Réchauffement climatique : conséquences et actions

Le réchauffement actuel comparé aux climats passés, l’attribution et le consensus du GIEC, la montée de la mer, l’acidification et les rétroactions, les effets sur la biodiversité, l’agriculture et la santé, puis l’atténuation (émissions cumulées, empreinte, stockage du carbone) et l’adaptation (PNACC, digue ou naturalisation, végétalisation, maladies) et leurs complémentarités.

À propos de cette page

Six problèmes sur documents : des simulations avec et sans facteurs humains, les récifs coralliens face à l’acidité et aux vagues de chaleur, la chouette hulotte de Finlande, une commune littorale qui hésite entre digue et dunes, le blé sous un air enrichi en CO₂, et la date de la neutralité carbone tirée d’un budget carbone.

6 problèmes, du plus simple au plus difficile. Écris tes réponses, puis « Vérifier ».

Résoudre un problème : la méthode

Je lis chaque document : grandeur, unité, période, référence (écart à quelle moyenne ?), données mesurées ou situation choisie.
J’extrais et je calcule : écarts, vitesses, pourcentages (successifs : je multiplie), équivalents CO₂, coûts sur la même durée.
Je relie au cours : mécanisme physique ou biologique (dilatation, acidification, sélection, effet fertilisant), type de mesure (atténuation, adaptation).
Je critique : une année ou une station ne fait pas une tendance, une corrélation ne prouve pas une cause, une fourchette se lit par sa borne haute quand on protège.
Je conclus en répondant à la question posée, avec les chiffres utiles et une limite du raisonnement.

Problème 1 · Naturel ou humain ? Le réchauffement simulé du XXᵉ siècle★★★Facile

Document 1 — Écart de la température moyenne à la surface du globe par rapport à 1850-1900 (°C, moyennes décennales, données simplifiées). La simulation A n’intègre que les facteurs naturels (activité solaire, éruptions volcaniques) ; la simulation B y ajoute les gaz à effet de serre et les aérosols d’origine humaine.

Décennie	Observations	Simulation A	Simulation B
1901-1910	−0,08	−0,04	−0,06
1941-1950	0,17	0,06	0,14
1981-1990	0,43	−0,07	0,41
2001-2010	0,79	0,03	0,81
2011-2020	1,09	0,02	1,06

Document 2 — Le même modèle, qui repose sur les lois de la physique (conservation de l’énergie, mouvement des fluides), reproduit aussi le climat du dernier maximum glaciaire, environ 6 °C plus froid, sans avoir été réglé sur ce climat.

1. Hausse observée entre 1901-1910 et 2011-2020 : °C.
1,09 − (−0,08) = 1,17 °C.
2. Vitesse observée entre 1981-1990 et 2011-2020 : °C par décennie.
1,09 − 0,43 = 0,66 °C en 3 décennies : 0,22 °C par décennie.
3. Écart entre les observations et la simulation A en 2011-2020 : °C.
1,09 − 0,02 = 1,07 °C : la simulation A ne montre aucune tendance.
4. Écart le plus grand entre la simulation B et les observations, sur les cinq décennies : °C.
Écarts de 0,02 ; 0,03 ; 0,02 ; 0,02 ; 0,03 °C : au plus 0,03 °C, très faible devant un signal de plus de 1 °C.
5. Réchauffement attribuable aux facteurs humains en 2011-2020 : °C.
Les deux simulations ne diffèrent que par les facteurs humains : 1,06 − 0,02 = 1,04 °C.
6. Part de ce réchauffement dans celui que simule B : % (à l’unité).
1,04 ÷ 1,06 ≈ 0,98 : 98 % ; un mécanisme physique testé, validé sur un climat passé, et non une simple corrélation.

Problème 2 · Récifs coralliens : une eau plus acide et plus chaude★★★Moyen

Document 1 — Vitesse de calcification d’un corail constructeur de récif élevé en aquarium à température constante, pour différents pH de l’eau (données simplifiées).

pH de l’eau	8,15	8,00	7,85	7,70
Calcification (mg de CaCO₃ par cm² et par jour)	1,92	1,61	1,23	0,88

Document 2 — Sur ce récif, l’érosion (vagues, organismes perceurs) détruit l’équivalent de 1,00 mg de CaCO₃ par cm² et par jour (situation choisie) : le récif ne grandit que si la calcification dépasse l’érosion.

Document 3 — Lors d’une vague de chaleur marine, 60 % des colonies du récif blanchissent ; un tiers des colonies blanchies meurent, les autres récupèrent leurs algues symbiotiques en quelques mois (situation choisie). On rappelle [H⁺] = 10^−pH.

