Cours de sciences du climat

Leçon 1 • L'effet de serre

Explique les mécanismes naturels et renforcés de l'effet de serre au niveau moléculaire. Relie le forçage radiatif aux changements de température de surface.

Leçon 2 • Composition et structure de l'atmosphère

Couvre les couches atmosphériques, les concentrations de gaz et les aérosols. Fournit le contexte physique pour comprendre le comportement des gaz à effet de serre.

Leçon 3 • Composants du système climatique

Présente l'atmosphère, l'hydrosphère, la cryosphère, la biosphère et la lithosphère comme des sous-systèmes en interaction. Montre comment les rétroactions relient ces composants.

Leçon 4 • Définir le climat par rapport au temps qu'il fait

Distingue le climat du temps qu'il fait à l'aide des échelles de temps et d'espace. Construit un vocabulaire précis essentiel pour interpréter tout le contenu scientifique ultérieur.

Leçon 1 • Changements d'utilisation des terres et d'albédo de surface

Examine la déforestation, l'urbanisation et l'agriculture comme agents de forçage de surface. Relie le changement d'occupation des sols aux réponses de température régionales et mondiales.

Leçon 2 • Forçage et interactions des aérosols

Analyse les effets directs et indirects des aérosols sur le rayonnement et la formation des nuages. Met en évidence les aérosols comme une source majeure d'incertitude dans le forçage climatique.

Leçon 3 • Forçages climatiques naturels

Couvre la variabilité solaire, les éruptions volcaniques et les cycles orbitaux comme facteurs naturels. Ancre les étudiants dans la variabilité de référence avant d'examiner les influences humaines.

Leçon 4 • Émissions de gaz à effet de serre

Quantifie les émissions de CO2, de méthane, d'oxyde nitreux et de gaz fluorés par secteur. Relie les sources d'émission aux tendances observées des concentrations atmosphériques.

Leçon 1 • Rétroactions de la vapeur d'eau et du gradient vertical de température

Examine la plus forte rétroaction positive du système climatique et son pendant lié au gradient vertical. Montre comment ces rétroactions doublent presque le réchauffement dû au seul CO2.

Leçon 2 • Rétroactions positives et négatives

Définit les boucles de rétroaction et les classe comme amplificatrices ou stabilisatrices. Établit le cadre conceptuel pour toute analyse ultérieure des rétroactions.

Leçon 3 • Sensibilité climatique à l'équilibre

Définit la SEC et la réponse climatique transitoire comme indicateurs clés de sensibilité. Les étudiants interprètent les fourchettes de sensibilité et leurs implications pour les projections de réchauffement futur.

Leçon 4 • Rétroactions glace-albédo et de surface

Couvre l'amplification polaire due à la perte de glace et de neige. Relie les changements d'albédo de surface au réchauffement accéléré aux hautes latitudes.

Leçon 1 • Relevés de température de surface

Couvre les réseaux de mesure de température terrestre et océanique ainsi que les méthodes d'homogénéisation. Les étudiants évaluent comment la température moyenne mondiale est construite.

Leçon 2 • Méthodes de détection et d'attribution

Applique des méthodes statistiques et basées sur des modèles pour attribuer les changements observés à des causes spécifiques. Les étudiants distinguent la variabilité naturelle des signaux climatiques forcés.

Leçon 3 • Données satellitaires et de télédétection

Présente les plateformes satellitaires mesurant la température, le niveau de la mer, l'étendue des glaces et la végétation. Met en évidence les avantages et les limites des relevés de télédétection.

Leçon 4 • Proxys paléoclimatiques

Examine les carottes de glace, les cernes d'arbres, les coraux et les sédiments comme relevés climatiques indirects. Étend la base d'observation au-delà de la période instrumentale.

Leçon 1 • Interprétation de l'incertitude des projections

Décompose l'incertitude des projections en composantes liées au scénario, au modèle et à la variabilité interne. Les étudiants communiquent les fourchettes d'incertitude à des publics non spécialistes.

Leçon 2 • Types de modèles climatiques

Passe en revue les modèles de bilan énergétique, les modèles régionaux et les modèles du système Terre par complexité. Associe le type de modèle aux questions scientifiques appropriées.

Leçon 3 • Scénarios et trajectoires d'émissions

Présente les trajectoires socioéconomiques partagées et les trajectoires représentatives de concentration. Les étudiants relient les hypothèses des scénarios aux résultats projetés de réchauffement.

Leçon 4 • Physique des modèles et paramétrisation

Explique comment les processus sous-maille sont paramétrés dans les modèles climatiques. Identifie la paramétrisation comme une source clé de dispersion entre modèles.

Leçon 1 • Impacts sur l'alimentation, l'eau et la santé

Évalue les risques climatiques pour les rendements agricoles, la disponibilité en eau douce et les vecteurs de maladies. Met en évidence la vulnérabilité différenciée selon les régions et les populations.

Leçon 2 • Élévation du niveau de la mer et impacts côtiers

Quantifie la contribution de la dilatation thermique et de la fonte des calottes glaciaires à l'élévation du niveau de la mer. Relie l'élévation projetée aux inondations côtières, à l'érosion et à l'intrusion d'eau salée.

Leçon 3 • Impacts sur les écosystèmes et la biodiversité

Examine les déplacements d'aire de répartition des espèces, les changements phénologiques et le blanchissement des coraux. Relie la perturbation des écosystèmes aux effets en cascade sur les systèmes humains.

Leçon 4 • Événements météorologiques extrêmes

Analyse comment le changement climatique modifie la fréquence et l'intensité des vagues de chaleur, des inondations et des tempêtes. Applique la science de l'attribution à des types d'événements spécifiques.

Leçon 1 • Approches d'élimination du dioxyde de carbone

Passe en revue les méthodes d'élimination du CO2 biologiques et technologiques, y compris la BECCS, le captage direct dans l'air et l'altération améliorée. Évalue l'évolutivité, le coût et les co-bénéfices de chaque approche.

Leçon 2 • Décarbonation des transports et de l'industrie

Examine l'électrification, l'hydrogène et les améliorations d'efficacité dans les secteurs difficiles à décarboner. Aborde les défis uniques des émissions de procédés industriels.

Leçon 3 • Décarbonation du système énergétique

Couvre le déploiement des énergies renouvelables, l'énergie nucléaire et la modernisation des réseaux comme voies de décarbonation. Quantifie le potentiel de réduction des émissions par technologie.

Leçon 4 • Instruments de politique d'atténuation

Compare la tarification du carbone, les réglementations et les normes technologiques comme outils politiques. Relie la conception des instruments à l'efficacité de la réduction des émissions et à l'équité.

Leçon 1 • Intégrer l'atténuation et l'adaptation

Synthétise l'atténuation et l'adaptation en stratégies intégrées de réponse au changement climatique. Identifie les synergies, les arbitrages et les co-bénéfices entre les deux types de réponse.

Leçon 2 • Adaptation urbaine et côtière

Couvre la conception urbaine résiliente à la chaleur, le retrait stratégique et les mesures de protection côtière. Applique les principes d'adaptation aux contextes urbains et côtiers à forte exposition.

Leçon 3 • Cadres et principes d'adaptation

Présente les cadres d'adaptation incrémentale, transformationnelle et fondée sur les écosystèmes. Établit des critères pour évaluer l'efficacité et l'équité de l'adaptation.

Leçon 4 • Évaluation du risque climatique

Applique les cadres d'aléa, d'exposition et de vulnérabilité pour évaluer le risque climatique. Les étudiants produisent des profils de risque pour des secteurs et des contextes géographiques spécifiques.