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Livre du professeur - ES Terminale - Chapitre 3 : Le climat du futur Document s

Livre du professeur - ES Terminale - Chapitre 3 : Le climat du futur Document sous licence libre Creative Commons 1 Chapitre 3 : Le climat du futur Présentation 2 Activités 5 Activité documentaire 1 : La modélisation du climat (p. 52-53) 5 Activité de groupe 2 : L’impact des activités humaines sur le climat futur (p. 54-55) 9 Groupe 1 : Les émissions de dioxyde de carbone 9 Groupe 2 : Les émissions de méthane 11 Suggestions de réponses aux indicateurs de réussite 12 Activité de groupe 3 : Le climat futur et ses conséquences (p. 56-59) 14 Groupe 1 : Des impacts sur les territoires 15 Groupe 2 : Des impacts au niveau des mers et des océans 15 Groupe 3 : Des impacts sur la biodiversité et les écosystèmes 16 Suggestions de réponses aux indicateurs de réussite 17 Bilan (p. 61) 24 Exercices 25 Zone d’échauffement (p. 62) 25 L’atelier des apprentis (p. 63) 25 Le repaire des initiés (p. 64) 29 Le coin des experts (p. 65-66) 32 Livre du professeur - ES Terminale - Chapitre 3 : Le climat du futur Document sous licence libre Creative Commons 2 Présentation Ce chapitre explicite la manière dont la communauté scientifique modélise le climat du futur. Il permet également de comprendre quelles sont les causes anthropiques à l’origine du réchauffement climatique (agriculture, déforestation, production de ciment, etc.). Il met en avant les conséquences du réchauffement climatique sur la biodiversité, l’élévation du niveau de la mer, la prolifération d’espèces invasives. Ce chapitre permet ainsi aux élèves de prendre conscience de l’impact des humains sur le climat du futur. Ce qui a été enseigné en seconde : ● Les échelles de la biodiversité : définitions, notions d’espèce, variabilité génétique ; ● La biodiversité au cours du temps : la notion de crise biologique ; ● Érosion et activités humaines : impact humain sur l’érosion des paysages ; ● Structure et fonctionnement des agrosystèmes : besoins agricoles humains, pratiques agricoles (agriculture intensive, utilisation d’intrants, etc.) ; ● Vers une gestion durable des agrosystèmes : enjeux environnementaux, limitation ou compensation des impacts environnementaux. Ces notions permettent de mieux comprendre les enjeux environnementaux liés au réchauffement climatique, engendré de manière directe ou indirecte par l’activité humaine. Ce qui a été enseigné en première : ● En Enseignement scientifique : ○ Le Soleil notre source d’énergie (LLS.fr/ES1P66) : distinction entre météorologie/climat, notion d’albédo, mention du réchauffement climatique lié au renforcement de l’effet de serre. ○ Cette partie du programme prépare les notions essentielles nécessaires à la compréhension de l’établissement des modèles climatiques. ● En première spécialité SVT : ○ Les écosystèmes : des interactions dynamiques entre les êtres vivants et avec leur milieu. Notions de biocénose et de biotope, fonctionnement d’un écosystème, perturbations des écosystèmes. ○ L’humanité et les écosystèmes : les services écosystémiques et leur gestion. L’espèce humaine affecte le fonctionnement de la plupart des écosystèmes en exploitant des ressources (ex. : forestières), en modifiant le biotope local ou global (changement climatique, introduction d’espèces invasives). Lien(s) avec les chapitres précédents ou suivants du manuel : ● Les chapitres 1 et 2, sur l’atmosphère terrestre et la complexité du système climatique, expliquent la composition et l’évolution de l’atmosphère au cours du temps. Ils définissent également les différents acteurs du système climatique et leurs interactions. ● Produire de l’électricité sans contribuer au réchauffement climatique, optimiser son transport deviennent des objectifs d’une transition climatique et environnementale. Les chapitres suivants, sur l’énergie et le futur climatique, expliquent comment les humains peuvent, par leurs choix, réduire ou limiter le réchauffement climatique. Livre du professeur - ES Terminale - Chapitre 3 : Le climat du futur Document sous licence libre Creative Commons 3 Bibliographie : A. Foucault, Climatologie et paléontologie, 2016. J. Jouzel et al., Quel climat pour demain ? 