1. Baisse relative de la calcification entre pH 8,15 et pH 7,85 : % (à l’unité).
(1,92 − 1,23) ÷ 1,92 = 0,69 ÷ 1,92 ≈ 36 %.
2. Entre ces deux pH, [H⁺] est multipliée par (au dixième).
Écart de pH : 0,30 ; 10^0,30 ≈ 2,0 : une baisse de 0,3 unité double les ions H⁺.
3. Baisse relative entre pH 8,15 et pH 7,70 : % (à l’unité).
(1,92 − 0,88) ÷ 1,92 = 1,04 ÷ 1,92 ≈ 54 %.
4. À pH 7,70, bilan calcification − érosion : mg par cm² et par jour.
0,88 − 1,00 = −0,12.
5. À ce pH, le récif (grandit ou s’érode).
Il s’érode : la construction ne compense plus la destruction.
6. Part des colonies du récif tuées par la vague de chaleur : %.
Un tiers de 60 % : 60 ÷ 3 = 20 %.
7. Le blanchissement et la baisse de calcification ont la même cause première, l’accumulation de dans l’atmosphère.
Le CO₂ : il réchauffe (effet de serre) et acidifie (dissolution). Les récifs meurent plus souvent et se reconstruisent moins vite.

Problème 3 · La chouette hulotte de Finlande : brune ou grise ?★★★Moyen

Document 1 — Une étude de long terme (Karell et al., Nature Communications, 2011). En Finlande, la chouette hulotte a un plumage brun ou gris ; cette couleur est héréditaire, l’allèle « brun » étant dominant sur l’allèle « gris ». La forme brune n’est fortement désavantagée que lors des hivers froids et très enneigés. Les hivers sont devenus moins enneigés et la part des chouettes brunes a augmenté.

Document 2 — Survie hivernale des adultes dans une population modèle (situation choisie).

Type d’hiver	Survie des grises	Survie des brunes
froid et très enneigé	80 %	60 %
doux, peu enneigé	80 %	84 %

Document 3 — Avant l’hiver, la population modèle compte 1 000 chouettes, dont 30 % de brunes.

1. Après un hiver enneigé, nombre de chouettes brunes survivantes : .
300 brunes × 0,60 = 180.
2. Après cet hiver, fréquence des brunes : % (au dixième).
Grises : 700 × 0,80 = 560 ; 180 ÷ (180 + 560) = 180 ÷ 740 ≈ 24,3 %.
3. Après un hiver doux, fréquence des brunes : % (au dixième).
Brunes : 300 × 0,84 = 252 ; grises : 560 ; 252 ÷ 812 ≈ 31,0 %.
4. Après un second hiver doux, fréquence des brunes : % (au dixième).
Brunes : 252 × 0,84 = 211,68 ; grises : 560 × 0,80 = 448 ; 211,68 ÷ 659,68 ≈ 32,1 % : une suite d’hivers doux fait monter la part des brunes.
5. Comme l’allèle brun est dominant, un jeune brun a au moins un parent de plumage .
Brun : il a reçu l’allèle brun d’un parent, qui l’exprime forcément.
6. La part des brunes change d’une génération à l’autre parce que la couleur du plumage est un caractère .
Héréditaire : la sélection, modifiée par le climat, fait évoluer la population.

Problème 4 · Une commune littorale : rehausser la digue ou laisser place aux dunes ?★★★Difficile

Document 1 — Hausse du niveau marin moyen global en 2100 par rapport à 1995-2014 (GIEC, 2021) : scénario SSP1-2.6, médiane 0,44 m (fourchette probable de 0,32 à 0,62 m) ; scénario SSP5-8.5, médiane 0,77 m (de 0,63 à 1,01 m).

Document 2 — La digue de la commune a sa crête à 3,10 m au-dessus du niveau moyen actuel ; le niveau extrême d’une tempête centennale (marée haute et surcote) atteint aujourd’hui 2,55 m. On admet que la hausse locale est égale à la hausse globale.

Document 3 — Deux options étudiées (situation choisie).

Option	Travaux	Entretien	Effet
1. Rehausser la digue de 0,50 m	9 M€	0,25 M€ par an	crête portée à 3,60 m
2. Déplacer les 30 maisons les plus basses, restaurer dunes et marais	14 M€	0,05 M€ par an	le marais stocke 150 t de CO₂ par an

1. Niveau extrême en 2100 pour la médiane de SSP1-2.6 : m.
2,55 + 0,44 = 2,99 m, sous la crête actuelle de 0,11 m seulement.
2. Niveau extrême en 2100 pour la médiane de SSP5-8.5 : m.
2,55 + 0,77 = 3,32 m.
3. Dans ce cas, l’eau dépasse la crête actuelle de m.
3,32 − 3,10 = 0,22 m : la digue actuelle déborde.
4. Avec la borne haute de SSP5-8.5, marge restante sous la digue rehaussée : m.
2,55 + 1,01 = 3,56 m ; 3,60 − 3,56 = 0,04 m, sans compter les vagues.
5. Coût de l’option 1 sur 40 ans : M€.
9 + 0,25 × 40 = 9 + 10 = 19 M€.
6. Coût de l’option 2 sur 40 ans : M€.
14 + 0,05 × 40 = 14 + 2 = 16 M€.
7. CO₂ stocké par le marais restauré en 40 ans : t.
150 × 40 = 6 000 t de CO₂.
8. Sur 40 ans, l’option 2 coûte M€ de moins que l’option 1.
19 − 16 = 3 M€. L’option 2 relève aussi de l’atténuation (carbone stocké), ne crée pas de fausse sécurité et laisse la côte se reconstituer, mais exige de l’espace et l’accord des habitants.

