Thème 1: Science, climat et société PDF

Thème 1 : Science, climat et société L’atmosphère primitive de la Terre était différente de celle d’aujourd’hui. Sa transformation au cours des milliards d’années est liée aux processus géologiques et biologiques. Depuis la révolution industrielle, l’activité́ humaine modifie de manière significativ...

Thème 1 : Science, climat et société L’atmosphère primitive de la Terre était différente de celle d’aujourd’hui. Sa transformation au cours des milliards d’années est liée aux processus géologiques et biologiques. Depuis la révolution industrielle, l’activité́ humaine modifie de manière significative la composition atmosphérique. Ces modifications affectent l’équilibre dynamique des enveloppes fluides de la Terre. Les conséquences de l’activité́ humaine sur la composition atmosphérique, celles qui sont déjà observées et celles qui sont prévisibles, sont multiples et importantes, tant pour l’humanité́ que pour les écosystèmes. Les choix raisonnés des individus et des sociétés dans ce domaine s’appuient sur les apports des sciences et des technologies. 1.1 L’atmosphère terrestre et la vie Depuis l’époque de sa formation, quasi concomitante avec celle du Soleil et des autres planètes du système solaire, la Terre a connu une évolution spécifique de sa surface et de la composition de son atmosphère. Sa température de surface permet l’existence d’eau liquide, formant l’hydrosphère. Aux facteurs physiques et géologiques (activité solaire, distance au Soleil, tectonique) s’est ajoutée l’émergence des êtres vivants et de leurs métabolismes. Un fragile équilibre est atteint, qui permet la vie et la maintient. Il y a environ 4,6 milliards d’années, l’atmosphère primitive a dû être formée de N2, CO2 et H2O, gaz issus d’un dégazage volcanique ; à partir de roches terrestres, la Terre elle-même provenant de l’accrétion d’astéroïdes de type chondrites. Sa composition actuelle est d’environ 78 % de N2 et 21 % d’O2, avec des traces d’autres gaz (dont H2O, CO2, CH4, N2O). Le refroidissement de la surface de la Terre primitive a dû conduire à la liquéfaction de la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère initiale. L’hydrosphère (les océans et les mers) s’est formée, dans laquelle la vie a pu se développer. Les premières traces de vie sont datées d’il y a au moins 3,5 milliards d’années. Parmi les premiers êtres vivants on trouve des cyanobactéries responsables de la formation de roches appelées les stromatolithes. Par leur métabolisme photosynthétique, des cyanobactéries ont produit le dioxygène qui a oxydé, dans l’océan, des espèces chimiques réduites. Les roches formées et les cyanobactéries portent la même appellation : les stromatolithes. (vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=FpUzA0gt3ZY ) Exemple de fers rubanés. Le dioxygène dégagé a oxydé des éléments (fer dans les fers rubanés, uranium dans l’uraninite…) Le dioxygène s’est accumulé à partir de 2,4 milliards d’années dans l’atmosphère. Sa concentration atmosphérique actuelle a été atteinte il y a 500 millions d’années environ. Les sources et puits de dioxygène atmosphérique  sont aujourd’hui essentiellement liés aux êtres vivants (photosynthèse et respiration) et aux combustions. Sous l’effet du rayonnement ultraviolet solaire, le dioxygène stratosphérique peut se dissocier, initiant une transformation chimique qui aboutit à la formation d’ozone. Celui-ci constitue une couche permanente de concentration maximale située à une altitude d’environ 30 km. La couche d’ozone absorbe une partie du rayonnement ultraviolet solaire et protège les êtres vivants de ses effets mutagènes. Le carbone est stocké dans plusieurs réservoirs superficiels : l’atmosphère, les sols, les océans, la biosphère et les roches. Les échanges de carbone entre ces réservoirs sont quantifiés par des flux (tonne/an). Les quantités de carbone dans les différents réservoirs sont constantes lorsque les flux sont équilibrés. L’ensemble de ces échanges constitue le cycle du carbone sur Terre. Les combustibles fossiles se sont formés à partir du carbone des êtres vivants, il y a plusieurs dizaines à plusieurs centaines de millions d’années. Ils ne se renouvellent pas suffisamment vite pour que les stocks se reconstituent : ces ressources en énergie sont dites non renouvelables. Sujet bac S Emirats Arabes Unis 2017 : La transformation de l’atmosphère terrestre L’atmosphère primitive de la Terre, issue du dégazage volcanique au cours du refroidissement du globe, était très différente de l’atmosphère actuelle. La transformation de l’atmosphère au cours