L'essentiel
- Le climat est la description statistique des conditions atmosphériques sur au moins 30 ans ; un épisode météo isolé ne le décrit pas.
- Les indicateurs paléoclimatiques (glaces, sédiments, pollens, moraines, roches, fossiles) s'interprètent grâce au principe d'actualisme.
- Dans la glace polaire, un δ¹⁸O plus bas signifie un climat plus froid, car la vapeur s'appauvrit en ¹⁸O au cours de son refroidissement.
- Dans les carbonates marins, un δ¹⁸O plus haut signifie un climat plus froid, car les calottes stockent l'eau légère et l'eau froide enrichit le carbonate en ¹⁸O.
- Les bulles d'air des glaces conservent l'atmosphère ancienne : sur 800 000 ans, CO₂ et température varient ensemble.
- Un diagramme pollinique donne la végétation passée, donc le climat : steppe froide et sèche, conifères, puis forêt de feuillus tempérée.
- Depuis 800 000 ans, glaciaires et interglaciaires alternent selon des cycles d'environ 100 000 ans ; nous vivons l'interglaciaire holocène depuis 11 700 ans.
- Au dernier maximum glaciaire (21 000 ans), la mer était 120 m plus bas et le CO₂ à environ 180 ppm.
- Les paramètres orbitaux (excentricité, obliquité, précession) déclenchent les glaciations ; les rétroactions (albédo, CO₂, vapeur d'eau) les amplifient.
- Sur des millions d'années, le CO₂ dépend du volcanisme, de l'altération des silicates et du stockage de matière organique.
- L'effet de serre naturel porte la température moyenne de −18 °C à +15 °C ; les activités humaines le renforcent.
- Environ 45 % du carbone émis par l'humanité reste dans l'atmosphère, le reste est absorbé par l'océan, qui s'acidifie, et par la végétation et les sols.
- Le CO₂ est passé de 280 ppm à plus de 420 ppm ; ce carbone en plus, sans ¹⁴C et appauvri en ¹³C, vient des combustibles fossiles.
- Le réchauffement atteint environ 1,1 °C (2011-2020 par rapport à 1850-1900) et la mer a monté d'environ 20 cm depuis 1901.
- L'atténuation agit sur les causes (émissions, puits) ; l'adaptation agit sur les conséquences (vulnérabilité).
Formules et définitions à connaître
| Grandeur | Formule ou valeur | Remarque |
|---|---|---|
| δ¹⁸O | (R échantillon / R standard − 1) × 1 000 | en ‰, R = ¹⁸O/¹⁶O |
| Rayonnement solaire moyen | 340 W·m⁻² au sommet de l'atmosphère | albédo terrestre ≈ 0,30 |
| Équilibre radiatif sans effet de serre | σT⁴ = S(1 − A)/4 | T ≈ 255 K, soit −18 °C |
| Conversion atmosphérique | 1 ppm de CO₂ ≈ 2,12 GtC | masse de carbone |
| Carbone et CO₂ | m(CO₂) = m(C) × 44/12 | facteur ≈ 3,67 |
| Équivalent CO₂ | masse × PRG | PRG(CH₄) ≈ 28, PRG(N₂O) ≈ 270 sur 100 ans |
| Cycles orbitaux | excentricité 100 000 ans, obliquité 41 000 ans, précession environ 20 000 ans | moteur des cycles glaciaires |
| Temps de résidence | stock / flux sortant | quelques années à des millions d'années |
Pièges à éviter
- Le δ¹⁸O des glaces et celui des carbonates marins varient en sens opposé.
- Ne confonds pas effet de serre naturel (indispensable) et renforcement de l'effet de serre (problème actuel).
- Le trou de la couche d'ozone n'est pas la cause du réchauffement.
- La fonte de la banquise ne fait presque pas monter la mer, contrairement à celle des glaciers et calottes continentales.
- Distingue GtC et Gt de CO₂.
- Une digue relève de l'adaptation, pas de l'atténuation.
Je me teste
1. Durée minimale pour définir un climat ? → 30 ans.
2. δ¹⁸O d'une glace formée par temps froid ? → Plus bas.
3. δ¹⁸O des foraminifères en glaciation ? → Plus élevé.
4. Période des cycles glaciaires récents ? → Environ 100 000 ans.
5. Paramètre orbital de période 41 000 ans ? → L'obliquité.
6. Température moyenne sans effet de serre ? → Environ −18 °C.
7. Teneur en CO₂ préindustrielle ? → Environ 280 ppm.
8. Part du carbone émis qui reste dans l'atmosphère ? → Environ 45 %.
9. Deux causes de la hausse du niveau marin ? → Dilatation thermique et fonte des glaciers et calottes.
10. Planter des cultures résistantes à la sécheresse : atténuation ou adaptation ? → Adaptation.