Aire 2 Autoevaluation

Lois et mécanismes

BILAN RADIATIF ET EFFET DE SERRE

Quelle est la formule définissant l’albédo de la Terre?

(Rayonnement réfléchi par la Terre / Rayonnement solaire reçu par la Terre)
(Rayonnement solaire reçu par la Terre - Rayonnement réfléchi par la Terre)
(Rayonnement solaire absorbé par l’atmosphère / Rayonnement solaire reçu par la Terre)

L’albédo moyen du système Terre-Océan-Atmosphère est de 30%. Cependant les différentes composantes de ce système ont des albédos plus ou moins élevés. Classez l’albédo des différents composantes par ordre décroissant ?

Nuage > Glace > Gaz atmosphériques
Gaz atmosphériques > Nuage > Glace
Glace > Nuage > Gaz atmosphériques

Le bilan radiatif de la Terre prévoit une température de -18°C. Quel(s) phénomène(s) permet(tent) alors d’expliquer une température moyenne de 15°C ?

L’effet de serre
La chaleur interne de la Terre
L’effet de serre et les flux de chaleur latentes et sensibles

Classez les gaz à effet de serre naturels en fonction de leur contribution au forçage radiatif planétaire.

Vapeur d’eau > CO2 > O3 > N2O
Vapeur d’eau > O3 > CO2 > N2O
Vapeur d’eau > CO2 > N2O > O3

Classez les gaz à effet de serre anthropiques en fonction de leur contribution au forçage radiatif planétaire.

CO2 > N2O > CH4
CO2 > CH4 > N2O
CH4 > CO2 > N2O

Le flux de chaleur latente entre les surfaces et l’atmosphère est lié :

Au gradient de température continent-air
Au gradient de température océan-air
A l’évaporation/Evapotranspiration entre les surfaces et l’atmosphère

LES COMPOSANTES DU SYSTEME CLIMATIQUE

ATMOSPHERE

La température de l’atmosphère varie en fonction de l’altitude. La température est généralement la plus élevée :

A la surface
A 5 km
A 10 km

A quelle(s) latitude(s) la force de Coriolis est-elle maximum ?

Aux hautes latitudes
A l’équateur
Dans les deux cas

Dans quel cas la force de Coriolis s’applique-t-elle à un fluide (masse d’air ou masse d’eau) ?

Lorsqu’il est immobile
Lorsqu’il est en mouvement
Dans les deux cas

La transformation adiabatique permet de comparer 2 particules fluides à :

Deux altitudes différentes
Deux latitudes différentes
Deux longitudes différentes

En fonction des différences locales de rotation sur le globe, différentes régions sont distinguées. La région tropicale est-elle une zone de :

Forte rotation
Faible rotation

Comment se nomme la cellule de convection dans les latitudes tropicales ?

Cellule de Hashley
Cellule de Harley
Cellule de Hadley

La circulation atmosphérique dans les latitudes moyennes est caractérisée par des vents forts à dominante :

D’Est
D’Ouest
Du Nord
Du Sud

à OCEAN

Au sein de quelle masse d’eau de surface la salinité est-elle la plus élevée ?

Gyre subpolaire du Pacifique Nord
Gyre subtropical de l’océan Indien
Gyre subtropical de l’Atlantique Sud

Dans un profil vertical océanique, comment se nomme la couche au sein de laquelle la température diminue fortement ?

Thermocline permanente
Thermocline saisonnière
Couche euphotique

Une baisse de la salinité de 1‰ correspond à une diminution de température de :

1°C
4°C
8°C

Le vent à la surface de la mer crée une force de frottement sur l’eau appelée « tension du vent ». De part les forces de frottements et la force de Coriolis, le courant océanique de surface est dévié (plusieurs réponses possibles) :

de 45° vers la droite dans l’hémisphère Sud
de 45° vers la droite dans l’hémisphère Nord
de 45° vers la gauche dans l’hémisphère Sud
de 45° vers la gauche dans l’hémisphère Nord

Cette déviation se propage vers le bas par viscosité. Comment se nomme le phénomène induisant la propagation de cette déviation dans la colonne d’eau?

Transport d’Ekman
Pompage d’Ekman
Pression d’Ekman

Le gyre anticyclonique subtropical du Pacifique Nord est-il une zone :

D’upwelling (remontée d’eau)
De downwelling (descente d’eau)

A la surface de l’océan, les courants sont influencés principalement par les vents. Plus en profondeur, les courants sont influencés principalement par quel paramètre ?

Salinité
Température
Pression

Comment ces courants se nomment-ils ?

Courants géotropiques
Courants géographiques
Courants géostrophiques

La circulation thermohaline entraine par des différences de salinité et de température :

Courant de surface chaud de l’Atlantique vers le Pacifique
Courant de profondeur chaud du Pacifique vers l’Atlantique
Courant de profondeur froid de l’Atlantique vers le Pacifique
Courant de surface froid du Pacifique vers l’Atlantique

Le bilan radiatif des hautes latitudes est-il :

Positif
Nul
Négatif

SURFACES CONTINENTALES ET BIOSPHERE

Ce schéma représente le cycle de l’eau dans la plante. Quelle proposition vous parait correcte ?

