Mi-session

Question 1

Définissez la climatologie.

Answer 1

La climatologie est l’étude du climat, défini comme le statut thermodynamique et hydrodynamique des conditions limites qui déterminent l’ensemble des patterns météorologiques possibles.

Question 1

Quelle est la différence entre la météorologie et la climatologie ?

Answer 1

La météorologie étudie les propriétés physiques et les processus atmosphériques à court terme, tandis que la climatologie étudie les patterns et les tendances météorologiques à long terme

Question 2

Quelles sont les cinq principales composantes du système climatique ?

Answer 2

Atmosphère, hydrosphère, cryosphère, lithosphère et biosphère.

Question 3

Qu’est-ce qu’un forçage climatique ? Donnez un exemple.

Answer 3

Un forçage climatique est un facteur externe qui influence le climat. Les activités humaines, comme l’émission de gaz à effet de serre, en sont un exemple.

Question 4

Nommez les couches principales de l’atmosphère.

Answer 4

Troposphère, stratosphère, mésosphère, thermosphère.

Question 5

Quels sont les deux principaux gaz constituant l’atmosphère ?

Answer 5

Azote (N2) et oxygène (O2).

Question 6

Comment la vapeur d’eau influence-t-elle l’atmosphère ?

Answer 6

Sa concentration varie et joue un rôle important dans le cycle hydrologique, la formation des nuages et les précipitations.

Question 7

Quelle est la principale source d’énergie pour le système climatique terrestre ?

Answer 7

Le rayonnement solaire.

Question 8

Qu’est-ce que la constante solaire ?

Answer 8

La quantité moyenne d’énergie solaire reçue par la Terre, environ 1368 W/m².

Question 9

Comment la géométrie Terre-Soleil affecte-t-elle le climat ?

Answer 9

L’excentricité de l’orbite terrestre, l’obliquité de l’axe de rotation et la précession influencent la distribution du rayonnement solaire et les variations saisonnières.

Question 10

Définissez le bilan radiatif.

Answer 10

La différence entre le rayonnement solaire incident et le rayonnement terrestre sortant.

Question 11

Qu’est-ce que l’albédo ?

Answer 11

Le pourcentage de rayonnement solaire incident réfléchi par une surface.

Question 12

Citez des facteurs qui perturbent le bilan radiatif.

Answer 12

Nuages, aérosols, changements de l’albédo de surface.

Question 13

Nommez les composantes du bilan énergétique de la surface terrestre.

Answer 13

Rayonnement net, chaleur sensible, chaleur latente, transfert de chaleur dans le sol.

Question 14

Expliquez la conduction et la convection.

Answer 14

La conduction est le transfert de chaleur par contact direct, tandis que la convection est le transfert de chaleur par le mouvement de fluides.

Question 15

Qu’est-ce que l’effet de serre ?

Answer 15

Le phénomène par lequel certains gaz atmosphériques piègent la chaleur et réchauffent la surface de la Terre.

Question 16

Décrivez le cycle hydrologique.

Answer 16

Le mouvement continu de l’eau entre l’atmosphère, l’océan et les continents, alimenté par l’énergie solaire.

Question 17

Quelles sont les principales composantes du bilan d’eau ?

Answer 17

Précipitations, évaporation, transpiration, ruissellement, infiltration.

Question 18

Définissez l’humidité absolue de l’air.

Answer 18

Masse de vapeur d’eau par volume d’air.

Question 18

Comment la végétation influence-t-elle le cycle hydrologique ?

Answer 18

Elle intercepte les précipitations, absorbe l’eau du sol et transpire de la vapeur d’eau.
Humidité de l’air

Question 19

Expliquez le concept d’humidité relative.

Answer 19

Rapport entre la quantité de vapeur d’eau présente dans l’air et la quantité maximale que l’air peut contenir à une température donnée.

Question 19

Comment la stabilité atmosphérique est-elle déterminée ?

