Comprendre et agir face au changement climatique

Exercice 1 — Mécanisme de l'effet de serre
Corrigé :
Q1. L'effet de serre naturel est le processus par lequel certains gaz (H₂O, CO₂, CH₄, N₂O) absorbent le rayonnement infrarouge terrestre et le réémettent dans toutes les directions, réchauffant la surface. Sans lui, la température terrestre serait d'environ -18°C au lieu de +15°C. Il est donc indispensable à la vie telle qu'on la connaît. (2 pts)
Q2. Depuis 1850, les activités humaines ont augmenté massivement les concentrations des GES : CO₂ (combustion de charbon, pétrole, gaz ; déforestation), CH₄ (élevage, rizières, décharges), N₂O (agriculture). Cet apport supplémentaire renforce l'absorption infrarouge au-delà de l'effet de serre naturel : c'est l'effet de serre renforcé (ou effet de serre anthropique), responsable du réchauffement climatique actuel. (2 pts)

Exercice 2 — Lecture et interprétation d'archives climatiques
Corrigé :
Q1. Exemples acceptés (2 sur les suivants) : carottes de glace (bulles d'air → composition atmosphérique ; δ¹⁸O, δD → températures passées) ; sédiments marins (foraminifères, δ¹⁸O des coquilles calcaires) ; cernes d'arbres (largeur et densité liées aux conditions climatiques) ; spéléothèmes (δ¹⁸O des stalactites/stalagmites). (2 pts)
Q2. Le fait que la valeur actuelle (>420 ppm) soit sans précédent sur 800 000 ans démontre que cette augmentation n'est pas d'origine naturelle : aucun forçage naturel connu (volcanic, orbital) ne peut expliquer une telle hausse en si peu de temps (~150 ans). Cela confirme l'origine anthropique du changement climatique actuel. (2 pts)
Q3. Les molécules H₂¹⁸O étant plus lourdes, elles s'évaporent moins lors des phases froides. La neige qui tombe en période froide est donc appauvrie en ¹⁸O → δ¹⁸O très négatif. (1 pt)

Exercice 3 — Preuves et conséquences du réchauffement actuel
Corrigé :
Q1. Trois preuves parmi :

• Hausse de température : +1,1°C depuis l'ère préindustrielle, mesurée par des milliers de stations météo et satellites. (1 pt)
• Élévation du niveau des mers : +20 cm depuis 1900, mesurée par marégraphes et altimétrie satellitaire (3,7 mm/an actuellement). (1 pt)
• Fonte des glaces : réduction de -13%/décennie de la banquise arctique, recul des glaciers de montagne, perte de ~280 Gt/an pour le Groenland. (1 pt)

Exercice 4 — Scénarios GIEC et enjeux climatiques
Corrigé :
Q1. Un scénario SSP (Shared Socioeconomic Pathway) est une trajectoire d'émissions de GES conditionnelle aux choix socio-économiques et technologiques de l'humanité. Ce ne sont pas des prévisions mais des projections conditionnelles. SSP1-1.9 correspond à une transition rapide vers la durabilité, neutralité carbone vers 2050, réchauffement limité à ~+1,5°C en 2100. SSP5-8.5 représente une dépendance accrue aux combustibles fossiles, sans politique climatique ambitieuse, et projette un réchauffement de +3,3 à +5,7°C à horizon 2100. (2 pts)
Q2. La neutralité carbone (net-zéro) signifie que les émissions de GES dans l'atmosphère sont entièrement compensées par des captations équivalentes (forêts, CCS…). Elle est nécessaire pour stabiliser le réchauffement car c'est seulement quand les émissions nettes seront nulles que la concentration de GES se stabilisera, stoppant ainsi la tendance au réchauffement (tant que les émissions nettes > 0, le CO₂ s'accumule et le réchauffement se poursuit). (1 pt)

Exercice 5 — Atténuation, adaptation et géopolitique climatique
Corrigé :
Q1. Atténuation (agit sur les causes) : réduction des émissions de GES. Exemples : développement des énergies renouvelables (solaire, éolien) ; reforestation ; isolation thermique des bâtiments ; électrification des transports. Adaptation (agit sur les impacts) : ajustement des systèmes naturels et humains. Exemples : construction de digues contre la submersion côtière ; sélection de variétés agricoles résistantes à la chaleur ; plans de prévention des canicules ; gestion intégrée de l'eau. (2 pts)
Q2. Le principe de responsabilités communes mais différenciées reconnaît que tous les États ont une responsabilité dans la lutte contre le changement climatique, mais que les pays développés ont une responsabilité plus importante car ils ont le plus contribué aux émissions historiques de GES depuis la révolution industrielle. En conséquence, ils doivent financer la transition des pays en développement et réduire leurs émissions plus rapidement. (1 pt)