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Climatologie : À la découverte des climats passés, présents et futurs de notre planète
Livre numérique Climatologie : À la découverte des climats passés, présents et futurs de notre planète

par Boesch, Quentin

De Boeck Supérieur

Résultat de Cairn Sciences

  • Consultable à la Bpi

Livre numérique

Climatologie : À la découverte des climats passés, présents et futurs de notre planète

Auteur(s) : Boesch, Quentin
  • Éditeur(s)
  • Date
    • 2022
  • Notes
    • Pourquoi y a-t-il des déserts et des zones pluvieuses sur Terre ? Quelle est l’origine des cyclones et des tempêtes ? Comment peut-on « remonter le temps » pour déceler les variations du climat passé de la Terre ? Quelles sont les causes et les conséquences du changement climatique que nous vivons actuellement ? Quel climat nous attend dans les prochaines décennies ?L’objectif du livre est de répondre à ces questions – et à bien d’autres encore – en abordant le fonctionnement du système climatique de notre planète et en décelant les innombrables interactions entre les océans, l’atmosphère, les continents, les glaces des pôles et la biosphère qui régissent son fonctionnement.Cette compréhension est devenue un outil indispensable pour décrypter les nombreux phénomènes climatiques auxquels nous sommes exposés. La réponse à ces questions s’organise en trois parties :Comprendre l’origine de la diversité des climats terrestres actuelsReconstituer et expliquer les variations climatiques du passéCaractériser le changement climatique actuel et discuter de l’évolution future du climatMalgré la complexité des sciences du climat, les notions sont explicitées pas à pas et richement illustrées. Des bilans aident le lecteur à hiérarchiser les notions en faisant ressortir les concepts fondamentaux. Des encarts invitent les plus curieux à approfondir leurs connaissances. De nombreux exercices intégralement corrigés permettent enfin de vérifier l’acquisition des connaissances et la maîtrise de leur application.L’ouvrage s’adresse aux étudiants de licence et de master de sciences de la Terre, de géographie, aux candidats préparant le CAPES des SVT et l’agrégation des SV-STU. L’ouvrage étant conçu de manière à couvrir les notions de climatologie abordées dans les programmes du secondaire et des classes préparatoires BCPST, il s’adresse également aux enseignants cherchant à actualiser leurs connaissances.
  • Langues
    • Français
  • ISBN
    • 9782807347953
  • Droits
    • copyrighted
  • Résultat de :
  • Quatrième de couverture

    • Climatologie

      À la découverte des climats passés, présents et futurs de notre planète

      Pourquoi y a-t-il des déserts et des zones pluvieuses sur Terre ? Quelle est l'origine des cyclones et des tempêtes ? Comment peut-on « remonter le temps » pour déceler les variations du climat passé de la Terre ? Quelles sont les causes et les conséquences du changement climatique que nous vivons actuellement ? Quel climat nous attend dans les prochaines décennies ?

      L'objectif du livre est de répondre à ces questions - et à bien d'autres encore - en abordant le fonctionnement du système climatique de notre planète et en décelant les innombrables interactions entre les océans, l'atmosphère, les continents, les glaces des pôles et la biosphère qui le régissent.

      Cette compréhension est devenue un outil indispensable pour décrypter les nombreux phénomènes climatiques auxquels nous sommes exposés. La réponse à ces questions s'organise en trois parties :

      • Comprendre l'origine de la diversité des climats terrestres actuels
      • Reconstituer et expliquer les variations climatiques du passé
      • Caractériser le changement climatique actuel et discuter de l'évolution future du climat

      Malgré la complexité des sciences du climat, les notions sont explicitées pas à pas et richement illustrées. Des bilans aident le lecteur à hiérarchiser les notions en faisant ressortir les concepts fondamentaux. Des encarts invitent les plus curieux à approfondir leurs connaissances. De nombreux exercices intégralement corrigés pour vérifier l'acquisition des connaissances et la maîtrise de leur application viennent compléter l'ensemble. L'ouvrage s'adresse aux étudiants de licence et de master de sciences de la Terre, de géographie, aux candidats préparant le CAPES des SVT et l'agrégation des SV-STU. L'ouvrage étant conçu de manière à couvrir les notions de climatologie abordées dans les programmes du secondaire et des classes préparatoires BCPST, il s'adresse également aux enseignants cherchant à actualiser leurs connaissances.

