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Ces exercices corrigés sur « Les modifications du climat » en terminale permettent de s'entraîner et de vérifier ses acquis en enseignement scientifique. Ils suivent le programme officiel de terminale et sont classés par difficulté (facile, moyen, difficile). Au programme : Le bilan radiatif de la Terre, L'effet de serre et les gaz à effet de serre, L'intensification anthropique de l'effet de serre, L'albédo et les rétroactions climatiques. Écris ta réponse puis clique sur « Vérifier » : la correction est immédiate et tolère majuscules, espaces et ponctuation. Cet entraînement aide à mémoriser les méthodes, repérer ses erreurs et gagner en confiance avant un contrôle. Exercices gratuits proposés par un professeur particulier à Marseille pour réviser enseignement scientifique en terminale.
Exercices corrigés, classés du plus simple au plus complexe. Cherche d'abord seul au brouillon, puis déplie la correction détaillée pour vérifier ta méthode et tes raisonnements.
Exercice 1 — Vocabulaire du climat
Définis avec précision chacune des notions suivantes du thème.
- Qu'appelle-t-on le « bilan radiatif » de la Terre ?
- Définis l'effet de serre et précise s'il s'agit d'un phénomène naturel ou artificiel.
- Qu'est-ce que l'albédo d'une surface ?
1. Le bilan radiatif est la différence entre l'énergie solaire absorbée par la planète et l'énergie qu'elle renvoie vers l'espace (sous forme de rayonnement infrarouge). À l'équilibre, ces deux flux sont égaux et la température moyenne reste stable.
2. L'effet de serre est le piégeage par certains gaz de l'atmosphère (GES) du rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre, qui réchauffe la basse atmosphère et le sol. C'est un phénomène naturel et indispensable : sans lui la température moyenne serait d'environ −18 °C au lieu de +15 °C. Le problème actuel est son intensification par les activités humaines.
3. L'albédo est la fraction du rayonnement solaire réfléchie par une surface (entre 0 et 1). Une surface claire (neige, glace) a un albédo élevé et réfléchit beaucoup ; une surface sombre (océan, forêt) a un albédo faible et absorbe beaucoup.
Exercice 2 — Lecture du graphique du CO₂
À l'aide du graphique « Concentration en CO₂ atmosphérique » du cours, réponds aux questions suivantes.
- Quelle était la concentration en CO₂ vers 1850 et quelle est-elle vers 2020 ?
- Calcule l'augmentation en ppm et l'augmentation relative (en %) entre ces deux dates.
- Comment évolue le rythme de l'augmentation : est-il constant ou s'accélère-t-il ? Justifie à partir du graphique.
1. Vers 1850 la concentration était d'environ 285 ppm ; vers 2020 elle atteint environ 414 ppm.
2. Augmentation absolue : $414 - 285 = 129$ ppm. Augmentation relative : $\frac{129}{285} \approx 0{,}45$, soit environ $+45\,\%$.
3. Le rythme s'accélère. Entre 1850 et 1950 (un siècle) la hausse est d'environ $311 - 285 = 26$ ppm, soit ~0,26 ppm/an ; entre 1980 et 2020 (40 ans) elle est de $414 - 339 = 75$ ppm, soit ~1,9 ppm/an. La pente de la courbe est nettement plus forte sur la période récente : l'augmentation s'accélère.
Exercice 3 — Les rétroactions climatiques
Réponds aux questions sur les mécanismes d'amplification du réchauffement.
- Définis ce qu'est une rétroaction positive et une rétroaction négative.
- Décris en détail la rétroaction liée à l'albédo des glaces.
- Explique pourquoi la vapeur d'eau constitue une rétroaction positive.
1. Une rétroaction positive est un mécanisme par lequel une variation du climat en provoque une autre qui amplifie le changement initial. Une rétroaction négative provoque au contraire un effet qui atténue le changement initial.
2. Le réchauffement fait fondre la banquise et les glaciers. Les surfaces claires à fort albédo (glace, neige) sont remplacées par de l'océan ou du sol sombre à faible albédo, qui absorbent davantage d'énergie solaire. Cela réchauffe encore plus la planète, ce qui fait fondre plus de glace : le mécanisme s'auto-entretient. C'est une rétroaction positive.
3. Une atmosphère plus chaude peut contenir davantage de vapeur d'eau (par évaporation accrue). Or la vapeur d'eau est elle-même un gaz à effet de serre. Plus de vapeur d'eau renforce donc l'effet de serre, ce qui accentue le réchauffement, qui à son tour augmente l'évaporation : c'est une rétroaction positive.
Exercice 4 — Conséquences du réchauffement
Réponds aux questions sur les effets observés et attendus du réchauffement climatique.
- Cite les deux causes principales de l'élévation du niveau des mers.
