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Forage dans les glaces, archives climatiques : historique, outils, résultats. Variations climatiques et évolution future.

Principales étapes et grands processus qui ont façonné la Terre et en dessine l'avenir. Le passé : climat, végétation, oxygène, dioxyde de carbone, crises biologiques, glaciations, tectonique des plaques… L'avenir proche, l'Anthropocène, et le destin du Soleil et de la Terre.

Effet de serre, puits de carbone, acidification des océans : cycle du carbone et interaction avec le climat.

Température et CO2 atmosphérique depuis 600 Ma : les bases pour comprendre les moyens d'observation, les variations naturelles et anthropiques à différentes échelles de temps, et les grandes tendances.

Après Copenhague : certitudes et incertitudes sur le climat, acceptabilité et solutions.

Les variations climatiques récentes, anciennes, très anciennes... et futures.

Définition et origines du concept du développement durable. Le changement climatique comme problématique du développement durable. Moyens de lutte contre le réchauffement, de l'échelle mondiale à l'échelle individuelle.

Étude des variations temporelles du CO2 atmosphérique et de la température sur différentes échelles de temps.

Influence de l'activité solaire sur le climat de la Terre et sur la nébulosité de l'atmosphère.

Couplage entre le volcanisme, la sédimentation des carbonates et le climat.

Contribution chiffrée des différents gaz à effet de serre présents dans l'atmosphère et contribution anthropique. D'après les valeurs issues, entre autres du rapport IPCC-GIEC 2001.

Estimation du rôle de la biosphère sur le bilan radiatif et sur l'albédo de la Terre.

Présentation de deux modélisations climatiques, l'une sur le dernier le millénaire et l'autre sur le siècle dernier.

Couplage atmosphère - océan, rétroactions et CO2 atmosphérique.

Conséquences locales d'un réchauffement global et modélisation de l'évolution climatique.

Explication du gradient thermique de la troposphère, rôle de la vapeur d'eau et du gaz carbonique.

Relecture et commentaires scientifiques de l'article de Reid A. Bryson, « Volcan et Climat », paru dans La Recherche de juillet-août 1982.

Approche par bilan énergétique pour expliquer l'influence de la composition atmosphérique et de la couverture nuageuse sur l'effet de serre.

Comparaison de séries temporelles : forages sédimentaires océaniques et forage des calottes polaires. Compréhension des variations des marqueurs paléoclimatiques, datation des séries. Synchronisation de séries et recherche de corrélation, ou d'anti-corrrélation, temporelle.

TD 1/3 sur le cycle du carbone. Étude de la variation de la concentration du CO2 dans l'atmosphère à l'échelle du milliard, du million et du millier d'années.