La complexité du système climatique

1. a)Les deux normales sont des moyennes sur 30 ans : climat. Le record est une valeur ponctuelle, mesurée un jour donné : météorologie. (1)
2. b)12,2 − 10,9 = 1,3 : la normale a augmenté de 1,3 °C entre les deux périodes. (1)
3. c)Sur 30 ans, les fluctuations d'une année à l'autre (hivers froids, étés chauds) se compensent : la moyenne fait apparaître les caractéristiques durables et la tendance du climat. (1)
4. d)Un mois isolé est une fluctuation météorologique ; il ne remet pas en cause une tendance établie sur des moyennes trentenaires, qui ont gagné 1,3 °C ici. (1)

Erreur fréquente — Un événement isolé, même record, ne dit rien du climat : seules les moyennes sur une trentaine d'années le décrivent.

1. a)V = S × h, donc ΔV = α × S × h × ΔT ; avec S constante, ΔV = S × Δh. En égalant et en divisant par S : Δh = α × h × ΔT. (1)
2. b)Δh = 2,2 × 10⁻⁴ × 300 × 0,8 = 5,28 × 10⁻² m ≈ 5,3 cm. (1)
3. c)ΔV = S × Δh = 3,62 × 10¹⁴ × 5,28 × 10⁻² ≈ 1,9 × 10¹³ m³. (1)
4. d)La banquise flotte déjà : sa fonte ne change quasiment pas le niveau (Archimède). Il faut ajouter la fonte des glaces continentales : glaciers, calottes du Groenland et de l'Antarctique. (1)

À retenir — La mer monte par dilatation et par fonte des glaces posées sur les continents ; la glace qui flotte ne compte pas.

1. a)Fraction du rayonnement solaire incident réfléchie par une surface. La glace et la neige, claires, réfléchissent beaucoup ; l'eau sombre absorbe l'essentiel du rayonnement. (1)
2. b)Banquise : (1 − 0,60) × 150 = 60 W·m⁻². Océan : (1 − 0,06) × 150 = 141 W·m⁻². (1)
3. c)Supplément par m² : 141 − 60 = 81 W·m⁻² ; sur 1,0 × 10¹¹ m² : 81 × 1,0 × 10¹¹ = 8,1 × 10¹² W. (1)
4. d)Réchauffement → fonte de la banquise → albédo en baisse → plus d'énergie absorbée → réchauffement accru : rétroaction positive. (1)

Repère — La puissance absorbée vaut (1 − A) × P : c'est l'énergie absorbée, et non réfléchie, qui réchauffe la surface.

1. a)(265 − 190) ÷ 7 000 = 75 ÷ 7 000 ≈ 1,1 × 10⁻² ppm par an. (1)
2. b)(401 − 320) ÷ 50 = 81 ÷ 50 ≈ 1,6 ppm par an. (1)
3. c)1,62 ÷ 0,0107 ≈ 150 : la hausse actuelle est environ 150 fois plus rapide qu'une hausse naturelle de déglaciation, un rythme inédit depuis des centaines de milliers d'années. (1)
4. d)La combustion des combustibles fossiles (plus la déforestation) : la hausse débute avec l'ère industrielle et suit la croissance des émissions humaines. (1)

Le point clé — Ce qui distingue la hausse actuelle n'est pas seulement son niveau, mais surtout sa vitesse.

1. a)Différence entre la puissance radiative reçue et la puissance radiative émise par le système climatique, par m². Positif : le système accumule de l'énergie et se réchauffe jusqu'à un nouvel équilibre. (1)
2. b)S = 5,10 × 10¹⁴ m² ; P = 1,0 × 5,10 × 10¹⁴ = 5,1 × 10¹⁴ W ; E = 5,1 × 10¹⁴ × 3,15 × 10⁷ ≈ 1,6 × 10²² J. (1)
3. c)Un air plus chaud contient davantage de vapeur d'eau, gaz à effet de serre : l'effet de serre se renforce et le réchauffement initial est amplifié. (1)
4. d)Plus de CO₂ stimule la photosynthèse : la végétation stocke du carbone et freine la hausse du CO₂. Mais ce puits est limité (eau, nutriments) et réversible (incendies, sécheresses) : il ne compense qu'une partie des émissions. (1)

Attention — Convertir les km² en m² (1 km² = 10⁶ m²) avant tout calcul d'énergie : c'est la première source d'erreur dans ce type de question.