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La complexité du système climatique
Climat et météo, variations passées, réchauffement actuel, effet de serre, forçages, rétroactions, rôle de l'océan (programme d'enseignement scientifique de Terminale)
À propos de cette page
Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 24 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile — 8 questions
Laquelle de ces informations relève de la météorologie ?
- A. La pluviométrie annuelle moyenne d'une ville sur 1991-2020
- B. Le nombre moyen de jours de gel par an dans une région
- C. La prévision d'un orage sur Toulouse pour demain soir
- D. La température moyenne de juillet calculée sur 30 ans
Réponse
C. La prévision d'un orage sur Toulouse pour demain soir — Une prévision à un jour décrit l'état de l'atmosphère à court terme : c'est de la météorologie. Les trois autres sont des moyennes sur une longue période, donc des données climatiques.
Parmi ces gaz, lequel n'est pas un gaz à effet de serre ?
- A. Le méthane CH₄
- B. Le diazote N₂
- C. Le protoxyde d'azote N₂O
- D. La vapeur d'eau H₂O
Réponse
B. Le diazote N₂ — Le diazote, principal constituant de l'air, n'absorbe pas le rayonnement infrarouge terrestre. H₂O, CO₂, CH₄ et N₂O sont des gaz à effet de serre.
Quel est l'effet d'une rétroaction positive sur une perturbation climatique ?
- A. Elle l'annule complètement
- B. Elle la compense en partie
- C. Elle la déclenche
- D. Elle l'amplifie
Réponse
D. Elle l'amplifie — Une rétroaction positive renforce la perturbation qui l'a déclenchée ; une rétroaction négative l'atténue.
Depuis quand la concentration atmosphérique en CO₂ augmente-t-elle nettement ?
- A. Depuis la révolution industrielle
- B. Depuis la fin de l'Antiquité
- C. Depuis la fin de la dernière glaciation
- D. Depuis l'apparition des plantes
Réponse
A. Depuis la révolution industrielle — Depuis le milieu du XIXe siècle, l'usage massif des combustibles fossiles a fait passer la teneur en CO₂ d'environ 280 ppm à plus de 420 ppm.
Qu'appelle-t-on albédo d'une surface ?
- A. La fraction du rayonnement solaire qu'elle réfléchit
- B. La puissance infrarouge qu'elle émet sur chaque mètre carré
- C. La fraction du rayonnement solaire qu'elle absorbe
- D. La température qu'elle atteint à l'équilibre radiatif
Réponse
A. La fraction du rayonnement solaire qu'elle réfléchit — L'albédo est la fraction réfléchie du rayonnement solaire incident, entre 0 et 1 ; la fraction absorbée vaut 1 − A.
Quel réservoir stocke la plus grande part de l'énergie accumulée par le système climatique ?
- A. L'atmosphère
- B. Les sols des continents
- C. L'océan
- D. Les glaces continentales
Réponse
C. L'océan — L'océan stocke environ 90 % de l'énergie supplémentaire, grâce à sa masse et à la forte capacité thermique de l'eau.
Quel phénomène fait monter le niveau de la mer lorsque l'océan se réchauffe, sans aucun apport d'eau ?
- A. La fonte de la banquise
- B. La dilatation thermique
- C. L'évaporation accrue
- D. L'acidification des eaux
Réponse
B. La dilatation thermique — En se réchauffant, l'eau se dilate : son volume augmente et le niveau monte, même sans apport d'eau.
Quelle grandeur n'est PAS un indicateur du climat global ?
- A. L'étendue des glaciers de montagne
- B. Le niveau moyen des océans
- C. La température moyenne annuelle à la surface du globe
- D. La pression atmosphérique mesurée un jour donné
Réponse
D. La pression atmosphérique mesurée un jour donné — Une mesure faite un jour donné est une donnée météorologique ponctuelle. Température moyenne du globe, niveau des océans et étendue des glaces sont des indicateurs du climat global.
Niveau moyen — 8 questions
Une surface d'albédo 0,30 reçoit 220 W·m⁻² de rayonnement solaire. Quelle puissance absorbe-t-elle par mètre carré ?
- A. 66 W·m⁻²
- B. 154 W·m⁻²
- C. 220 W·m⁻² (inchangée)
- D. 190 W·m⁻²
Réponse
B. 154 W·m⁻² — La fraction absorbée vaut 1 − 0,30 = 0,70 ; 0,70 × 220 = 154 W·m⁻². 66 W·m⁻² est la puissance réfléchie.
Une couche océanique de 400 m se réchauffe de 0,5 °C, avec α = 1,5 × 10⁻⁴ °C⁻¹. De combien le niveau monte-t-il ?