Answer 19

Par le gradient de température adiabatique. Un gradient plus raide indique une plus grande instabilité.

Question 20

Qu’est-ce que le point de rosée?

Answer 20

La température à laquelle l’air doit être refroidi pour atteindre la saturation.

Question 21

Décrivez le processus de condensation.

Answer 21

Transformation de la vapeur d’eau en eau liquide ou solide lorsque l’air atteint la saturation.

Question 21

Différenciez une atmosphère stable d’une atmosphère instable.

Answer 21

Une atmosphère stable résiste aux mouvements verticaux, tandis qu’une atmosphère instable favorise la convection.

Question 22

Nommez les différents types de précipitations.

Answer 22

Pluie, neige, grêle, virga (précipitations qui s’évaporent avant d’atteindre le sol).

Question 23

Expliquez le rôle des noyaux de condensation dans la formation des précipitations.

Answer 23

Les aérosols agissent comme noyaux de condensation, permettant aux gouttelettes d’eau de se former et de grossir.

Question 24

Comment l’augmentation des températures mondiales affecte-t-elle l’évaporation ?

Answer 24

Des températures plus élevées augmentent le taux d’évaporation de l’eau des surfaces terrestres et des plans d’eau.
●
L’air chaud peut contenir plus de vapeur d’eau, ce qui augmente encore l’évaporation.

Question 24

Quel est l’impact de la fonte des glaciers et des neiges sur le cycle hydrologique ?

Answer 24

La hausse des températures accélère la fonte des glaciers et des neiges.
●
Cela contribue à l’élévation du niveau de la mer et peut affecter la disponibilité de l’eau douce dans certaines régions.
●
La fonte des glaciers peut également perturber la circulation thermohaline

Question 25

Comment l’augmentation des concentrations de CO2 atmosphérique affecte-t-elle la transpiration des plantes ?

Answer 25

Une concentration élevée de CO2 provoque une fermeture partielle des stomates, réduisant la transpiration.
●
Cela limite le transfert d’eau du sol vers l’atmosphère.

Question 26

Quel est l’impact de la fermeture partielle des stomates sur le ruissellement ?

Answer 26

La fermeture partielle des stomates augmente le ruissellement.
●
Une transpiration réduite laisse plus d’eau de pluie à la surface, augmentant le risque de ruissellement et d’érosion.

Question 26

Quelles sont les conséquences de la réduction de la transpiration sur l’évapotranspiration ?

Answer 26

La réduction de la transpiration due à l’augmentation du CO2 diminue l’évapotranspiration globale.
●
Cela a des conséquences sur les bilans hydriques locaux et régionaux, impactant la disponibilité en eau.

Question 27

Comment les changements dans le cycle hydrologique affectent-ils les écosystèmes ?

Answer 27

Les modifications de la disponibilité en eau, en particulier la réduction de la transpiration, peuvent affecter la composition et la biodiversité des écosystèmes.
●
Les changements dans le cycle hydrologique peuvent avoir des conséquences importantes pour la gestion des ressources en eau, l’agriculture, l’industrie et la consommation humaine.

Question 28

Comment les scientifiques étudient-ils les climats passés ?

Answer 28

Les scientifiques utilisent des données paléoclimatiques provenant de sources naturelles telles que les carottes de glace, les cernes d’arbres et les fossiles de pollen.
●
Ces données fournissent des informations sur les changements climatiques passés et peuvent être utilisées pour tester des théories et des modèles.

Question 29

Quels sont les outils utilisés pour modéliser le cycle hydrologique ?

Answer 29

Il existe trois types de modèles mathématiques : empiriques, conceptuels et physiques.
●
Ces modèles peuvent être utilisés pour simuler les processus hydrologiques et prédire les changements futurs.

Question 30

Quelles sont les composantes du bilan hydrique ?

Answer 30

Les composantes clés du bilan hydrique comprennent les précipitations, l’interception, l’évaporation, la transpiration, le ruissellement et l’infiltration.
●
Ces composantes interagissent de manière complexe pour déterminer la disponibilité en eau dans un écosystème donné.