du temps est marquée en particulier par un fort enrichissement en dioxygène, ce qui lui a conféré un caractère oxydant. À partir de l’exploitation des documents proposés mise en relation avec vos connaissances, reconstituer la chronologie des évènements qui a abouti à une atmosphère riche en dioxygène. Document 1 : les formations sédimentaires d’oxyde de fer Document 1.a : les paléosols rouges continentaux ou red beds Les paléosols, ou sols fossiles, se sont formés par altération de roches continentales au contact de l’atmosphère. La couleur rouge de certains de ces sols provient de la forte teneur en hématite, minéral d’oxyde de fer de formule chimique Fe 2O3. Le fer y est oxydé sous la forme ionique Fe 3+. Dépôts sédimentaires continentaux de couleur rouge, Blyde River Canyon, Afrique du Sud D’après le site http://www.lalechere.co.za Document 1.b : les fers rubanés ou B.I.F. (Banded Iron Formations), des formations océaniques Les fers rubanés sont formés par une alternance de couches d’oxydes de fer (rouges) et de couches siliceuses (grises). Ce sont des roches sédimentaires qui se sont formées en milieu marin par précipitation de fer et de silice en solution dans l’eau de mer. Les couches rouges contiennent de l’hématite Fe 2O3. Le fer y est oxydé sous la forme ionique Fe3+. Fers rubanés de Barberton, Afrique du Sud D’après le site http://planet-terre.ens-lyon.fr Document 1c : extension temporelle D’après C. Klein, Nature, 1997 Les plus anciens fers rubanés sont datés de 3,8 milliards d’années (fers rubanés d’Isua au Groenland). Les plus anciens sols rouges sont datés de 2,2 milliards d’années (Blyde River). Tous les sols fossiles plus anciens sont dépourvus d’hématite et montrent un appauvrissement en fer que l’on attribue au lessivage des formes solubles du fer par les eaux de pluie. Document 2 : les différentes formes ioniques du fer Le fer constitue 5% de la masse de la croûte terrestre. En solution aqueuse, le fer existe à l’état naturel sous deux formes ioniques : o Fe2+ également noté Fe (II), o Fe3+ également noté Fe (III). La forme Fe3+ est plus oxydée que la forme Fe 2+. Ces deux formes ioniques ne présentent pas la même mobilité dans l’eau.  Comportement des ions fer en solution selon le degré d’oxydation Document 3 : les stromatolithes Les stromatolithes sont des formations sédimentaires carbonatées (calcaires) marines constituées d’une superposition de feuillets formant un dôme. L’origine biologique de ces formations a été démontrée pour des stromatolithes de 2,7 milliards d’années. Les plus anciens stromatolithes ont été datés à environ 3,5 milliards d’années. Stromatolithe de Pilbara, Australie. Photographie d’une structure retrouvée dans une lame mince de stromatolithe fossile (Pilbara, Australie) D’après le site http://www.futura-sciences.com D’après le site planet-terre.ens-lyon.fr Document 4 : les cyanobactéries Document 4a : caractéristiques des cyanobactéries actuelles Les cyanobactéries sont des organismes microscopiques procaryotes. Leur cytoplasme contient notamment des pigments chlorophylliens.  Photographie au microscope optique de cyanobactéries actuelles (genre Nostoc) D’après le site http://www.pasteur.fr Document 4b : métabolisme des cyanobactéries actuelles Une culture de cyanobactéries est placée dans une enceinte hermétique. Les teneurs en dioxygène et dioxyde de carbone sont relevées en différentes conditions d’éclairement. Évolution des teneurs en dioxygène et dioxyde de carbone de la culture de cyanobactéries 1.2 La complexité du système climatique Le système climatique et son évolution dans le temps résultent de plusieurs facteurs naturels et d’interactions entre océans(hydrosphère), atmosphère, biosphère, lithosphère et cryosphère. Il est nécessaire de prendre en compte ces interactions à différentes échelles spatiales et temporelles (de l’année au million d’années voire davantage). Le système climatique présente une variabilité́ spontanée et réagit aux perturbations de son bilan d’énergie par des mécanismes appelés rétroactions. Les facteurs anthropiques (dus à l’espèce humaine) ont des conséquences irréversibles à court terme. Un climat est défini par un ensemble de moyennes de grandeurs atmosphériques observées dans une région donnée pendant une période donnée(plutôt courte : le jour, la semaine,…). Ces grandeurs sont principalement la température, la pression, le degré d’hygrométrie, la pluviométrie, la nébulosité́ , la vitesse et la direction des vents. La climatologie étudie les variations du climat local ou global à moyen ou long terme (années, siècles, millénaires…). La météorologie étudie les phénomènes atmosphériques qu’elle prévoit à court terme (jours, semaines). La température moyenne de la Terre, calculée à partir de mesures in situ et depuis l’espace par des satellites, est l’un des indicateurs du climat global. Il en existe d’autres : volume des océans, étendue des glaces et des glaciers... Le climat de la Terre présente une variabilité naturelle sur différentes échelles de temps. Toutefois, depuis plusieurs centaines de milliers d’années, jamais la concentration du CO2 atmosphérique n’a augmenté aussi rapidement qu’actuellement.  