Fiche de révision : Système climatique et bilan radiatif

📋 Plan du Cours

1. Climatologie et météorologie
2. Indicateurs et échelles du climat
3. Variabilité et réchauffement climatique
4. Rayonnement solaire et albédo
5. Effet de serre et équilibre radiatif

📖 1. Climatologie et météorologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Climat : Moyenne spatiale et temporelle de grandeurs atmosphériques pendant un temps donné.

★ À maîtriser

📌 La climatologie étudie les variations du climat local ou global sur de grandes échelles de temps, supérieures à 30 ans, tandis que la météorologie étudie les phénomènes atmosphériques à court terme, sur des heures, des jours ou des semaines.

Compléments

• Les grandeurs utilisées pour décrire l’atmosphère comprennent :
  • la température
  • la pression
  • la vitesse du vent
  • la direction du vent
  • la nébulosité
  • la pluviométrie

💡 Astuce mémo

Climatologie : grandes durées ; météorologie : court terme

📖 2. Indicateurs et échelles du climat

★ À maîtriser

• La température moyenne à la surface de la Terre est un indicateur du climat global.

• Les carottes glaciaires permettent de reconstituer la température moyenne et la composition de l’atmosphère sur des durées allant jusqu’à plusieurs centaines de milliers d’années.

Compléments

• L’étude des pollens fossiles permet de connaître les évolutions de la végétation lors des changements climatiques.

• La date du début des vendanges constitue un indicateur local du climat observable à l’échelle d’une dizaine d’années.

📖 3. Variabilité et réchauffement climatique

★ À maîtriser

• La Terre connaît une variabilité climatique naturelle à différentes échelles de temps, avec notamment un réchauffement observé environ tous les 100 000 ans.

• Depuis environ 150 ans, la température moyenne globale a augmenté d’environ 1 °C et les glaces ont fondu.

Compléments

• Lors du dernier réchauffement climatique naturel, entre 21 000 et 14 000 ans, la température a augmenté de 4 à 7 °C.

• Depuis plusieurs centaines de milliers d’années, la température moyenne n’a jamais augmenté aussi rapidement qu’actuellement.

• Le début des vendanges se produit de plus en plus tôt d’année en année en raison du réchauffement climatique.

💡 Astuce mémo

Réchauffement → recul des glaciers et vendanges plus précoces

📖 4. Rayonnement solaire et albédo

🔑 Notions clés & Définitions

• Albédo : Le pouvoir réfléchissant d’une surface ; il se note α et varie entre 0 et 1.

★ À maîtriser

• La Terre reçoit du Soleil une puissance moyenne d’environ $P_{sol} \approx 340\ \text{W/m}^2$.

• L’albédo vaut 0,1 pour les océans et les forêts, et 0,8 pour la neige.

Compléments

• Sans albédo ni effet de serre, la température moyenne terrestre serait de 5 °C selon le cours.

• Avec l’albédo mais sans effet de serre, la température moyenne terrestre serait de −18 °C.

📖 5. Effet de serre et équilibre radiatif

★ À maîtriser

• L’effet de serre naturel résulte du passage de l’essentiel des rayons solaires dans l’atmosphère, de l’émission d’infrarouges par la Terre chauffée et du piégeage d’une partie de ces infrarouges par les gaz atmosphériques.

• En tenant compte de l’albédo et de l’effet de serre, la température moyenne terrestre est d’environ 15 °C.

• L’équilibre radiatif de la Terre dépend de : le rayonnement solaire reçu, l’albédo terrestre, l’effet de serre lié à la présence de l’atmosphère

Compléments

• La Terre émet des rayonnements infrarouges, dont une partie traverse l’atmosphère tandis qu’une autre partie est piégée par les gaz à effet de serre.

💡 Astuce mémo

Soleil → Terre chauffée → infrarouges → absorption atmosphérique