      • Nombreux schémas et illustrations en couleurs
      • Encarts techniques et fiches pédagogiques
      • Exercices d'application intégralement corrigés

  • Tables des matières

      • Climatologie

      • À la découverte des climats passés, présents et futurs de notre planète

      • Quentin Boesch

      • Deboeck Supérieur

      • Avant-propos VII
      • 1
      • Les climats actuels : comprendre le fonctionnement du système climatique
      • 1 Introduction1
      • E1.1 La différence entre météorologie et climat1
      • 2 L'énergie solaire et le bilan radiatif de la Terre2
      • 2.1 Le Soleil : source d'énergie du système climatique2
      • 2.1.1 L'origine de l'énergie solaire 2
      • E1.2 La distinction énergie et puissance4
      • E1.3 Le spectre électromagnétique4
      • 2.1.2 La propagation et la répartition de l'énergie solaire 5
      • E1.4 Radiation, convection et conduction : trois modes de transfert d'énergie5
      • E1.5 Une « constante » solaire pas si constante que ça6
      • E1.6 Existe-t-il des sources internes d'énergie pour la dynamique des enveloppes fluides ?7
      • 2.2 Le bilan radiatif de la Terre8
      • 2.2.1 L'albédo 8
      • 2.2.2 L'effet de serre 8
      • E1.7 Un effet de serre indispensable à la vie9
      • E1.8 comment expliquer que la surface reçoive plus de puissance que le soleil ne lui en envoie directement ?12
      • E1.9 Diffusion et absorption : des termes à ne pas confondre13
      • 2.2.3 Quantification.des flux d'énergie dans l'atmosphère terrestre 13
      • E1.10 Chaleur spécifique, chaleur latente et température15
      • 2.3 Variations spatiales et temporelles du bilan radiatif à l'origine des climats et des saisons16
      • 2.3.1 Les variations énergétiques latitudinales 16
      • 2.3.2 Les variations énergétiques saisonnières 16
      • Bilan L'énergie solaire et le bilan radiatif de la Terre19
      • 3 L'atmosphère terrestre et sa dynamique20
      • 3.1 L'atmosphère : composition et stratification20
      • 3.2 D'où vient le vent ? Moteurs et forces contrôlant le mouvement des masses d'air21
      • 3.2.1 Le gradient de pression, moteur des vents 21
      • 3.2.2 La force de Coriolis et l'équilibre géostrophique 23
      • E1.11 La force de Coriolis n'est pas responsable du sens de rotation de l'eau dans les éviers !27
      • 3.2.3 Les forces de frottement 27
      • 3.3 Pourquoi pleut-il ? Les mouvements de l'atmosphère expliquent les variations pluviométriques28
      • 3.3.1 Humidité relative et saturation de l'air en vapeur d'eau 28
      • 3.3.2 Les noyaux de condensation 30
      • 3.3.3 La formation des nuages et des précipitations 30
      • E1.12 Fabriquer un nuage chez soi, dans une bouteille !31
      • 3.3.4 Des précipitations dépendantes des mouvements verticaux de l'air 32
      • E1.13 Pour aller plus loin dans la formation des nuages et des précipitations33
      • 3.4 La circulation atmosphérique globale et ses impacts sur le climat34
      • 3.4.1 Le principe de fonctionnement des cellules de convection 34
      • 3.4.2 Les six cellules de convection atmosphériques 35
      • E1.14 Les cellules de convection dans la réalité37
      • E1.15 Un lien anticyclone, dépression et température ambigu39
      • 3.4.3 Les jet streams et la circulation atmosphérique au niveau de la tropopause 39
      • 3.4.4 Variations temporelles de la position des cellules de convection au cours de l'année 40
      • 3.5 Des variations locales de la circulation atmosphérique43
      • 3.5.1 Des variations liées à des « petites cellules de convection » 43
      • 3.5.2 Des variations des caractéristiques des masses d'air liées à une interaction avec la topographie 43
      • 3.6 Perturbations et phénomènes atmosphériques violents : des phénomènes à risque pour les populations45
      • 3.6.1 Cyclones extratropicaux et perturbations des zones tempérées 45
      • E1.16 Risque, aléa, enjeu, vulnérabilité : des termes à ne pas confondre !45
      • 3.6.2 Tempêtes des zones tempérées 48
      • 3.6.3 La formation des cyclones tropicaux 48
      • 3.6.4 La formation des orages 50
      • 3.6.5 Les tornades 51
      • E1.17 Pour aller plus loin dans les mécanismes de formation des tornades51
      • E1.18 La prévision météorologique, comment ça marche ?53
      • Bilan L'atmosphère terrestre et sa dynamique54
      • 4 L'océan et sa dynamique55
      • 4.1 La stratification des océans permet de délimiter trois grands ensembles55