1=Pluie ; 2= Ruissellement/Drainage ; 3=Ré-évaporation ; 4=Transpiration ; 5=Evaporation ; 6= Interception
1=Pluie ; 2=Interception ; 3=Ré-évaporation ; 4= Evaporation ; 5= Transpiration ; 6=Ruissellement/Drainage
1=Pluie ; 2=Interception ; 3=Ré-évaporation ; 4=Transpiration ; 5=Evaporation ; 6=Ruissellement/Drainage

Ce schéma représente le cycle du carbone dans la plante. Quelle proposition vous parait correcte ?

1=Assimilation ; 2= Répartition des assimilats ; 3= Décomposition; 4=Chute de litière ; 5= Respiration autotrophe
1=Assimilation ; 2= Répartition des assimilats ; 3=Respiration autotrophe ; 4=Chute de litière ; 5=Décomposition
1=Assimilation ; 2= Répartition des assimilats ; 3= Chute de litière; 4= Respiration autotrophe ; 5=Décomposition

Classez les réservoirs de carbone ci-dessous suivant l’importance du stock de carbone qu’ils représentent.

Océan > Atmosphère > Biosphère
Atmosphère > Biosphère > Océan
Océan > Biosphère > Atmosphère

Quel est l’impact d’une augmentation du CO2 pour le comportement chimique de l’océan ?

Acidification
Eutrophisation
démixion

Quel terme utilise-t-on pour définir la capacité de stockage en CO2 d’une masse d’eau ?

Facteur de Revelle
[DIC] (concentration en carbone inorganique)
[CO2] (concentration en dioxyde de carbone)

Quelle est la formule du facteur de Revelle?

(Δ[CO2] / [CO2]) / (Δ[DIC] / [DIC])
(Δ[DIC] / [DIC]) / (Δ[CO2] / [CO2])
Δ[DIC] / Δ[CO2]
[DIC] / [CO2]

Quelle est la durée de vie atmosphérique du CH4?

10 ans
20 ans
30 ans

Quel phénomène atmosphérique déjà existant au pôle Sud touche parfois aussi le pôle Nord également ?

Augmentation de température avec l’altitude
Aurores boréales
Trou de la couche d’ozone

A quelle période de l’année se produit le trou dans la couche d’ozone au pôle sud ?

Eté
Printemps
Automne
Hiver

COUPLAGE ET RETROACTIONS, VARIABILITE NATURELLE

Une rétroaction positive :

intensifie le processus initial
atténue le processus initial

Comment évolue la capacité de rétention d’eau de l’atmosphère en fonction de la température ?

Augmente
Diminue
Stable

Rétroaction des nuages sur l’augmentation des gaz à effet de serre anthropogéniques. Quelle boucle de rétroactions vous est correcte ?

Le phénomène El Niño conduit :

à une augmentation des températures de surface de l’océan à l’est du Pacifique tropical
à une augmentation des températures de surface de l’océan à l’ouest du Pacifique tropical
à une augmentation des températures de surface de l’océan Indien tropical

Par rapport à une atmosphère non polluée, une atmosphère urbaine typique contient en termes d’aérosols :

plus de sulfates
plus de carbone suie
plus de poussières minérales

La rétroaction vapeur d’eau est

-une rétroaction négative

-une rétroaction positive

-une rétroaction neutre

L’irradiance solaire en moyenne décennale (W/m2) est

augmente depuis 1950
baisse depuis 1950
est stable depuis 1950

Un indice NAO positif provoque plutot

des hivers doux et humide en France
des hivers doux secs en France
des hivers froids et secs en France

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Information concernant le grain

Language : French

Sources :

Les reponses...

1=Rayonnement réfléchi par la Terre / Rayonnement solaire reçu par la Terre

L’albédo est bien le coefficient de réflexion de la Terre : surfaces et atmosphère.

2=Glace > Nuage > Gaz atmosphériques

Les gaz atmosphérique réfléchissent peu, les nuages un peu plus en fonction de leur structure mais c’est bien la neige qui réfléchit le plus le rayonnement solaire parmi les trois éléments proposés (60% à 90%)

3=L’effet de serre et les flux de chaleur latentes et sensibles

L’effet de serre consiste au piégeage dans les bases couches atmosphériques, par les gaz à effet de serre et l’eau des nuages, d’énergie surtout dans l’infrarouge. Ce surplus d’énergie réchauffe la surface dont l’air a une température moyenne de 15°C aujourd’hui.

4=Vapeur d’eau > CO2 > O3 > N2O

Eh oui, le premier gaz à effet de serre naturel est la vapeur d’eau. Ne l’oubliez pas !