- A. 3 mm
- B. 30 cm
- C. 3 cm
- D. 3 m
Réponse
C. 3 cm — Δh = α × h × ΔT = 1,5 × 10⁻⁴ × 400 × 0,5 = 0,03 m, soit 3 cm.
La teneur en CO₂ passe de 338 ppm à 398 ppm en 30 ans. Quel est le rythme moyen d'augmentation ?
- A. 2,0 ppm par an
- B. 0,50 ppm par an
- C. 60 ppm par an
- D. 6,0 ppm par an
Réponse
A. 2,0 ppm par an — Variation : 398 − 338 = 60 ppm, répartie sur 30 ans : 60 ÷ 30 = 2,0 ppm par an.
Un océan plus chaud dissout moins de CO₂. Cet effet, déclenché par le réchauffement, constitue :
- A. une rétroaction négative qui refroidit l'océan
- B. un forçage externe d'origine solaire
- C. une rétroaction négative qui limite la quantité de CO₂ dans l'air
- D. une rétroaction positive qui accroît l'effet de serre
Réponse
D. une rétroaction positive qui accroît l'effet de serre — Moins de CO₂ dissous signifie plus de CO₂ dans l'air, donc un effet de serre renforcé : le réchauffement initial est amplifié.
Quelle part du rayonnement solaire incident une neige fraîche d'albédo 0,85 absorbe-t-elle ?
- A. 85 %
- B. 8,5 %
- C. 0,15 %
- D. 15 %
Réponse
D. 15 % — Fraction absorbée : 1 − 0,85 = 0,15, soit 15 %. Les 85 % correspondent à la part réfléchie.
La normale annuelle de température d'une station passe de 13,4 °C (1961-1990) à 14,3 °C (1991-2020). Quelle conclusion est correcte ?
- A. Le climat local s'est réchauffé d'environ 0,9 °C
- B. Chaque année récente dépasse l'ancienne normale
- C. Il s'agit d'une simple variation météorologique
- D. Le réchauffement vaut 0,9 °C par an sur la période
Réponse
A. Le climat local s'est réchauffé d'environ 0,9 °C — Deux normales trentenaires décrivent le climat : 14,3 − 13,4 = 0,9 °C d'écart entre les deux périodes. Cela ne dit rien de chaque année prise isolément, et ce n'est pas un rythme annuel.
Une couche de 2 000 m se réchauffe de 0,05 °C, avec α = 1,2 × 10⁻⁴ °C⁻¹. L'élévation due à la dilatation vaut :
- A. 12 cm
- B. 1,2 mm
- C. 1,2 cm
- D. 0,12 mètre
Réponse
C. 1,2 cm — Δh = 1,2 × 10⁻⁴ × 2 000 × 0,05 = 1,2 × 10⁻² m, soit 1,2 cm.
Sur la courbe de Keeling, le maximum annuel est atteint vers mai et le minimum vers septembre. Pourquoi ?
- A. Les océans chauds dégazent davantage de CO₂ pendant l'été
- B. La végétation de l'hémisphère Nord absorbe du CO₂ l'été
- C. Les émissions humaines chutent nettement pendant l'été
- D. La Terre est plus proche du Soleil en été boréal
Réponse
B. La végétation de l'hémisphère Nord absorbe du CO₂ l'été — Pendant la saison de croissance, la photosynthèse de la végétation de l'hémisphère Nord, qui porte l'essentiel des terres émergées, prélève du CO₂ : la teneur baisse jusqu'en septembre.
Niveau difficile — 8 questions
La fonte complète de la banquise arctique (glace de mer flottante) aurait sur le niveau de la mer un effet :
- A. très fort, de plusieurs mètres
- B. de quelques dizaines de centimètres
- C. comparable à celui du Groenland
- D. quasi nul, la glace flottant déjà
Réponse
D. quasi nul, la glace flottant déjà — La banquise flotte : elle déplace déjà un volume d'eau de même masse qu'elle. En fondant, elle ne modifie quasiment pas le niveau, contrairement aux glaces continentales.
Un élève affirme : « Janvier a été glacial cette année, le réchauffement climatique est donc remis en cause. » Quelle est la meilleure objection ?
