Le changement climatique

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1 Le changement climatique Domaine du développement durable étudié : causes et conséquences du changement climatique Niveau : 2 nde professionnelle (fiche testée par des élèves de 2 nde MIP métiers des industries de procédés) Discipline : sciences physiques Point d ancrage dans le programme : transferts d énergie Auteur : Sylvie SPECTE PLP maths - sciences physiques, formatrice «Risques Majeurs et Environnement», formatrice «EEDD» Objectifs liés au programme de sciences physiques : - Modéliser le principe de l effet de serre - Revoir les notions de changement d état, dilatation, propagation de la chaleur préalablement étudiées - Ecrire des formules de molécules et préciser le nom des éléments chimiques présents - Réaliser une expérience de dilatation de liquide et de fonte d un glaçon Objectifs liés à l éducation à l environnement pour un développement durable : - Connaître la nature des principaux gaz à effet de serre (origine, durée de vie, pouvoir de réchauffement) - Découvrir les conséquences de l accroissement de la concentration des gaz à effet de serre sur la population et l environnement - Prendre conscience des actions collectives et individuelles qui peuvent réduire les émissions de gaz à effet de serre Déroulement de la séance : - Utilisation de la vidéo «C est pas sorcier l effet de serre : coup de chaud sur la planète» comme fil conducteur de la séance Projection par courtes séquences correspondant aux différents paragraphes de la «fiche élève». La totalité de l émission est présentée : il s agit d une «ouverture culturelle EEDD». - Travail individuel (prise de notes) suivi d une mise en commun des réponses après chaque projection - Réalisation d expériences (paragraphe 4) Matériel et documents : - Modélisation de l effet de serre : 2 demi - globes, 1 cloche de verre, 1 plaque de carton recouverte de papier noir, 2 thermomètres, 2 lampes (24V / 100 W) sur support, générateurs, fils conducteurs - Béchers, verres, glaçons, ballon avec bouchon surmonté d un tube de verre, dispositif de chauffage - Vidéo : «C est pas sorcier l effet de serre : coup de chaud sur la planète» Travail pluridisciplinaire : - Géographie 2 nde professionnelle : la Terre comme système / le moteur externe : le soleil / bilan radiatif - VSP : gestion des ressources et qualité de vie Prolongements possibles : - Autres activités à partir de différentes émissions sur les conséquences de l effet de serre («le risque climatique les écrans du savoir - F5», «E = M6 Découverte l environnement, le réchauffement de la planète - conséquences») - Recherche d informations dans différents sites Internet : (site du CNRS) (site de Météo France) (site de la mission interministérielle de l effet de serre) (site du CEA) (site de J-M. Jancovici auteur de livres sur l effet de serre et le changement climatique) 0

2 Le changement climatique Les scientifiques sont d accord : l augmentation des émissions de gaz à effet de serre joue un rôle de premier plan dans le changement climatique. Le réchauffement de la Terre, c est l affaire de tous et de chacun d entre nous Ce dossier est à compléter à partir de vos connaissances et des informations apportées par la vidéo «C est pas sorcier l effet de serre : coup de chaud sur la planète!». 1. L effet de serre, un phénomène naturel Mise en évidence expérimentale cloche de verre lampe Thermomètre a) Relever la température à proximité du globe terrestre : - Avec la cloche de verre : T = - Sans la cloche de verre : T = globe terrestre b) Comparer ces 2 températures Mécanisme Le rayonnement solaire traverse l atmosphère et chauffe la surface du globe terrestre. La Terre ainsi chauffée émet des rayons infrarouges dont une partie est retenue dans l atmosphère par les gaz à effet de serre. Les conséquences de la présence d une atmosphère a) Indiquer la température moyenne de la Terre : b) Indiquer ce que serait la température de la Terre s il n y avait pas d effet de serre (ce qui correspond à la température de la Lune) : c) Quelle conséquence sur la température de la Terre, peut avoir un accroissement de la concentration des gaz à effet de serre? 1

