorbée est liée au bilan énergétique, mais elle n’est pas la définition de l’albédo.

14. Comment la fonte des glaciers peut-elle amplifier le réchauffement ?

Elle diminue l’albédo, renforce la réflexion solaire et limite le réchauffement
Elle augmente l’albédo, réduit la réflexion solaire et favorise le réchauffement
Elle diminue l’albédo, réduit la réflexion solaire et favorise le réchauffement
Elle augmente l’albédo, renforce la réflexion solaire et limite le réchauffement

Elle diminue l’albédo, réduit la réflexion solaire et favorise le réchauffement

Explication

La fonte des glaciers et des calottes polaires diminue l’albédo, de sorte que moins d’énergie solaire est réfléchie et que le réchauffement est favorisé. L’idée qu’un albédo accru renforce la réflexion inverse le mécanisme décrit.

15. Quelle grandeur décrit le forçage radiatif dans la définition attribuée au GIEC ?

L’équilibre entre le rayonnement solaire entrant et le rayonnement infrarouge sortant, en W/m²
La quantité de gaz à effet de serre présente dans l’atmosphère, en parties par million
La proportion de lumière réfléchie par la surface terrestre, en pourcentage
L’écart entre la chaleur océanique et la chaleur terrestre, en degrés Celsius

L’équilibre entre le rayonnement solaire entrant et le rayonnement infrarouge sortant, en W/m²

Explication

Le forçage radiatif correspond à l’équilibre entre le rayonnement solaire entrant et les émissions infrarouges sortantes, et se mesure en W/m². La fraction de lumière réfléchie définit l’albédo, et non le forçage radiatif.

16. Si le système climatique reçoit plus d’énergie radiative qu’il n’en émet, quelle évolution est attendue ?

Le forçage est négatif et la température diminue
Le forçage est négatif et la température augmente
Le forçage est positif et la température diminue
Le forçage est positif et la température augmente

Le forçage est positif et la température augmente

Explication

Un apport radiatif supérieur à l’énergie émise correspond à un forçage positif et s’accompagne d’une hausse de température. Un forçage négatif est associé à une diminution de température.

17. Une rétroaction entraîne une baisse de température après une modification d’un facteur de forçage : comment la qualifie-t-on ?

De positive, car elle diminue la température
De négative, car elle diminue la température
De négative, car elle augmente la température
De positive, car elle augmente la température

De négative, car elle diminue la température

Explication

Une rétroaction est négative lorsque la modification d’un facteur de forçage diminue la température. Une rétroaction positive, au contraire, correspond à une hausse de température.

18. Quel effet l’accumulation de gaz à effet de serre exerce-t-elle sur le climat ?

Elle perturbe l’équilibre radiatif et contribue à l’abaissement de la température globale
Elle stabilise l’équilibre radiatif et contribue à l’élévation de la température globale
Elle perturbe l’équilibre radiatif et contribue à l’élévation de la température globale
Elle stabilise l’équilibre radiatif et contribue à l’abaissement de la température globale

Elle perturbe l’équilibre radiatif et contribue à l’élévation de la température globale

Explication

L’accumulation de gaz à effet de serre perturbe l’équilibre radiatif et contribue à l’élévation de la température globale. L’idée qu’elle stabilise cet équilibre contredit son effet décrit sur le système climatique.

19. Comment la fonte du permafrost provoquée par le réchauffement peut-elle amplifier le réchauffement climatique ?

Elle peut refroidir les sols voisins, ce qui réduit les émissions liées à la décomposition organique.
Elle peut absorber davantage de dioxyde de carbone, réduisant ainsi le réchauffement par une rétroaction négative.
Elle peut ralentir la photosynthèse, sans modifier les échanges de gaz carbonés avec l’atmosphère.
Elle peut libérer des gaz carbonés piégés, renforçant ainsi le réchauffement par une rétroaction positive.

Elle peut libérer des gaz carbonés piégés, renforçant ainsi le réchauffement par une rétroaction positive.

Explication

La fonte peut libérer les gaz carbonés piégés dans le permafrost, ce qui ajoute des gaz à effet de serre et amplifie le réchauffement. La baisse de l’absorption par photosynthèse concerne l’activité de la végétation, et non le mécanisme décrit ici.

20. En été dans l’hémisphère Nord, quel effet la photosynthèse de la végétation a-t-elle sur le taux mondial de CO₂ émis par rapport à la moyenne annuelle ?

Elle le maintient stable en équilibrant exactement les émissions humaines.
Elle contribue à le faire baisser en absorbant du CO₂.
Elle contribue à le faire augmenter en libérant du CO₂.
Elle le fait baisser en piégeant le méthane issu du permafrost.

Elle contribue à le faire baisser en absorbant du CO₂.

Explication

En été, la végétation absorbe du CO₂ par photosynthèse, ce qui entraîne une baisse mondiale du taux de CO₂ émis par rapport à la moyenne annuelle. La libération de gaz carbonés par la fonte du permafrost est un mécanisme distinct et ne décrit pas l’effet de la photosynthèse.

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Quelles composantes interagissent dans le système climatique ?

Les océans, l’atmosphère et le sol.

Que quantifie le bilan radiatif du système climatique terrestre ?

L’énergie reçue et perdue.

Quelle conséquence un bilan radiatif équilibré a-t-il sur la température moyenne de la planète ?

Elle reste stable.

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