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La modélisation climatique avec le logiciel Simclimat (démarche d'investigation)

Auteur : Stéphanie Perrotey

Classe : Terminale S Spécialité SVT
Durée
  : 1 heure et 30 min environ

Notion à construire

Notion à construire Capacités liées au support proposé

La modélisation de la relation effet de serre/climat est complexe. Elle permet de proposer des hypothèses d'évolutions possibles du climat de la planète notamment en fonction des émissions de gaz à effet de serre induites par l'activité humaine.  [L'ensemble des mécanismes agissant sur le climat n'est pas au programme, mais on indiquera que l'effet de serre n'est qu'un facteur parmi d'autres. En particulier, l'influence des paramètres astronomiques pourra être évoquée, mais n'est pas exigible des élèves au baccalauréat.]

  • Réaliser des simuations climatiques

  • Valider un modèle climatique

  • Critiquer un modèle numérique

Question ou problème scientifique ou situation-problème

Les affirmations suivant lesquelles un réchauffement climatique est en cours, qu’il est principalement causé par les gaz à effet de serre émis par les activités humaines, sont très largement partagées par les scientifiques. Néanmoins elles ne font pas l'unanimité. Des personnalités, généralement extérieures à la communauté des climatologues, doutent de l'impact des activités humaines sur le climat. 

Comment les scientifiques peuvent-ils prévoir le climat futur de la Terre ? Quelles sont les limites de ces prévisions ?


Support(s) de travail

  • Logiciel Simclimat (modèle numérique de simulation du climat). La fiche technique du logiciel est disponible ici.
  • Vidéo « l’animation climatique » de l’Institut Pierre Simon Laplace accessible ici.
  • Vidéo « quels climats dans le futur ? » avec Claude Lorius sur le site du CNRS accès à partir de l’onglet Médiathèque en bas de page)

Consigne(s) donnée(s) à l'élève

Vous proposerez et testerez deux scénarii impliquant des activités humaines et identifierez les conséquences climatiques prévues.

Le mode de communication est laissé à l'appréciation des élèves comme à l'ECE.

Indicateurs de réussite

Les indicateurs de réussite ci-dessous sont conçus pour être fournis aux élèves en début d'activité, afin de les guider sans fournir les éléments de réponse.

Item décliné Eléments d'évaluation

Raisonner avec rigueur et modéliser

  • j'ai identifié l'ensemble des paramètres utilisés dans ce modéle climatique,

  • ma modélisation illustre l'influence d'un paramètre à chaque fois.

Comprendre qu'un effet peut avoir plusieurs causes

  •  j'ai expliqué que l'augmentation de la teneur en dioxyde de carbone atmosphérique dépend de nombreux facteurs, certains géologiques et d'autres biologiques.

 Mobiliser ses connaissances et exercer son esprit critique

  •  j'ai identifié des points critiquables du modèle utilisé, certains liés à la conception du modèle lui-même et d'autres à des paramètres impliquées dans la régulation climatique.

Aides ou "coups de pouce"

Apport de connaissances

 Par exemple :

  • Aide à la critique du modèle numérique utilisé à partir du chapitre la modélisation numérique du climat sur le site de Météo-Fance

 

Apport de méthodes/techniques

 Par exemple :

  • Donner la fiche technique du logiciel Simclimat

  • Donner des consignes plus détaillées
    Testez trois hypothèses à l’aide du logiciel de simulation :  
     
    1.       Les émissions anthropiques de CO2 continuent à être émises au même rythme durant les 100 prochaines années. 
    2.       Les émissions anthropiques de CO2 n’augmentent plus à partir de 2007. 
    3.       Les émissions anthropiques de CO2 sont multipliées  par deux à partir de 2007. Protocole à fournir éventuellement :  
        a.         Nouvelle simulation. Choisir : « à partir de 1750 » « durant 100  ans ».  Les paramètres sont par défaut les valeurs actuelles. Lancer la simulation.  
        b.         Superposer une nouvelle simulation. Valider les mêmes options.

Apport à la démarche de résolution

 Par exemple
Consignes supplémentaires: deux dispositifs ne doivent différer que par un seul paramètre variable

Positionnement par rapport au livret scolaire

 


 

 Compétences expérimentales

Démontrer en exerçant un regard critique

 Proposer une stratégie de résolution

 Concevoir un protocole

Analyser les phénomènes, protocoles et résultats