3 2. Les gaz à effet de serre Certains de ces gaz existent naturellement dans l atmosphère depuis des millions d années mais leur taux a augmenté depuis le début de l ère industrielle. D autres gaz sont artificiels, c est à dire fabriqués par l Homme. La vapeur d eau est le plus important des gaz à effet de serre de la planète, étant donné la superficie océanique à partir de laquelle elle est émise. a) Indiquer le nom du changement d état : eau vapeur d eau b) Compléter le tableau Les principaux gaz à effet de serre Formule chimique Nom des éléments présents dans la molécule Emissions d origine naturelle Emissions liées à l activité de l Homme Durée de vie du gaz (en années) Pouvoir de réchauffement global Dioxyde de carbone (Il est responsable de la moitié de l accroissement de l effet de serre) 1 (référence) Méthane Protoxyde d azote (ou oxyde nitreux) N 2 O Gaz fluorés (CFC, HFC, PFC, SF6) Nombreuses formules chimiques selon les gaz Non De quelques années à ans selon les gaz 150 à selon les gaz c) En supposant que vous avez pris la voiture pour venir au lycée, en combien de générations (une génération = 30 ans) les molécules de dioxyde de carbone libérées du pot d échappement seront-elles éliminées? d) Les gaz fluorés sont présents en très faible quantité dans l atmosphère. Peut-on négliger leur rôle sur l augmentation de l effet de serre? Justifier la réponse. 2

4 3. Le réchauffement de la planète La Terre se réchauffe ; la température a augmenté de 0,6 C au cours du 20 ème siècle. Le phénomène pourrait s amplifier. L analyse des carottes de glace montre la relation entre l augmentation de la concentration en CO 2 et l augmentation de la température. D ici 2100, les scientifiques prévoient une augmentation de température allant de.. C à.. C (En combinant les diverses modélisations aux différents scénarios d augmentation des gaz à effet de serre). 4. Les conséquences du réchauffement de la Terre sur le niveau des mers Le niveau de la mer s est élevé de 10 à 25 cm depuis 100 ans. Le phénomène pourrait s amplifier. D ici 2100, le niveau de la mer pourrait s élever de 9 à 90 cm. Origine de l élévation du niveau des mers- expériences «La fonte des icebergs (glace flottante) ne fait pas monter le niveau de la mer». - Proposer et réaliser une expérience permettant de vérifier cette affirmation. Schéma Observation - Conclusion «La dilatation de l eau est à l origine de l élévation du niveau des mers». - Proposer et réaliser une expérience permettant de vérifier cette affirmation. Schéma Observation - Conclusion Origine de l élévation du niveau des mers- bilan - Parmi les propositions suivantes, entourer les 2 processus à l origine de l élévation du niveau des mers. Fonte des icebergs (glace flottante) - Fonte des glaciers continentaux - Pluies abondantes Raz de marée - Dilatation des mers - Eruptions volcaniques sous-marines 3

5 5. Les conséquences du réchauffement de la Terre sur la population et l environnement Sur les risques majeurs naturels - Parmi les catastrophes naturelles suivantes, entourer celles qui seraient plus intenses ou plus fréquentes. Avalanches - Feux de forêts - Inondations - Eruptions volcaniques - Mouvements de terrain Tempêtes - Cyclones - Séismes - Risques météorologiques (canicule, grand froid) Sur la géographie - Indiquer les modifications géographiques et climatiques engendrées par le réchauffement de la Terre. Sur la santé des populations - Indiquer les conséquences du réchauffement de la Terre sur la santé. 6. La lutte contre le réchauffement de la planète Le protocole de Kyoto En 1997, à Kyoto, 38 pays industrialisés se sont engagés à réduire leurs émissions de gaz à effet de serre de 5 % par rapport à leur niveau de 1990, d ici Lister les actions collectives et individuelles qui peuvent réduire les émissions de gaz à effet de serre (politiques énergétiques, production d électricité, choix du mode de transport, utilisation de l énergie ). 4

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