Ces variations peuvent être étudiées par différents indices : le rapport des isotopes 18O/16O dans les molécules de glaciers ou dans le calcaire d’organismes marins fossiles : Partie de sujet bac S septembre 2020 : Evolution du δ18O dans le test (=coquille) de foraminifères planctoniques marins (Globigerina bulloides) dans le bassin Cariaco au Venezuela Le δ18O est exprimé en ‰. Hui-Ling Lin et coll, 1997, Paleoceanography 4b : Relation entre le δ18O dans les tests de Globigerina bulloides et la température des eaux de surface. Le δ18O est exprimé en ‰. Mulitza et coll, 2003, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology Document : informations déduites de la composition isotopique des glaces Document a : relation entre le delta 18O de la glace du Groënland et la température moyenne de l’air dans cette région D’après J. Jouzel et al., Journal of Geophysical Research, 1994 Document b : variation du delta 18O dans une carotte de glace du Groënland durant les derniers 45 000 ans Mais aussi grâce à l’étude des pollens fossiles recueillis dans des tourbières et dont la forme similaire permet de connaitre les végétations locales passées : DOCUMENT DE RÉFÉRENCE : Les évènements de Heinrich Les scientifiques ont construit la théorie suivante : les évènements de Heinrich correspondent à un réchauffement des zones nord-américaine et arctique. Ce réchauffement entraîne une débâcle dans le nord de l’Atlantique, c’est-à-dire la libération en mer d’un grand nombre d’icebergs par les glaciers alors présents au Canada. Ces icebergs entraînés par les courants océaniques provoquent un refroidissement général au niveau de l’Europe. Événements H1 H2 H3 H4 H5 de Heinrich notés H Âge en 15 23 30 39 45 années BP 000 000 000 000 000 (avant le présent) Quantité relative de pollens dans des couches correspondant à des événements de Heinrich. Des forages réalisés au large du Portugal donnent accès à des pollens continentaux fossilisés dans les couches correspondant aux évènements de Heinrich. D’après http://acces.ens-lyon.fr Document : Préférence écologique de différents types de végétations. Plantes présentes Exigences de température  Chêne, noisetier, pin Température moyenne Chénopodiacées, armoises, graminées Températures basse et moyenne. Depuis un siècle et demi, on mesure un réchauffement climatique global (environ +1°C). Celui-ci est la réponse du système climatique à l’augmentation du forçage radiatif (différence entre l'énergie radiative reçue et l'énergie radiative émise) due aux émissions de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère : CO2, CH4, N2O et vapeur d’eau principalement. Lorsque la concentration des GES augmente, l’atmosphère absorbe davantage le rayonnement thermique infrarouge émis par la surface de la Terre. En retour, il en résulte une augmentation de la puissance radiative reçue par le sol de la part de l’atmosphère. Cette puissance additionnelle entraîne une perturbation de  l’équilibre radiatif qui existait à l’ère préindustrielle. L’énergie supplémentaire associée est essentiellement stockée par les océans, mais également par l’air et les sols, ce qui se traduit par une augmentation de la température moyenne à la surface de la Terre et la montée du niveau des océans. Solubilité du CO2 dans l’eau salée D’après Hardbook of Chemisfry & Physics, 34th ed.. 1953 (p.1532) L’évolution de la température terrestre moyenne résulte de plusieurs effets amplificateurs (rétroaction positive), dont : - l’augmentation de la concentration en vapeur d’eau (gaz à effet de serre) dans l’atmosphère ; - la décroissance de la surface couverte par les glaces et diminution de l’albédo terrestre ; Avec un albédo faible le sol est moins réchauffé, Avec un sol « clair », le sol est moins chauffé les glaces peuvent s’étendre, au contraire avec un sol « sombre » les glaces fondent l’albédo contribue au réchauffement. Extension des glaciers des Alpes Document. a : carte de l’extension au cours de la période allant de -180 000 à -140 000 ans  D’après Sylvain Coutterand, Docteur en géographie alpine – glaciologue Document b : carte de l’extension actuelle L’extension des glaciers des Alpes au cours de la période allant de -130 000 à -120 000 ans est semblable à l’actuelle. D’après http://www.glims.org - le dégel partiel du permafrost (pergélisol) provoquant une libération de GES dans l’atmosphère. Évolution de la température du pergélisol à 20 mètres de profondeur en Alaska entre 1978 et 2008.  