Donner les facteurs influençant le climat Exercice de connaissances

La température globale de la Terre dépend en premier lieu de l'énergie solaire reçue mais également d'autres facteurs. En effet, les variations climatiques s'effectuent en parallèle de la fluctuation de la concentration de certains gaz atmosphériques mais également de la fluctuation d'autres paramètres liés à l'orbite de la Terre ou au volcanisme. Nous verrons ici tous les facteurs qui influencent le climat.

Tout d'abord, l'effet de serre qui est un phénomène dû à l'atmosphère et qui entraîne une augmentation de la température de surface par rapport à une planète sans atmosphère. En effet, le jour, l'atmosphère laisse passer les rayonnements solaires : 70 à 75% de ce qui arrive au sommet de l'atmosphère passe, le reste est réfléchi. Ensuite, le sol réfléchit une partie des rayonnements, phénomène appelé albédo, et absorbe l'autre partie, ce qui provoque un réchauffement du sol. Le sol cède ensuite cette chaleur en réémettant, de jour comme de nuit, vers le haut, un rayonnement infrarouge. La majorité des radiations issues du sol est absorbée par certains gaz appelés gaz à effet de serre comme le \ce{CO2} et la vapeur d'eau. La vapeur d'eau fait 60% de l'effet de serre terrestre, alors que le \ce{CO2} n'est responsable que de 26% de l'effet de serre. Ce phénomène permet de limiter les pertes radiatives vers l'espace et donc permet de conserver de la chaleur à la surface de la Terre. Cependant, le lien entre effet de serre et climat est complexe. En effet, les nuages, par exemple, vont avoir un double rôle sur le bilan radiatif de la Terre : le jour, ils vont réflechir le rayonnement solaire, entraînant plutôt un refroidissement, alors que la nuit comme le jour, ils vont produire en parallèle de l'effet de serre favorisant un réchauffement. Donc, même si l'effet de serre produit un réchauffement de la surface de la planète, la relation effet de serre/climat reste complexe.

D'autres paramètres influencent le climat comme les paramètres orbitaux. D'abord, l'excentricité de l'orbite de la Terre a un impact sur la quantité d'énergie solaire reçue, elle varie entre 0 (cercle parfait) et 0,06 sur une période de 200 000 ans. Plus l'excentricité est importante, plus les températures moyennes enregistrées sont faibles. Ensuite, l'obliquité de la Terre, elle modifie de façon latitudinale la quantité d'énergie solaire reçue par la Terre, elle varie entre 22° et 24,5°. Plus l'obliquité est importante, plus les températures moyennes le sont également. Enfin, la position des équinoxes qui a également un effet latitudinal sur le climat et les températures. Ces paramètres orbitaux varient de façon cyclique et sont fortement corrélés aux grandes variations climatiques de ces derniers milliers d'années, alternant des périodes glaciaires et interglaciaires.

Enfin, le volcanisme et, surtout, certaines grandes éruptions volcaniques ont une influence sur les climats. Les éruptions volcaniques explosives rejettent une grande quantité de gaz et de cendres dans l'atmosphère. Ces gaz et cendres vont interagir avec le bilan radiatif de la Terre. En effet, ils vont augmenter l'opacité de l'atmosphère. Les cendres vont vite retomber mais les gaz rejetés vont interagir avec ceux de l'atmosphère comme la vapeur d'eau et vont ainsi diminuer l'énergie solaire absorbée par la surface de la Terre. On parle de forçage radiatif négatif et on peut l'observer dans les années qui suivent l'éruption comme celle du Pinatubo en 1991. Mais les volcans rejettent également du \ce{CO2}, qui est un gaz à effet de serre. Ce gaz est aussi libéré par l'activité industrielle humaine et a pour conséquence une augmentation de l'effet de serre, donc une augmentation de la température. On parle de forçage radiatif positif.