5=CO2 > CH4 > N2O

L’effet de serre des gaz ajoutés par les activités humaines est dominé par CO2 puis par CH4, moins présent en quantité mais beaucoup plus efficace que CO2 pour faire de l’effet de serre.

6=A l’évaporation/Evapotranspiration entre les surfaces et l’atmosphère

Le flux de chaleur latente est lié aux changements d’état de l’eau de liquide à vapeur qui refroidit les surfaces et amène de l’énergie vers l’atmosphère (condensation).

7=A la surface

Le soleil chauffe la terre par le bas de l’atmosphère. C’est donc en surface qu’on trouve les températures les plus élevées.

8=Aux hautes latitudes

La force de Coriolis, qui dévie les masses d‘air en mouvement vers l’est dans l’hémisphère nord, a une composante horizontale nulle à l’équateur.

9=Lorsqu’il est en mouvement

La force de Coriolis dépend de la vitesse de la masse d’air. Pas de force si la masse d’air est eu repos.

10=Deux altitudes différentes

La température potentielle est un moyen pour comparer des mases d’air pouvant avoir des pressions très différentes dues à des différences d’altitudes

11=Faible rotation

La région tropicale est associée à de faibles rotations locales induisant des régimes plutôt stationnaires (cellules de Hadley)

12=Cellule de Hadley

Un peu d’histoire des sciences …

13=D’Ouest

Les vents dominants soufflent d’ouest en est à nos latitudes.

14=Gyre subtropical de l’Atlantique Sud

Il fallait le savoir

15=Thermocline saisonnière

Comme son nom l’indique, avec des maxima saisonniers que les moyennes annuelles.

16=4°C

A cause des liens entre température et salinité.

17=de 45° vers la droite dans l’hémisphère Norde, 45° vers la gauche dans l’hémisphère Sud

Le paramètre de Coriolis change de signe à l’équateur.

18=Transport d’Ekman

Mouvement vers le bas donc transport et pas pompage.

19=D’upwelling (remontée d’eau

Remontée d’eaux profondes (upwelling) et pas le contraire.

20=Pression

De petites différences de pression induisent les courants de profondeur

21=Courants géostrophiques

Du nom de l’équilibre dynamique associé.

22=Courant de profondeur froid de l’Atlantique vers le Pacifique

Les eaux froides et denses du nord de l’Atlantique plongent et se dirigent vers le sud au fond des océans, induisant un mouvement vers le Pacifique.

23=Négatif

Ces latitudes reçoivent moins d’énergie par rayonnement solaire qu’elle n’en n’émettent sous forme infrarouge.

24=1=Pluie ; 2=Interception ; 3=Ré-évaporation ; 4=Transpiration ; 5=Evaporation ; 6=Ruissellement/Drainage

Le schéma est assez clair.

25=1=Assimilation ; 2= Répartition des assimilats ; 3=Respiration autotrophe ; 4=Chute de litière ; 5=Décomposition

La respiration autotrophe est la respiration de la plante pour se maintenir et croitre

26=Océan > Biosphère > Atmosphère

Les océans contiennent environ 20 fois plus de carbone que les 2 autres réservoirs réunis mais tout ce carbone n’est pas mobilisable rapidement.

27=Acidification

Le CO2 est un acide faible

28=Facteur de Revelle

Encore un peu d’histoire des sciences …

29=(Δ[CO2] / [CO2]) / (Δ[DIC] / [DIC])

Le facteur de Revelle mesure la résistance de pénétration du CO2 dans l’océan à cause de la chimie des carbonates.

30=10 ans

A cause de la perte par réaction avec les radicaux OH/

31=Trou de la couche d’ozone

Un trou est apparu aussi plusieurs fois depuis 10 ans au pole Nord mais pas tous les ans, en fonction des températures d’hiver de la basse stratosphère.

32=Printemps

C’est quand la lumière revient au pôle sud, que les réactions photochimiques entrainent la destruction d’ozone stratosphérique au dessus des pôles.

33=intensifie le processus initial

C’est assez intuitif

34=Augmente

Plus il fait chaud, plus la physique nous indique qu’on peut stocker de la vapeur d’eau dans les masse d’air.

35=le deuxieme schema

Le ralentissement des alizés pendant un phénomène El Niño induit l’arrivée d’eaux chaudes depuis l’ouest vers l’est du basin Pacifique

36=à une augmentation des températures de surface de l’océan à l’est du Pacifique tropical

Les suies sont issues des combustions

37=plus de carbone suie

Plus de température implique plus de vapeur d’eau dans les masses d’air qui implique plus de température …..

38=une rétroaction positive

Apres une augmentation pendant la première moitié du XX siècle

39=est stable depuis 1950

Conséquences des changements de circulation atmosphérique due aux changements de gradients de pression dans l’Atlantique Nord.

40=des hivers doux et humide en France

Philippe Bousquet

IPSL et UVED