D’après https://leau-vive.ca/Societe/pergelisol-et-impacts-sur-les-communautes-nordiques, consulté en novembre 2018 L’o céan a un rôle amortisseur en absorbant à sa surface une fraction importante de l’apport additionnel d’énergie. Cela conduit à une élévation du niveau de la mer causée par la dilatation thermique de l'eau. À celle-ci s’ajoute la fusion des glaces continentales. Cette accumulation d’énergie dans les océans rend le changement climatique irréversible à des échelles de temps de plusieurs siècles. À court terme, un accroissement de la végétalisation constitue un puits de CO2 et a donc un effet de rétroaction négative (stabilisatrice). https://www.youtube.com/watch?v=1ZQG59_z83I 1.3 Le climat du futur L’analyse du système climatique, réalisée à l’aide de modèles numériques, repose sur des mesures et des calculs faisant appel à des lois physiques, chimiques, biologiques connues. Assorties d’hypothèses portant sur l’évolution de la production des gaz à effet de serre, les projections issues de ces modèles dessinent des fourchettes d’évolution du système climatique au XXI siècle. -Le climat est modélisé : Document : évolution de la concentration atmosphérique de CO2 Ce graphique a été élaboré à partir des concentrations atmosphériques de CO2 mesurées à l’observatoire de Mauna Loa (3000 mètres d’altitude), à Hawaï, dans l’hémisphère sud. La courbe principale est parfois appelée courbe de Keeling, en référence au scientifique, Charles David Keeling, qui a mis en place le premier système de mesure du CO2 en continu, en 1958, à l’observatoire de Mauna Loa (de 1958 à 2019)  Source : Wikipédia, d’après les données de la NOAA Les modèles climatiques s’appuient sur : - la mise en équations des mécanismes essentiels qui agissent sur le système Terre ; - des méthodes numériques de résolution. Les résultats des modèles sont évalués par comparaison aux observations in situ et spatiales ainsi qu’à la connaissance des paléoclimats. Ces modèles, nombreux et indépendants, réalisent des projections climatiques. Celles-ci sont testées sur des climats récents connus pour voir s’ils sont efficaces au niveau des prédictions. Après avoir anticipé les évolutions des dernières décennies, ils estiment les variations climatiques globales et locales à venir sur des décennies ou des siècles. -Les émissions de gaz à effet de serre (GES) liées à l’activité humaine : L’analyse scientifique combinant observations, éléments théoriques et modélisations numériques permet aujourd’hui de conclure que l’augmentation de température moyenne depuis le début de l’ère industrielle est liée à l’activité́ humaine : CO2 produit par la combustion d’hydrocarbures, la déforestation, la production de ciment ; CH4 produit par les fuites de gaz naturel, la fermentation dans les décharges, certaines activités agricoles. (On parle d’origine anthropique du CO2) -La prévision du climat du futur : Des scénarios sont proposés par le GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) en fonction des émissions futures probables de GES. Les modèles s’accordent à prévoir, avec une forte probabilité́ d’occurrence, dans des fourchettes dépendant de la quantité émise de GES : - une augmentation de 1,5 à 5°C de la température moyenne entre 2017 et la fin du XXIe siècle ; - une élévation du niveau moyen des océans entre le début du XXIe siècle et 2100 pouvant atteindre le mètre ; - des modifications des régimes de pluie et des événements climatiques extrêmes ; - une acidification des océans ; - un impact majeur sur les écosystèmes terrestres et marins. https://www.youtube.com/watch?v=S5f5dJyvezY&t=74s Vocabulaire du chapitre : Anomalie : Différence par rapport à une référence. Par exemple, l’anomalie de température par rapport à la période 1979-2000 est la différence entre la température d’une année donnée et la température en moyenne sur la période 1979-2000. CMIP : Coupled model intercomparison project, ou « Projet d’inter comparaison de modèles couplés » en français. C’est un programme de recherche visant à  comparer les différents modèles numériques de climat qui existent dans le monde. CMIP définit des protocoles de simulations