Question 31

Qu’est-ce que l’albédo et quel est son impact sur le bilan énergétique de la surface ?

Answer 31

L’albédo est le pourcentage de rayonnement solaire incident réfléchi par une surface.
●
Les surfaces claires, comme la neige, ont un albédo élevé, tandis que les surfaces sombres, comme la forêt, ont un albédo faible.
●
Les changements d’albédo, par exemple dus à la déforestation ou à la fonte des glaces, peuvent affecter le bilan énergétique de la surface et contribuer au changement climatique.

Question 32

Effets atmosphère (rôles)

Answer 32

Absorbe UV
Propagation du son
Désintégration météorites
Permet aux oiseaux et avions de voler
Diffusion du rayonnement solaire
Cycle hydrologique
Météo et climat

Question 33

Destruction d’O3 par CFC

Answer 33

1. Rayons UV attaquent les molécules de CFC
2. Atome de Cl émis, attaque molécule de O3
3. O2 et ClO en résultent
4. ClO se joints à un oxygène libre (O)
5. O2 et Cl en résultent
6. O2 ne peut arrêter les rayons UV
7. Cl attaque un autre O3
   (étape 2)
8. Un Cl peut éliminer plusieurs molécules O3

Question 34

Lois des gaz (3)

Answer 34

Loi de Boyle-Mariotte:
* pV = constante à T et n fixe
→ à T et n fixe, V d’un gaz est inversement proportionnel à p

Loi de Charles (ou loi de Gay-Loussac):
* V/T = constante à p et n fixe
→ à p et n fixe, V d’un gaz est proportionnel à T

Loi d’Avogadro:
* V/n = constante à p et T fixe
→ à p et T fixe, V d’un gaz est proportionnel à n

Question 35

Évolution de l’atmosphère

Answer 35

1re atmosphère : Hélium et hydrogène, pas de champs magnétiques pour repousser les vents solaires et les rayons cosmiques

2e atmosphère : suite à déposition de volatiles d’astéroides et dégazage du manteau terrestre par volcanisme, présence de champs magnétiques, CO2, N2, CO, H20, H2

Cyanobactéries, photosynthèse, couche d’ozone, vie dans les océans, vie terrestre

Question 36

Rayonnement: Loi de Planck

Answer 36

• Définit l’émittance, soit le flux lumineux émis par un corps en fonction de la longueur d’onde et de la température.
• Corps noir: Corps opaque absorbant la totalité des rayons incidents. De plus, à une température donnée, ce corps émet le maximum d’énergie (IMPORTANT: ce n’est pas nécessairement noir!!!!)
• Corps gris: Corps qui absorbent et
  émettent seulement une fraction du rayonnement maximal possible
  → « émissivité » (ε, sans dimensions) → corps noir: ε = 1.0, corps gris: ε < 1.0 (loi de Kirchhoff)

Question 37

Rayonnement: Loi de Stefan-Boltzmann

Answer 37

• Toute matière dont la T > 0K émet un rayonnement électromagnétique suivant la loi de Stefan-Boltzmann.
• La densité de flux d’énergie émise par unité de surface d’un corps noir en fonction de sa T absolue (à la quatrième puissance!)
• Lorsque T augmente, plus le
  rayonnement total émis par seconde augmente.
• Une légère augmentation de la T produit une augmentation marquée de E.

Question 38

Rayonnement: Loi de Wien

Answer 38

• À quelle longueur d’onde (λmax) est-ce que
  le soleil et la Terre émettent la plupart de
  leur énergie?

Question 39

Humidité spécifique et rapport de mélange (formules)

Answer 39

Humidité spécifique (g/kg ) =
Masse de vapeur d’eau (g) /
Masse totale de l’air humide (kg)

Rapport de mélange (g/kg ) =
Masse de vapeur d’eau (g) /
Masse de l’air sec (kg)