      • 4.2 La circulation océanique de surface55
      • 4.2.1 L'organisation de la circulation de surface 55
      • 4.2.2 Le vent, moteur de la circulation océanique de surface 56
      • 4.2.3 La formation des gyres océaniques 57
      • 4.2.4 Les courants océaniques liés au gradient de pression 59
      • 4.2.5 La formation des upwellings et des downwellings 59
      • 4.2.6 Variations couplées de la circulation atmosphérique et océanique de surface 62
      • E1.19 Le « Méga » El Niño de 1788-178967
      • 4.3 La circulation océanique profonde67
      • 4.3.1 Caractéristiques de la circulation océanique profonde 67
      • 4.3.2 Le moteur de la circulation profonde 69
      • 4.4 La circulation océanique globale, « great conveyor belt »71
      • Bilan L'océan et sa dynamique72
      • E1.20 Énergie solaire, dynamique des enveloppes fluides et énergies renouvelables73
      • 5 Synthèse sur les climats de la Terre74
      • 5.1 Le climat global de la Terre74
      • 5.2 Les climats zonaux74
      • 5.3 Les climats azonaux76
      • 5.3.1 L'impact du relief présent à la surface des continents 76
      • 5.3.2 L'impact de la continentalité 77
      • 5.3.3 L'impact de la circulation océanique sur l'azonalité des climats 79
      • 5.4 La classification des climats80
      • E1.21 La biosphère : acteur majeur et souvent oublié du climat !81
      • Bilan Syntèse sur les climats de la Terre82
      • Exercices83
      • Fiche
      • 1. Le cycle du Carbone87
      • 2
      • Les paléoclimats
      • 1 Introduction93
      • 2 La reconstitution des paléoclimats93
      • 2.1 Les indices historiques93
      • 2.2 Les indices géomorphologiques et sédimentaires94
      • 2.2.1 Les indices géologiques en domaine continental 94
      • E2.1 Le principe d'actualisme : une clé pour décrypter les indices paléoclimatiques94
      • E2.2 La datation des indices glaciaires98
      • 2.2.2 Les indices paléoclimatiques en domaine marin 102
      • 2.3 Les indices paléontologiques104
      • 2.3.1 L'utilisation d'espèces à conditions de vie strictes 104
      • 2.3.2 La palynologie 104
      • E2.3 La datation des pollens106
      • E2.4 La datation du bois et l'établissement de la largeur des cernes sur de grandes durées106
      • 2.3.3 La dendroclimatologie 107
      • E2.5 Les proxys et les fonctions de transfert, des outils de quantification des paramètres climatiques Passés107
      • 2.4 Les indices géochimiques108
      • 2.4.1 Les isotopes de l'oxygène 108
      • E2.6 La datation des carottes de glace112
      • 2.4.2 Les isotopes du carbone : δ13C et plantes en C3 et en C4 117
      • E2.7 La datation des indices paléoclimatiques vieux de plusieurs millions d'années118
      • 2.5 Synthèse des indices et reconstitution des ceintures climatiques de la Terre119
      • Bilan La reconstitution des paléoclimats120
      • 3 L'évolution des climats dans l'histoire de la Terre121
      • 3.1 Les variations climatiques à l'échelle de plusieurs millions à plusieurs milliards d'années121
      • 3.1.1 Identification de la succession de périodes greenhouse et icehouse 121
      • 3.1.2 Le climat de la Terre primitive et le paradoxe du Soleil jeune 121
      • 3.1.3 Les épisodes snowball du Protérozoïque 123
      • E2.8 Comment la vie aurait-elle pu survivre à un englacement total ?129
      • 3.1.4 Les périodes icehouse et greenhouse du Phanérozoïque 130
      • E2.9 Pour aller plus loin : la quantification des flux passés dans le modèle géocarb135
      • E2.10 L'indice stomatique, un proxy de la teneur passée en CO22atmosphérique136
      • E2.11 Pourquoi le CO2 contrôle-t-il les variations climatiques aux grandes échelles de temps plus que les autres gaz à effet de serre ?137
      • E2.12 La notion de forçage139
      • 3.1.5 Variations du climat local aux grandes échelles de temps en lien avec la tectonique des plaques 142
      • Bilan Les variations climatiques à l'échelle de plusieurs millions à milliards d'années143
      • 3.2 Les variations climatiques à l'échelle de 20000 à 400000 ans : l'effet de l'astronomie144
      • 3.2.1 Les variations climatiques d'origine astronomique au sein d'une période greenhouse 144
      • 3.2.2 Les variations climatiques d'origine astronomique dans une période icehouse 146
      • E2.1 3 Les périodes glaciaires-terglaciaires ont-elles existé durant les autres périodes icehouse du phanérozoïque ?149
