Exercices — Le climat du futur

1. Un modèle climatique s’appuie sur :

• la mise en équation des mécanismes essentiels qui agissent sur le système Terre (lois physiques, chimiques, biologiques connues : rayonnement, circulation de l’air et de l’eau, échanges de carbone…) ;
• des méthodes numériques de résolution : les équations, trop complexes pour être résolues à la main, sont calculées pas à pas par des supercalculateurs.

2. On compare les résultats du modèle :

• aux observations de terrain et aux observations spatiales (satellites) ;
• à la connaissance des paléoclimats (climats du passé).

Si le modèle reproduit correctement le passé et les décennies récentes, il est validé ; sinon, on l’améliore. Les modèles ont d’ailleurs correctement anticipé les évolutions des dernières décennies.

3. C’est l’inverse ! Ces modèles sont nombreux et indépendants : construits par des équipes différentes, avec des choix différents. Or ils convergent tous vers les mêmes tendances (réchauffement, montée des océans…). Cette convergence renforce la confiance dans les conclusions ; les petits écarts entre modèles servent à mesurer l’incertitude, ce qui est une démarche scientifique normale — pas un aveu d’ignorance.

Réflexe à retenir : un modèle n’est pas une boule de cristal, c’est un outil testé contre les observations. Sa valeur vient de cette confrontation permanente aux faits.

1. Parce que le climat futur dépend de la quantité de GES que l’humanité émettra, et que personne ne peut prédire les choix politiques, économiques et individuels à venir. Les modèles calculent donc : « SI les émissions suivent telle trajectoire, ALORS le climat évoluera ainsi. » Chaque scénario est une hypothèse d’émissions, pas une prophétie.

2. Ce sont les choix des sociétés humaines. L’écart entre les deux scénarios (de +1,5 °C à +5 °C, soit environ 3,5 °C d’écart) est bien plus grand que l’incertitude des modèles pour un scénario donné. Autrement dit : la fourchette large vient surtout de NOS décisions, pas d’une méconnaissance de la physique.

3. Les modèles prévoient aussi, avec une forte probabilité :

• une élévation du niveau moyen des océans pouvant atteindre le mètre entre le début et la fin du XXIe siècle ;
• des modifications des régimes de pluie et des événements météorologiques extrêmes ;
• une acidification des océans ;
• des incidences majeures sur les écosystèmes terrestres et marins.

Réflexe à retenir : un scénario se lit toujours en deux temps — l’hypothèse d’émissions, puis la réponse du climat. C’est ce qui distingue une projection d’une simple prédiction.

1. Deux grandeurs sont corrélées quand elles varient ensemble. Il y a lien de cause à effet quand l’une provoque l’autre. Une corrélation peut exister sans causalité : par hasard, ou parce qu’une troisième grandeur influence les deux premières.

2. Non, bien sûr ! Une troisième variable — la chaleur estivale — provoque à la fois l’achat de glaces et la fréquentation des lieux de baignade (donc les noyades). C’est l’exemple type d’une corrélation sans causalité directe.

3. Les scientifiques font tourner les modèles climatiques dans deux configurations :

• avec les émissions humaines de GES : les modèles reproduisent le réchauffement observé ;
• sans les émissions humaines (facteurs naturels seuls : Soleil, volcans…) : les modèles ne reproduisent PAS le réchauffement observé.

Seule la prise en compte des GES d’origine humaine permet d’expliquer les observations. Combinée à la théorie (les GES absorbent l’infrarouge : physique connue depuis le XIXe siècle), cette analyse transforme la corrélation en lien de cause à effet établi.

Réflexe à retenir : face à deux courbes qui montent ensemble, demande-toi toujours s’il existe un mécanisme connu reliant l’une à l’autre et si on peut tester ce mécanisme — c’est exactement ce que font les modèles.

1.

• A. combustion d’essence : CO₂ (combustion d’une substance carbonée fossile) ;
• B. fabrication du ciment : CO₂ (libéré par la calcination des carbonates) ;
• C. fuites de gaz naturel : CH₄ (le gaz naturel est essentiellement du méthane) ;
• D. décharges et élevage : CH₄ (produit par des fermentations).

2. On compte les atomes de chaque côté de la flèche :

• calcium Ca : 1 à gauche (CaCO₃), 1 à droite (CaO) ✓ ;
• carbone C : 1 à gauche, 1 à droite (CO₂) ✓ ;
• oxygène O : 3 à gauche, 1 + 2 = 3 à droite ✓.

L’équation est bien ajustée. On remarque que ce CO₂ ne vient pas d’une combustion : c’est la roche elle-même qui le libère — voilà pourquoi la production de ciment pèse lourd dans les émissions mondiales.

3. À masse égale, 1 kg de CH₄ a le même effet réchauffant qu’environ :

$1 \times 30 = 30\ \text{kg de CO}_2$

Chaque kilogramme de méthane évité « rapporte » donc autant que 30 kg de CO₂ évités : réduire les fuites de gaz naturel est une action à très fort levier, d’autant que le méthane reste moins longtemps dans l’atmosphère — l’effet d’une réduction se fait sentir rapidement.

Réflexe à retenir : associe chaque activité humaine à SON gaz (combustions et ciment → CO₂ ; fuites de gaz, décharges, agriculture → CH₄) : c’est un attendu direct du programme.