Un passage s'ouvre - Glace de mer arctique et changement climatique

Brève description

Dans cette série de trois activités, les élèves découvriront le rôle important que joue la glace de mer arctique dans le système climatique de la Terre. Les activités se déroulent dans le contexte du passage du Nord-Ouest. La première activité est une étude mathématique sur le taux de fonte de la glace de mer afin d'illustrer ce que l'on entend par amplification arctique. Une étude pratique permet de discuter de l'utilisation des modèles en science et d'examiner les difficultés à mesurer et à prédire les effets du changement climatique. Les élèves utilisent ensuite l'application web Climate from Space pour explorer les tendances saisonnières et à long terme de l'étendue de la glace de mer et des températures de surface de la mer.

Sujet Géographie, sciences de la terre, physique, chimie

Objectifs d'apprentissage
  • Expliquer comment les différences d'albédo entre la glace et l'océan entraînent une amplification de l'Arctique et l'impact de cette amplification sur le changement climatique.
  • Utiliser un modèle mathématique pour étudier l'effet de différentes conditions sur la fonte de la glace de mer.
  • Relier un modèle expérimental au monde réel et évaluer le modèle
  • Analyser des images pour obtenir des données sur la fonte des glaces
  • Discuter des défis liés à la collecte de données pour décrire et prévoir les effets du changement climatique
  • Utiliser l'application web "Le climat depuis l'espace" pour explorer les changements dans la région arctique.
  • Relier les changements dans la configuration saisonnière de l'étendue de la glace de mer aux changements dans les températures de surface de la mer.
  • Expliquer les raisons des changements sur différentes périodes de temps
Tranche d'âge
11 - 14 ans
L'heure
environ 45 minutes par activité
Ressource disponible en :
Anglais, Français, Espagnol, Allemand, Néerlandais
Mots-clés :
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Climat pour les écoles

Il s'agit d'une série de ressources pédagogiques développées par l'Initiative sur le changement climatique (CCI) de l'ESA, qui se concentre sur des aspects clés du système climatique.

Visitez le site web de Climate for Schools
Activité 1 : À quelle vitesse la glace de mer fond-elle ?
Dans cette activité, les élèves seront initiés à l'utilisation d'une brève histoire du passage du Nord-Ouest pour fournir un contexte à l'exploration du rôle de la glace de mer dans le système climatique. Les élèves sont ensuite guidés dans un calcul utilisant la conservation de l'énergie, le concept d'albédo et la chaleur latente de fusion (les deux derniers étant expliqués) pour développer un modèle mathématique qu'ils peuvent utiliser pour explorer l'amplification de l'Arctique.
Equipement
  • Fiche d'information 1 (2 pages)
  • Feuille de travail de l'élève 1 (2 pages)
  • Ressources en ligne sur le climat depuis l'espace : Briser la glace (facultatif)
  • Calculatrice ou/et accès à un tableur
  • Papier graphique
Activité 2 : Température de l'océan et taux de fonte des glaces
Dans cette activité, les élèves explorent l'effet de l'évolution de la température des océans sur la fonte des glaces en utilisant un smartphone ou une tablette pour modéliser un satellite surveillant la glace de mer. Les dernières parties de l'activité sont ouvertes, ce qui vous permet d'évaluer les compétences scientifiques et mathématiques de base et d'encourager les élèves les plus doués à discuter de ce que leur enquête révèle sur les difficultés à collecter des données climatiques fiables pour modéliser le changement.
Equipement

Chaque groupe aura besoin de

  • Un bécher, un petit plateau ou un bol
  • Trois ou quatre perles ou boutons de différentes couleurs
  • Pâte à modeler pour fixer les marqueurs en place
  • Au moins trois glaçons ou blocs de taille similaire fabriqués à partir d'eau colorée
  • Bécher ou pichet
  • Eau chaude et eau froide
  • Un thermomètre
  • Smartphone ou tablette avec appareil photo
  • Une pile de livres ou un bloc de bois pour soutenir le téléphone/la tablette
  • Une horloge ou une minuterie (l'horloge de la salle de classe suffit)
  • Des serviettes pour les mains mouillées et pour nettoyer les éclaboussures.

 

Les étudiants auront également besoin de :

  • Une copie de la feuille de travail 2 (2 pages) pour chaque élève
  • Accès à un logiciel de traitement d'images avec lequel ils sont familiers
  • Imprimante (en option)
  • Feuilles d'acétate imprimées avec une grille (facultatif)
  • Papier quadrillé (facultatif)
  • Papier calque (facultatif) 
Activité 3 : Le passage du Nord-Ouest
Dans cette activité, les élèves utiliseront l'application web Climate from Space pour explorer les données satellitaires sur l'étendue de la glace de mer et la température de surface de la mer et examiner les tendances annuelles et à long terme dans le passage du Nord-Ouest et dans l'ensemble de la région arctique. Cette activité peut être utilisée pour renforcer leur compréhension des processus climatiques clés dans l'Arctique. Vous pouvez également l'utiliser au début d'un sujet sur le changement climatique ou l'Arctique afin d'amener les élèves à partager leurs connaissances et à suggérer des questions à étudier.

Le saviez-vous ?

  • Le passage du Nord-Ouest est plus court d'environ 1900 km que la route via le canal de Panama.
  • La neige fraîchement tombée peut avoir un albédo allant jusqu'à 0,90. Cet albédo diminue à mesure que la neige vieillit et se transforme en cristaux de glace.
  • La glace flotte parce qu'elle est moins dense que l'eau. Ceci est inhabituel car la plupart des substances sont plus denses lorsqu'elles sont solides que lorsqu'elles sont liquides.
  • La concentration de glace de mer peut être mesurée à l'aide d'instruments satellitaires qui détectent le rayonnement micro-ondes.
  • Une flotte de satellites à micro-ondes capables de mesurer la concentration de glace de mer est opérationnelle depuis plus de quarante ans.
  • De nombreux satellites d'observation de la Terre sont placés sur des orbites telles qu'ils ne peuvent pas prendre de mesures directement au-dessus du pôle Nord ou du pôle Sud, bien qu'ils puissent "voir" tout le reste de la Terre.

Changement d'affectation des sols

Les images satellites nous permettent de documenter très précisément les changements dans l'utilisation des sols. Découvrez comment les satellites fournissent des informations sur l'utilisation des sols à l'échelle mondiale. Vidéo par ESERO Allemagne (en anglais).

La résolution spectrale

Les satellites d'observation de la Terre sont les gardiens de notre planète. Grâce à la technologie de la télédétection et à la collecte quotidienne de données, les chercheurs sont en mesure de mieux surveiller les océans de notre planète et l'élévation du niveau des mers depuis l'espace. Le conseiller principal de l'ESA...