que tous les modèles doivent réaliser. Les résultats de ces simulations servent à alimenter les rapports du GIEC. La phase actuelle, CMIP6, a démarré en 2014 et sert à alimenter le 6e rapport du GIEC en cours de rédaction. GIEC : Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat. Il a été créé en 1988 en vue de fournir des évaluations détaillées de l’état des connaissances scientifiques, techniques et socio-économiques sur les changements climatiques, leurs causes, leurs répercussions potentielles et les stratégies de parade. Depuis lors, le GIEC a établi cinq rapports, dont le dernier a été publié en 2014, et a entamé la rédaction de son sixième rapport. Maille : Forme géométrique qui, juxtaposée de très nombreuses fois, permet de couvrir tout un domaine d’un modèle numérique. Par exemple, dans un modèle numérique de climat, l’atmosphère terrestre est découpée en de nombreuses mailles dans les trois dimensions : latitude, longitude et altitude. Ces mailles ont souvent une forme de pavés, mais peuvent aussi prendre la forme d’icosaèdres. L’ensemble des mailles forment le maillage. Modèle : Représentation d’un objet ou d’un phénomène par un concept, par un ensemble d’équations, ou par une expérience analogique. Modèle numérique de climat : Représentation du système climatique par un ensemble d’équations physiques qui sont résolues par un ordinateur. Modèle à très haute résolution : Modèle de l’atmosphère sur un domaine limité (maximum quelques centaines de kilomètres de côté) avec des mailles très fines, de quelques kilomètres voire quelques dizaines de mètres. Ces modèles permettent d’expliquer les mouvements dans les nuages. Paramétrisation physique : Composante du modèle numérique du climat visant à représenter par des équations physiques des phénomènes qui sont de taille inférieure à celle d’une maille. Ainsi, il existe des paramétrisations physiques pour les nuages de beau temps, les orages, l’évaporation du sol, la transpiration par la végétation ou encore le ruissellement de l’eau sur le sol. Projection climatique : Simulation du climat futur en supposant un scénario d’émissions ou de concentrations en gaz à effet de serre. Résolution : Taille de la maille d’un modèle. Plus les mailles sont petites, plus la résolution est « fine » ou « haute », et mieux les phénomènes sont détaillés. Robustesse : On dit qu’un résultat est robuste lorsque différents modèles numériques de climat et différents modèles de complexités différentes donnent le même résultat. Scénario : Ensemble d’hypothèses sur l’évolution des émissions ou des concentrations en gaz à effet de serre au cours des décennies ou siècles à venir. Les projections climatiques reposent sur ces scénarios. Il existe des scénarios plus ou moins optimistes (on réduit drastiquement les émissions mondiales) ou pessimistes. Simulation numérique : Expérience avec un modèle numérique. Sujet bac S Pondichéry 2014 : Extrait du Monde du 21.06.2013 (Stéphane Foucard) : « Selon le jeu de données du National Climatic Data Center (NCDC), la France a connu son deuxième mois de mai le plus froid jamais mesuré, l’Espagne n’avait pas vu les températures descendre aussi bas depuis 1985 et le Royaume-Uni depuis 1996… » Extrait du Monde du 05.08.2013 : « plus d’un tiers des Français sont climato-sceptiques, […] indique le « Baromètre d’opinion sur l’énergie et le climat en 2013 » ; publié par le Commissariat général au développement durable (CGDD). […] 13 % d’entre eux estiment que le changement climatique n’est « pas prouvé », et 22 % s’accordent à constater que le dérèglement du climat, mais jugent que « rien ne prouve que ce soit dû aux activités humaines ». Environ 4 % n’ont aucun avis sur la question. » Présentez à une assemblée de climato-sceptiques, des arguments allant dans le sens d’un réchauffement climatique malgré un mois de mai plus froid, et démontrer l’impact de l’Homme dans le réchauffement récent du climat. La réponse s’appuiera sur l’exploitation du dossier documentaire et sur l’utilisation des connaissances. Document 1 : Anomalies de température atmosphérique enregistrées au- dessus des océans et des continents en mai 2013. Source : d’après NOAA’S national climatic data center Remarque : seuls les écarts de température de plus de 1°C par rapport à la moyenne sont indiquées. Document 2 : Etude du début de floraison des cerisiers à Liestal (Suisse) pendant la période 1900-2000  Conditions expérimentales Nombre de jours, après le début de l’expérience, nécessaire à la floraison Témoin 210 jours +1,5°C par rapport au témoin 157 jours +3°C par rapport au témoin 150 