- A. Un mois isolé relève de la météo, pas d'une tendance climatique
- B. Les thermomètres sont trop imprécis en hiver pour conclure quoi que ce soit
- C. Le réchauffement ne concerne que l'hémisphère Sud
- D. Le réchauffement ne concerne que les étés
Réponse
A. Un mois isolé relève de la météo, pas d'une tendance climatique — Le climat se juge sur des moyennes de 30 ans ; un mois froid est une fluctuation météorologique compatible avec une tendance au réchauffement.
Pourquoi la vapeur d'eau, principal gaz à effet de serre, est-elle traitée comme une rétroaction plutôt que comme un forçage ?
- A. Parce qu'elle n'absorbe pas l'infrarouge terrestre
- B. Parce que sa teneur dans l'air est pilotée par la température
- C. Parce que les activités humaines n'en émettent aucune quantité
- D. Parce qu'elle est entièrement condensée dans les nuages
Réponse
B. Parce que sa teneur dans l'air est pilotée par la température — La vapeur d'eau reste quelques jours dans l'air et sa teneur dépend de la température : elle suit le réchauffement et l'amplifie. Les activités humaines en émettent un peu, mais sans effet durable.
Le forçage lié au Soleil depuis 1750 est très faible devant le forçage anthropique. On peut en déduire que :
- A. le Soleil ne joue aucun rôle dans le climat terrestre
- B. le rayonnement solaire reçu est désormais négligeable
- C. les variations solaires n'expliquent pas le réchauffement récent
- D. les cycles glaciaires passés n'avaient aucune origine astronomique
Réponse
C. les variations solaires n'expliquent pas le réchauffement récent — Le Soleil reste la source d'énergie du climat et les variations orbitales rythment les cycles glaciaires ; mais depuis 1750, ses variations sont trop faibles pour expliquer le réchauffement.
Pour estimer l'élévation due à la dilatation par Δh = α × h × ΔT, quelle hypothèse fait-on ?
- A. La masse d'eau de l'océan augmente avec la température
- B. La surface de l'océan reste constante
- C. Toute la profondeur de l'océan se réchauffe de ΔT
- D. Le coefficient α est identique pour l'eau et pour la glace
Réponse
B. La surface de l'océan reste constante — On écrit ΔV = S × Δh avec S constante, d'où Δh = α × h × ΔT. Seule la couche d'épaisseur h se réchauffe de ΔT, et la masse d'eau ne change pas : c'est le volume qui augmente.
La végétalisation accrue des continents lorsque le CO₂ augmente constitue :
- A. une rétroaction positive, car les plantes émettent de la vapeur d'eau
- B. un forçage anthropique direct, comparable à celui du méthane
- C. un forçage naturel sans aucun lien avec la teneur en CO₂
- D. une rétroaction négative, car elle constitue un puits de CO₂
Réponse
D. une rétroaction négative, car elle constitue un puits de CO₂ — Plus de CO₂ stimule la croissance végétale, qui stocke du carbone : la hausse du CO₂ est freinée. C'est une rétroaction négative, efficace à court terme.
Depuis 800 000 ans, la teneur en CO₂ de l'air a varié naturellement. Qu'est-ce qui distingue l'augmentation actuelle ?
- A. Sa rapidité et son niveau, jamais atteints sur cette période
- B. Son origine volcanique, plus intense qu'à toute autre époque
- C. Sa cause, car le CO₂ était absent de l'air glaciaire
- D. Sa lenteur, comparable à celle des déglaciations
Réponse
A. Sa rapidité et son niveau, jamais atteints sur cette période — Les variations naturelles restaient entre environ 180 et 300 ppm et prenaient des milliers d'années ; la hausse actuelle, due aux combustibles fossiles, dépasse 420 ppm en moins de deux siècles.
Pourquoi le réchauffement dû au CO₂ déjà émis est-il irréversible à l'échelle de plusieurs siècles ?
- A. Parce que le CO₂ se transforme en vapeur d'eau dans l'air
- B. Parce que l'atmosphère ne peut plus émettre d'infrarouge
- C. Parce que l'océan restitue lentement l'énergie stockée
- D. Parce que l'albédo de la Terre est devenu égal à zéro
Réponse
C. Parce que l'océan restitue lentement l'énergie stockée — L'océan a accumulé l'essentiel de l'énergie supplémentaire et ne la restitue que très lentement : c'est l'inertie du système climatique.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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