Ressources · 1ʳᵉ · Enseignement scientifique

Le bilan radiatif terrestre

Échanges d'énergie entre le Soleil, la Terre et l'espace : comprendre le bilan énergétique qui régule le climat (programme de 1re, thème « Le Soleil, notre source d'énergie »).

À propos de cette page

Cette activité de compréhension sur « Le bilan radiatif terrestre » en première entraîne à lire, analyser et répondre à des questions en enseignement scientifique. Elle suit le programme officiel de première. Au programme : Le rayonnement solaire et la constante solaire, L'albédo terrestre, Le rayonnement thermique de la Terre, La loi de Stefan-Boltzmann. Lis le document, réponds puis vérifie immédiatement tes réponses pour progresser. Un bon moyen de travailler la méthode, d'enrichir son vocabulaire et de préparer les contrôles. Ressource gratuite proposée par un professeur particulier à Marseille pour réussir en enseignement scientifique en première.

1Lis le texte suivant extrait d'un document scientifique de vulgarisation, puis réponds aux questions.

Le bilan radiatif terrestre en déséquilibre

Depuis 2000, des satellites comme CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System) mesurent avec précision les flux entrant et sortant au sommet de l'atmosphère. Ces mesures ont permis de quantifier le déséquilibre actuel du bilan radiatif terrestre : la Terre absorbe environ 0,6 à 0,9 W·m⁻² de plus qu'elle n'en émet.

Ce déséquilibre peut sembler faible, mais rapporté à la surface totale de la Terre ($5{,}1 \times 10^{14}$ m²), il représente une puissance accumulée d'environ 400 à 450 térawatts — soit des dizaines de fois la consommation énergétique mondiale actuelle. 90 % de cet excès d'énergie est absorbé par les océans, ce qui explique leur réchauffement progressif et l'élévation du niveau de la mer par dilatation thermique.

Ce déséquilibre est principalement attribué à l'augmentation de la concentration des gaz à effet de serre d'origine anthropique, notamment le CO₂ dont la concentration a dépassé 420 ppm en 2023. Le GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) estime que, sans réduction drastique des émissions, le forçage radiatif total pourrait atteindre +8 W·m⁻² d'ici 2100.

2Questions

Q1 Que mesure le satellite CERES selon ce texte ?

Q2 Quel est le déséquilibre radiatif actuel de la Terre selon le document ?

Q3 Où va principalement l'excès d'énergie accumulée par la Terre ?

Q4 Explique, à partir du texte et de tes connaissances, pourquoi l'élévation du niveau de la mer est une conséquence du déséquilibre radiatif.

Q5 Quel est le risque mentionné dans le texte si les émissions de gaz à effet de serre ne sont pas réduites d'ici 2100 ?

Voir le corrigé

les flux entrant et sortant au sommet de l'atmosphère — Le satellite CERES mesure les flux radiatifs entrant et sortant au sommet de l'atmosphère.
0.6 à 0.9 W/m² — La Terre absorbe 0,6 à 0,9 W·m⁻² de plus qu'elle n'en émet.
dans les océans — 90 % de l'excès d'énergie est absorbé par les océans.
Réponse libre — exemple : Le déséquilibre radiatif positif fait que la Terre accumule de l'énergie, absorbée à 90 % par les océans. Ce réchauffement des océans provoque leur dilatation thermique (l'eau se dilate en se réchauffant) et fait fondre les glaces continentales, ce qui augmente le volume d'eau liquide dans les mers. Ces deux effets combinés élèvent le niveau de la mer.
Réponse libre — exemple : D'après le GIEC, le forçage radiatif total pourrait atteindre +8 W·m⁻² d'ici 2100, ce qui provoquerait un réchauffement climatique majeur, bien supérieur au déséquilibre actuel de 0,6-0,9 W·m⁻². Cela aurait des conséquences graves sur les températures, les précipitations, la fonte des glaces et le niveau des mers.

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