jours Source : Météo Suisse (2012) Document 3 : Résultats d’expériences menées sur la floraison de différentes plantes photosynthétiques. D’après le rapport final d’activité du projet « ICCARE », 2004 Document 4 : Distribution selon les latitudes et les années, de 1960 à 1995, de deux espèces de poissons à affinités tropicales  D’après Jean-Claude QUIERO, Marie-Henriette DU BUIT, Jean-Jacques VAYNE ; Les observations de poissons tropicaux et le réchauffement des eaux dans l’Atlantique européen, IFREMER 1998 Document 5 : Données concernant des paramètres de l’atmosphère Document 5a : Evolution de la concentration atmosphérique de deux gaz à effet de serre. Sujet bac S Réunion 2011 : À partir des informations extraites des documents 1 à 3, mises en relation avec vos connaissances : – identifiez une variation climatique récente ; – montrez que cette variation pourrait être attribuée aux activités humaines. Document 1 : bilans de masse des glaciers répartis dans différentes régions du globe (d’après Francou et Vincent, Les glaciers à l’épreuve du climat, IRD, Belin, 2004). Différentes méthodes permettent aujourd’hui de mesurer le gain de masse d’un glacier par accumulation des neiges hivernales ainsi que sa perte de masse lors des fontes estivales. Un bilan de masse est ainsi établi : – un bilan positif indique que le glacier accumule davantage de glace qu’il n’en perd ; – un bilan négatif indique au contraire une perte de glace. Il existe des glaciers sur tous les continents. Leur suivi a commencé vers 1950. Pour quelques-uns, comme les glaciers africains, les mesures n’ont débuté qu’en 1978. Document 2 : variations de températures mesurées depuis 1860 et températures calculées par simulations (d’après IPPC, 2001). Depuis 1860, de nombreuses données établies directement ou indirectement ont permis de construire des modèles simulant les modifications de températures liées uniquement aux variations du rayonnement solaire et de l’activité volcanique. Le zéro de référence correspond à la moyenne des températures établies sur la période 1880 – 1920. Document 3 : consommation mondiale de combustibles fossiles en Mtep (millions de tonnes équivalent pétrole) depuis 1860 (d’après Jancovici, 2009). ppmv : partie par million en volume ppbv : partie par milliard en volume D’après CNRS Document 5b : Evolution de l’écart de température depuis mille ans à la surface du globe  D’après GIEC-IPCC 1.4 Énergie, choix de développement et futur climatique La consommation mondiale d’énergie fait majoritairement appel aux combustibles fossiles, principale cause du réchauffement climatique. Il est donc essentiel d’identifier, pour toute activité, individuelle ou collective, ou tout produit, l’impact sur la production de gaz à effet de serre. L’identification d’autres effets collatéraux, notamment sur la santé, est importante. Les différents scenarios de l’évolution globale du climat dépendent des stratégies que l’humanité́ mettra en œuvre. L’énergie utilisée dans le monde provient d’une diversité de ressources parmi lesquelles les combustibles fossiles dominent. La consommation en est très inégalement répartie selon la richesse des pays et des individus. La croissance de la consommation globale (doublement dans les 40 dernières années) est directement liée au modèle industriel de production et de consommation des sociétés. En moyenne mondiale, cette énergie est utilisée à parts comparables par le secteur industriel, les transports, le secteur de l’habitat et dans une moindre mesure par le secteur agricole. Les énergies primaires sont disponibles sous forme de stocks (combustibles fossiles, uranium) et de flux (flux radiatif solaire, flux géothermique, puissance gravitationnelle à l’origine des marées). La combustion de carburants fossiles et de biomasse libère du dioxyde de carbone et également des aérosols et d’autres substances (N 2O, O3, suies, produits soufrés), qui affectent la qualité de l’air respiré et la santé. L’empreinte carbone d’une activité́ ou d’une personne est la masse de CO2 produite directement ou indirectement par sa consommation d’énergie et/ou de matière première. Les scénarios de transition écologique font différentes hypothèses sur la quantité de GES émise dans le futur. Ils évaluent les changements prévisibles, affectant les écosystèmes et les conditions de vie des êtres humains, principalement les plus fragiles. Les projections fournies par les modèles permettent de définir les aléas et peuvent orienter les prises de décision. Les mesures d’adaptation découlent d’une analyse des risques et des options pour y faire face.