      • E2.14 Pour aller plus loin : l'origine de la précession climatique152
      • E2.15 Les bulles d'air des carottes de glaces, des échantillons de l'atmosphère du passé160
      • E2.16 Le Sahara vert : quand l'actuel désert était une étendue verdoyante161
      • Bilan Les variations climatiques abruptes au sein d'une période glaciaire163
      • 3.3 Les variations climatiques abruptes au sein d'une période glaciaire163
      • 3.3.1 Mise en évidence de variations abruptes du climat glaciaire 163
      • 3.3.2 Les événements de Heinrich 164
      • E2.17 Des scénarios alternatifs pour expliquer les cycles de Dansgaard-Oeschger166
      • 3.3.3 Le Dryas récent 167
      • 3.3.4 Le refroidissement de 8200 BP 168
      • Bilan Les variations climatiques à l'échelle de 20 000 à 400 000 ans168
      • 3.4 Les variations climatiques des 1 000 dernières années : des variations sous contrôle de l'activité solaire ?169
      • 3.4.1 Mise en évidence de variations climatiques au cours des 1000 dernières années 169
      • 3.4.2 L'Optimum climatique médiéval 169
      • 3.4.3 Le Petit âge glaciaire 170
      • 3.4.4 L'activité solaire, cause de ces variations climatiques ? 170
      • E2.18 L'activité solaire n'est pas la cause du réchauffement climatique moderne !171
      • E2.19 L'activité solaire a-t-elle causé des variations climatiques dans des périodes plus reculées ?171
      • 3.5 Les variations ponctuelles de température à l'échelle de quelques années171
      • E2.20 L'impact des variations climatiques historiques sur les sociétés humaines173
      • 4 En guise de conclusion175
      • Exercices176
      • Fiche
      • 2. Variations climatiques passées et crises de la biodiversité187
      • 3
      • Le changement climatique moderne et les projections sur l'évolution climatique future
      • 1 Introduction199
      • 2 Mise en évidence et caractéristiques du changement climatique moderne199
      • 2.1 Les changements de température observés199
      • 2.2 Les modifications de pluviométrie observées201
      • 3 Les causes du changement climatique moderne203
      • 3.1 Un réchauffement lié à l'augmentation de la teneur en gaz à effet de serre203
      • E3.1 Pourquoi le soleil ne serait-il pas responsable du réchauffement climatique ?203
      • E3.2 Pourquoi l'évolution de la température ne suit-elle pas exactement l'évolution de la teneur en CO2 atmosphérique ?204
      • 3.2 L'origine des gaz à effet de serre204
      • E3.3 Quels arguments permettent d'attribuer les émissions de CO2 aux activités humaines ?205
      • 3.3 Le devenir des gaz à effet de serre206
      • E3.4 CO2 Et acidification des océans207
      • E3.5 La pompe à carbone peut-elle se gripper ?209
      • 3.4 Quantification de l'effet des facteurs anthropiques sur le bilan radiatif209
      • E3.6 Le GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat)212
      • E3.7 Effet de serre et trou dans la couche d'ozone : deux phénomènes distincts à ne pas confondre !213
      • 4 Projections sur l'évolution future du climat215
      • 4.1 L'établissement des scénarios d'évolution climatique215
      • E3.8 Des rétroactions climatiques parfois difficiles à modéliser216
      • 4.2 L'évolution prévue de la température et de la pluviométrie216
      • 4.2 La notion de « surprise climatique »217
      • 5 Les risques associés aux changements climatiques218
      • 5.1 La montée du niveau marin218
      • 5.2 L'augmentation de l'intensité ou de la fréquence des phénomènes extrêmes219
      • 5.2.1 Les vagues de chaleur 219
      • 5.2.2 Les phénomènes atmosphériques violents 220
      • 5.2.3 Les épisodes de sécheresse et la modification du cycle hydrologique 220
      • 5.3 L'effet du changement climatique sur la biosphère221
      • 5.3.1 Modification de la phénologie des espèces 221
      • E3.9 L'attribution des événements extrêmes au changement climatique221
      • 5.3.2 Modification des aires de répartition des espèces 222
      • 5.3.3 Désoxygénation des océans 223
      • 5.3.4 Disparition des espèces 223
      • 5.3.5 Modification des ressources alimentaires 224
      • Bilan Le changement climatique moderne et les projections sur l'évolution climatique future224
      • 6 En guise de conclusion225
      • E3.10 De la géoingénierie pour refroidir le climat ?225
      • Exercices226
      • Solutions des exercices 231
      • Bibliographie 244
      • Index 247

  • Consultable à la Bpi