15 questions réponses pour ne pas finir sous l’eau, 2015 « Océans, le dernier continent à explorer », Hors-série, Pour la Science, n° 104, Août- Septembre 2019 Sitographie : ● Vidéo de 5 min expliquant comment se construit un modèle climatique : https://www.ipsl.fr/fr/Mediatheque/Multimedia/Animation-sur-la-modelisation- climatique ● Site permettant de montrer l’évolution du niveau de la mer : http://flood.firetree.net/ ● Site géorisques permettant de visualiser les risques près de chez vous : http://www.georisques.gouv.fr/ ● Vidéo avec protocoles pour montrer l’évolution du pH en fonction de la concentration en CO2 (expériences colorimétriques ou sonde pH) : ○ https://www.youtube.com/watch?time_continue=99&v=epDWuf-J9p0 ○ http://edu.mnhn.fr/mod/page/view.php?id=1354 ● Vidéo avec évolution d’un ptéropode dans un milieu acide et dans un milieu témoin : https://www.youtube.com/watch?v=6H_VDhXiFk4&feature=youtu.be ● Vidéo sur l’évolution du moustique tigre : https://www.youtube.com/watch?v=JatLzYTp23o ● Liens vers différents logiciels de modélisation climatique : http://acces.ens- lyon.fr/acces/thematiques/paleo/paleobiomes/illustrer/logiciels-de-modelisation- climatique-en-ligne-ou-a-telecharger ● Météo France prête gratuitement des expositions : https://www.ecologique- solidaire.gouv.fr/sites/default/files/ONERC_plaquette_presentation_expositions.pdf ● Logiciels de modélisation : ○ Météo France Climat HD : http://www.meteofrance.fr/climat-passe-et- futur/climathd ○ Drias : http://www.drias-climat.fr/decouverte ○ Simclimat : http://education.meteofrance.fr/lycee/animations/utiliser-les- animations-en-classe/fiche-pedagogique-simclimat-un-modele-simple-de- bilan-radiatif-de-la-terre# ● NOAA donne des indications de températures (rapport du mois de juin 2019) : https://www.ncei.noaa.gov/news/global-climate-201906 ● Vidéo sur la production du ciment : https://www.usinenouvelle.com/article/la- composition-des-ciments-clef-de-la-reduction-des-emissions-de-co2.N770714 ● Vidéo Météo France présentant les risques du climat futur : https://www.youtube.com/watch?v=vwWbWwhbNak ● Historique des tempêtes en France métropolitaine par Météo France : http://tempetes.meteofrance.fr/spip.php?rubrique6&fbclid=IwAR3HlqOUf2uIJw4H7nr eUMvdjRcBRfEyKXg4kwD5Pm1fw29P4mlf1aG3oyE ● Site Propluvia qui donne des cartes de restriction des eaux en France : http://propluvia.developpement-durable.gouv.fr/propluvia/faces/index.jsp ● Vidéos sur l’acidification des océans : ○ https://education.francetv.fr/matiere/developpement- durable/cinquieme/video/l-acidification-des-oceans ○ https://fr.oceancampus.eu/cours/Ajw/acidification-des-oceans Livre du professeur - ES Terminale - Chapitre 3 : Le climat du futur Document sous licence libre Creative Commons 4 ● Vidéo France info sur le rapport de l’IPBES : https://www.francetvinfo.fr/monde/environnement/biodiversite/video-le-rapport- alarmant-de-l-ipbes-la-biodiversite-se-meurt-nos-modes-de-vie-sont-en- sursis_3431015.html ● Site WWF pour observer l’évolution de certaines espèces en fonction des différents scénarios du GIEC : https://www.wwf.fr/nature-climat ● Rapport 2018 du GIEC à destination des enseignants : http://www.oce.global/sites/default/files/2019-04/1.5degree_FR_final_LR.pdf ● Différentes ressources de la NASA (graphique sur la concentration en CO2 atmosphérique, niveau de la mer, glace antarctique, signaux vitaux de la Terre, images avant/après) : ○ https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon- dioxide/?fbclid=IwAR0f1U8hKwpe9S-ugxRlvkVyI7EbE- hOKdO1VV4PFFHmGsuv5S3Dm3oFS9k ○ https://sealevel.nasa.gov/vesl/web/sea-level/slr-antarctica/ ○ https://climate.nasa.gov/earth- now/?vs_name=air_temperature&dataset_id=820&group_id=46&animating=f &start=&end= ○ https://climate.nasa.gov/interactives/climate-time-machine ○ https://climate.nasa.gov/images-of-change?id=684#684-vavilov-ice-cap- glacier-accelerates ● Vidéo Le Monde sur les conséquences du réchauffement climatique : https://www.lemonde.fr/planete/video/2014/09/23/comprendre-le-rechauffement- climatique-en-4-minutes_4492721_3244.html ● Vidéo conférence sur les modèles climatiques : http://acces.ens- lyon.fr/acces/thematiques/eedd/simulation-des-conferences-des-parties-sur-le- changement-climatique/ressources-pedagogiques-et-questions-philosophiques/cop- 21-des-ressources-scientifiques-et-des-actualites ● Questions réponses pour combattre le climatoscepticisme : https://leclimatchange.fr/questions-reponses/ ● Des informations supplémentaires sur les supercalculateurs : https://lejournal.cnrs.fr/supercalculateur Idées d’activités alternatives ou complémentaires : ● La fresque du climat : https://fresqueduclimat.org/ Livre du professeur - ES Terminale - Chapitre 3 : Le climat du futur Document sous licence libre Creative Commons 5 Activités Dans ce chapitre, on cherche à expliquer, dans un premier temps, comment sont établis les modèles climatiques : utilisation de données scientifiques solides, utilisation de lois de la physique fondamentale, confrontation des modèles avec les observations du réel, etc. Il s’agit ensuite, dans un deuxième temps, d’expliquer l’impact des activités humaines sur le climat du futur et les conséquences sur la biodiversité, le niveau de la mer, l’acidification des océans, etc. L’objectif est de faire prendre conscience aux élèves de l’importance de l’étude du climat et de l’impact des activités humaines sur ce dernier. Activité documentaire 1 : La modélisation du climat (p. 52-53) L’objectif de cette activité est de comprendre comment sont établis, validés et utilisés les modèle climatique. Lien avec le programme : Cette activité traite les premiers items de la partie 1.3 sur Le climat du futur. Objectifs notionnels : ● Les modèles climatiques s’appuient sur : ○ la mise en équation des mécanismes essentiels qui agissent sur le système Terre ; ○ des méthodes numériques de résolution. Les résultats des modèles sont évalués par comparaison aux observations in situ et spatiales, ainsi qu’à la connaissance des paléoclimats. Ces modèles, nombreux et indépendants, réalisent des projections climatiques. Après avoir anticipé les évolutions des dernières décennies, ils estiment les variations climatiques globales et locales à venir sur des décennies ou des siècles. Objectifs méthodologiques : ● Mettre en évidence le rôle des différents paramètres de l’évolution climatique, en exploitant un logiciel de simulation de celle-ci, ou par la lecture de graphiques. Durée estimée : 60 minutes. Présentation des documents Document 1 : Construction d’un modèle climatique Ce document montre le chemin permettant à la communauté scientifique d’établir un modèle climatique fiable. Les modèles prennent en compte différentes données (exemple : observation in situ). Ils sont soumis à des lois fondamentales, à la numérisation des données et au codage de ces informations dans des supercalculateurs, et peuvent être corrigés en comparaison avec des observations. Il existe différents modèles climatiques indépendants qui peuvent être utilisés à différentes échelles de temps et d’espace. Livre du professeur - ES Terminale - Chapitre 3 : Le climat du futur Document sous licence libre Creative Commons 6 Document 2 : Valider un modèle climatique en le confrontant à des observations connues récentes Ces deux cartes montrent la variation de l’amplitude thermique du cycle saisonnier de la température de l’air de surface, obtenue grâce au modèle IPSL-CM4, et des données observées. Ce document met en évidence que les modèles sont très similaires aux données observées, ce qui renforce leurs capacités de prédictibilité. Document 3 : SimClimat : un logiciel pour simuler le climat futur Ce document uploads/Geographie/ lelivrescolaire-ldp-est-ch3 1 .pdf