Pompes à chaleur planétaires

Brève description

Dans cette série de trois activités, les élèves apprendront comment la circulation océanique a un impact sur le climat. Dans l'activité d'introduction, ils effectuent des calculs pour comparer l'impact relatif du réchauffement climatique sur l'atmosphère et les océans. Une activité pratique utilisant du matériel facilement disponible permet aux élèves de voir comment l'eau de différentes températures peut former des couches dans l'océan et de réfléchir à la manière dont ils pourraient l'utiliser pour explorer l'effet des changements de salinité. Dans la dernière activité, les élèves utilisent l'application web Climate from Space pour en savoir plus sur le Gulf Stream.

Sujet Géographie, Sciences, Sciences de la Terre

Objectifs d'apprentissage
  • Effectuer des calculs pour comparer le rôle des océans et de l'atmosphère dans la régulation du climat.
  • Expliquer comment naît la circulation thermohaline mondiale
  • Décrire comment les courants océaniques transportent l'eau et l'énergie autour de la Terre
  • Utiliser un modèle pour examiner le mouvement de l'eau à différentes températures et expliquer la stratification dans l'océan.
  • Concevoir des méthodes pratiques pour étudier une question sur la façon dont l'eau se déplace dans les océans.
  • Décrire le comportement du Gulf Stream à l'aide d'informations tirées de données climatiques
  • Synthétiser les données provenant des enregistrements d'au moins deux variables climatiques essentielles afin d'expliquer une corrélation ou une tendance observée.
Tranche d'âge
14 - 16 ans
L'heure
environ 45 minutes par activité
Ressource disponible en :
Activité 1 : Pompes à chaleur planétaires
Dans cette activité basée sur la lecture, les élèves seront amenés à calculer la capacité thermique spécifique. L'équation correspondante est donnée, de sorte que les élèves n'ont pas besoin d'une connaissance préalable du terme. L'une ou l'autre partie de l'activité (la lecture et les calculs) peut être donnée en devoir à la maison, en fonction des capacités de l'élève. 
Activité 2 : L'eau qui monte et qui descend 
Dans cette activité pratique, les élèves reproduisent la thermodynamique océanique dans un récipient, en utilisant de l'eau colorée pour suivre les flux et voir comment les couches d'eau à différentes températures se forment et se maintiennent. Ils sont invités à réfléchir à la manière dont ils peuvent utiliser le modèle pour démontrer d'autres aspects de la circulation océanique. 
Equipement
  • Grand récipient transparent par groupe
  • Petit récipient par groupe à immerger dans le grand récipient
  • Sacs en plastique
  • Élastiques ou ficelle
  • Colorant alimentaire ou encre
  • Glace dans un seau pour le refroidissement, ou eau réfrigérée
  • Accès à l'eau chaude et froide
  • Chronomètre ou horloge par groupe (facultatif)
  • Appareil photo ou smartphone par groupe (facultatif)
  • Thermomètres (facultatif)
  • Chiffons ou serviettes en papier
  • Feuille de travail de l'élève 2 (2 pages)
  • Matériel pour la création d'affiches ou logiciel pour la création de vidéos ou de présentations
  • Ressources en ligne sur le climat depuis l'espace : L'histoire des pompes à chaleur planétaires (facultatif)
Activité 3 : Le Gulf Stream 
Dans cette activité, les élèves utilisent l'application web Climate from Space pour observer les températures de surface de la mer le long de la trajectoire du Gulf Stream et les données téléchargées pour comparer les schémas et les tendances du Gulf Stream avec ceux observés ailleurs dans l'Atlantique Nord. Ils recherchent et expliquent ensuite les liens entre la température de surface de la mer et une autre variable climatique en s'appuyant sur les connaissances acquises lors de l'étude du sujet. 

Le saviez-vous ?

Avant l'ère des satellites, la température de l'océan ne pouvait être mesurée qu'à l'aide de thermomètres reliés au rivage, descendus de navires ou attachés à des bouées ou à des submersibles. Cela signifiait bien sûr que les mesures étaient inégales et qu'il n'existait des relevés continus que pour très peu d'endroits. Les caméras thermiques installées sur des satellites peuvent détecter la température de surface de l'océan dans le monde entier à intervalles réguliers. Un satellite en orbite géostationnaire peut observer chaque partie de la mer dans un hémisphère particulier une fois toutes les quinze minutes environ ; un satellite en orbite polaire, plus proche de la Terre, peut voir plus de détails et couvrir l'ensemble de la planète, mais ne mesurera la température à un endroit particulier que tous les dix jours environ.

Quelles sont les différences ?

Dans cette courte vidéo, Natalie Douglas, climatologue, explique la différence entre la météo, la variabilité du climat et le changement climatique. Natalie est chargée d'enseignement et de recherche à l'université du Surrey et collabore...

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