Problème 5 · Plus de CO₂, plus de blé ?★★★Difficile

Document 1 — Expériences FACE (champs enrichis en CO₂ à l’air libre, vers 550 à 600 ppm ; Long et al., Science, 2006) : le rendement du blé, plante en C₃, n’augmente que d’environ 13 % ; les cultures en C₄ bien irriguées ne montrent pas de hausse significative de rendement.

Document 2 — Une région céréalière en 2070 (situation choisie). Rendement de référence du blé : 7,2 t/ha. Le CO₂ apporte +13 % ; un réchauffement de 2 °C pendant la floraison retire 12 % ; une année sèche retire en plus 25 %. Le maïs voisin, en C₄, rend 10,0 t/ha et subit la même perte de 12 % par la chaleur.

Document 3 — Produire 1 t de ce blé émet 0,40 t éq. CO₂, dont 60 % de N₂O venant des engrais azotés (PRG du N₂O : 273 ; situation choisie).

1. Rendement du blé avec le seul effet du CO₂ : t/ha (au centième).
7,2 × 1,13 ≈ 8,14 t/ha.
2. Avec le CO₂ et la chaleur : t/ha (au centième).
7,2 × 1,13 × 0,88 ≈ 7,16 t/ha.
3. Variation par rapport à la référence : % (au dixième).
1,13 × 0,88 = 0,9944 :−0,6 % ; le gain du CO₂ est presque entièrement perdu.
4. Une année sèche, le rendement tombe à t/ha (au centième).
7,16 × 0,75 ≈ 5,37 t/ha.
5. Rendement du maïs avec le CO₂ et la chaleur : t/ha.
Pas de gain par le CO₂ en C₄ : 10,0 × 0,88 = 8,8 t/ha.
6. Masse de N₂O émise par tonne de blé : kg (au centième).
0,40 × 0,60 = 0,24 t éq. CO₂ ; 240 kg ÷ 273 ≈ 0,88 kg de N₂O.
7. Mieux doser les engrais azotés relève de l’.
De l’atténuation : moins de N₂O émis ; choisir des variétés tolérantes à la chaleur relèverait de l’adaptation.

Problème 6 · Budget carbone et date de la neutralité★★★Difficile

Document 1 — Le budget carbone restant est d’environ 500 Gt de CO₂ au début de 2026 pour avoir une chance sur deux de ne pas dépasser 1,7 °C (Forster et al., Earth System Science Data, 2026).

Document 2 — Les émissions mondiales de CO₂ valent environ 42 Gt par an. On envisage une baisse linéaire, de 42 Gt par an en 2026 jusqu’à zéro au bout de N années : les émissions cumulées correspondent alors à l’aire d’un triangle de base N et de hauteur 42.

Document 3 — La neutralité carbone correspond à des émissions nettes nulles : les émissions résiduelles sont compensées par des puits (forêts, sols, stockage géologique). Les puits naturels peuvent s’affaiblir avec le réchauffement.

1. À émissions constantes, le budget est épuisé en ans (au dixième).
500 ÷ 42 ≈ 11,9 ans.
2. Il serait donc épuisé dans le courant de l’année .
2026 + 11,9 ≈ 2037,9 : dans le courant de 2037.
3. Avec la baisse linéaire, les émissions cumulées valent × N Gt.
Aire du triangle : 42 × N ÷ 2 = 21 × N Gt.
4. Pour respecter le budget, N vaut au plus ans (au dixième).
21 × N ≤ 500, donc N ≤ 500 ÷ 21 ≈ 23,8 ans.
5. La neutralité doit donc être atteinte au plus tard au cours de l’année .
2026 + 23,8 ≈ 2049,8 : au plus tard au cours de 2049.
6. Baisse annuelle nécessaire : Gt par an (au centième).
42 ÷ 23,81 ≈ 1,76 Gt par an.
7. Soit, chaque année, % des émissions de 2026 (au dixième).
1,764 ÷ 42 ≈ 0,042 : environ 4,2 % des émissions de 2026, sans interruption pendant près de vingt-quatre ans. Si les puits naturels s’affaiblissent (océan plus chaud, forêts qui brûlent, pergélisol qui devient une source), le budget réel est plus petit : prudence.

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