- Explique le mécanisme de l'acidification des océans et la menace qu'elle représente.
- Pourquoi parle-t-on d'« inertie » du système climatique ? Donne ses deux causes principales.
- Quelle conséquence pratique l'inertie a-t-elle sur les politiques climatiques ?
1. La dilatation thermique de l'eau de mer (l'eau plus chaude occupe un plus grand volume) et la fonte des glaces continentales (glaciers de montagne, calottes du Groenland et de l'Antarctique), qui ajoutent de l'eau à l'océan. (La fonte de la banquise, déjà flottante, n'élève pas le niveau marin.)
2. L'océan absorbe une partie du CO₂ atmosphérique. Dissous dans l'eau, ce CO₂ forme de l'acide carbonique, ce qui abaisse le pH de l'eau de mer : l'océan s'acidifie. Cela menace les organismes à coquille ou squelette calcaire (coraux, mollusques, plancton calcaire), dont la fabrication de carbonate de calcium devient plus difficile.
3. L'inertie désigne le retard de la réponse du climat à une perturbation. Ses deux causes principales sont la grande inertie thermique des océans (qui stockent et restituent lentement la chaleur) et la longue durée de vie du CO₂ dans l'atmosphère (des siècles).
4. À cause de l'inertie, une partie du réchauffement futur est déjà inévitable : il faut donc s'adapter. De plus, plus on tarde à réduire les émissions, plus le réchauffement de long terme sera important : cela rend l'atténuation urgente.
Exercice 5 — Atténuation et adaptation
Réponds aux questions sur les leviers d'action face au changement climatique.
- Quelle est la différence entre atténuation et adaptation ?
- Classe les actions suivantes en « atténuation » ou « adaptation » : développer l'énergie solaire ; construire des digues ; reboiser une forêt ; mettre en place un plan canicule.
- Pourquoi dit-on que ces deux stratégies sont complémentaires et non concurrentes ?
1. L'atténuation agit sur les causes du réchauffement : réduire les émissions de GES ou augmenter les puits de carbone. L'adaptation agit sur les conséquences : limiter les dommages des changements déjà inévitables.
2. Atténuation : développer l'énergie solaire (énergie décarbonée) ; reboiser (puits de carbone). Adaptation : construire des digues (protection contre la montée des eaux) ; plan canicule (protection des populations face aux extrêmes).
3. À cause de l'inertie du système climatique, une part du réchauffement est déjà engagée : il faut s'y adapter même si l'on réduit fortement les émissions. Mais sans atténuation, le réchauffement deviendrait si important que l'adaptation finirait par être dépassée. Les deux stratégies se renforcent donc et doivent être menées ensemble.
Exercice 6 — Analyse de document scientifique : température et forçage radiatif
Étudie le document suivant puis réponds aux questions en exploitant à la fois le document et tes connaissances.
- Document — « Le forçage radiatif mesure, en W·m⁻², le déséquilibre du bilan radiatif causé par un facteur. Depuis 1750, l'augmentation des gaz à effet de serre d'origine humaine a créé un forçage radiatif positif estimé à environ +2,7 W·m⁻². Un forçage positif signifie que la Terre reçoit plus d'énergie qu'elle n'en renvoie, tant qu'un nouvel équilibre n'est pas atteint. »
Question : Que signifie le signe positif du forçage radiatif évoqué dans le document ?
- Relie ce forçage radiatif positif à l'intensification de l'effet de serre décrite dans le cours.
- Le document indique que l'équilibre n'est pas encore atteint. En mobilisant la notion d'inertie climatique, explique ce que cela implique pour la température future.
1. Un forçage radiatif positif signifie que le bilan radiatif est déséquilibré en faveur d'un gain d'énergie : la Terre reçoit (ou conserve) plus d'énergie qu'elle n'en renvoie vers l'espace. Ce surplus d'énergie tend à faire augmenter la température jusqu'à ce qu'un nouvel équilibre s'établisse.
2. L'ajout de GES d'origine humaine (CO₂, CH₄…) renforce l'absorption du rayonnement infrarouge émis par la surface : davantage d'énergie est piégée dans la basse atmosphère. C'est exactement l'intensification de l'effet de serre. Ce piégeage supplémentaire d'énergie correspond au forçage radiatif positif de +2,7 W·m⁻² mentionné par le document.
3. Comme l'équilibre radiatif n'est pas encore rétabli, le système continue d'accumuler de l'énergie. À cause de l'inertie thermique des océans, le réchauffement se poursuit avec retard : même si l'on stabilisait aujourd'hui la concentration en GES, la température continuerait d'augmenter pendant des décennies avant d'atteindre le nouvel équilibre. Une partie du réchauffement futur est donc déjà « engagée ».