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Carte adulte #14 : Bilan énergétique

Ce graphique explique où va l’énergie qui s’accumule sur la terre
à cause du forçage radiatif : elle réchauffe l’océan, fait fondre la
glace, se dissipe dans le sol et réchauffe l’atmosphère.

Explications

Sur le graphique, on peut voir plusieurs couleurs qui représentent, du haut vers le bas :

• En bleu clair, la couche supérieure de l'océan, entre 0 et 700 m
• En bleu foncé, la couche inférieure de l'océan, entre 700 m et 2 000 m
• En bleu très foncé, la couche inférieure de l'océan, en dessous de 2 000 m
• En gris, les différentes glaces
• En orange, les sols (hors glace)
• En violet, l'atmosphère

Le pointillé représente simplement le total.

L'échelle verticale est en zetta joules ($10^{21}$ joules).

Conseils pour l'animation

Version simplifiée

Cette carte peut être retirée pour la version simplifiée, en même temps que le forçage radiatif, les aérosols, le Permafrost et le Ralentissement du gulf stream.

Version complète

Dans le cas où on laisse cette carte, il faut se rappeler le premier principe de la thermodynamique : l'énergie se conserve. Il arrive que les participants dessinent les liens Bilan énergétique vers hausse de la température de l'eau et hausse de la température de l'air, puis des liens de hausse de la température de l'air vers fonte des glaciers et hausse de la température de l'eau vers fonte de la banquise et fonte des calottes glaciaires. En faisant ça, ils considèrent que l'air et l'eau se réchauffent, puis ils font fondre la banquise, les glaciers et les calottes. Or, si une calorie est passée par l’eau pour finalement contribuer à faire fondre la banquise par en dessous, alors elle n’est plus dans l’eau.

Conseil d'explication

Une astuce afin de simplifier l'explication de cette carte consiste à renommer les cartes qui suivent. Une augmentation de température est une augmentation d'énergie, et une fonte est également une augmentation d'énergie. Les cinq cartes deviennent alors Augmentation du niveau d'énergie de l'eau, de l'air, de la banquise... Et les participants comprennent qu'il faut mettre ces cinq cartes au même niveau. Donc si une calorie qui est dans l’eau contribue à faire fondre la banquise, une fois que la banquise a fondu, cette calorie n’est plus dans l’eau. L’eau s’est refroidie. Dans ce cas, faut-il compter la calorie dans la partie « océan » ou « fonte de la glace » ? Réponse : dans la partie fonte de la glace. Car il y a conservation de l’énergie (premier principe de thermodynamique). On ne peut pas compter deux fois cette calorie.

Correction

Causes

• Forçage radiatif
• Circulation thermohaline

Conséquences

• Fonte des glaciers
• Hausse de la température de l'eau
• Fonte de la banquise
• Fonte des calottes glaciaires
• Hausse de la température : Il est précisé au dos de la carte qu'il s'agit de la température de l'air.

Autres liens possibles

Autres conséquences

• Permafrost : Si l'on veut rester dans la même logique de conservation de l'énergie, il faudrait faire le lien de fonte à partir de bilan énergétique. Cependant pour des raisons pratiques, on peut préférer faire le lien à partir de la hausse de la température.

Pour aller plus loin

Chiffres

Les océans couvrent 71 % de la surface de la terre, avec en moyenne 4 km de profondeur. Si l’air était ramené à la même densité que l’eau, sa hauteur serait de 10 m. L’océan a une très forte masse volumique, ce qui explique qu’il absorbe la majorité de l'énergie liée aux GES émis par l’homme.

Vidéos

Présentation en vidéo de la carte par Rodolphe Meyer (Le Réveilleur)