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 Nous proposons ici une réflexion autour des températures moyennes en France entre 1901 et 2008. Il s'agit de vérifier s'il existe bien un réchauffement climatique et quel est son ordre de grandeur.
La réflexion s'engage autour d'un fichier Excel, qui peut s'ouvrir sous OpenOffice. L'idéal est de faire travailler les élèves en binômes. La durée de la séance est comprise entre 30 minutes et une heure et peut s'adresser à des collégiens ou des lycéens ; selon le niveau d'étude, on ira plus ou moins loin dans l'analyse des données.
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Températures en France (à gauche) et à l'échelle du globe (à droite). Comment aborder leur évolution avec les élèves ?
Fichiers à télécharger (cliquez sur les liens pour télécharger les fichiers) :
- un fichier Excelavec les données de températures françaises
- un fichier Excel avec les données mondiales
- un fichier pdf donnant des suggestions pour le déroulement de la séance
- une représentation de Météo-France des variations de températures en France à montrer aux élèves lors de la séance. Il est préférable de ne pas la montrer dès le début de la séance mais après un travail déjà réalisé sur les données (une fois que vous avez cliqué sur un des liens, vous pouvez télécharger l'image grâce au menu contextuel "Enregistrez l'image sous" ; clic droit pour PC ou CTRL + clic sur Mac).
- un fichier Excel d'exemples de représentation des données.
Si vous avez des remarques sur cette activité, n'hésitez pas à contacter le webmaster du site !
Exemple d'une séance
1) une petite discussion
Une petite discussion peut avoir lieu sur les preuves d’un réchauffement climatique : comment fait-on pour récolter les températures, quelles températures prend-on en compte ? J’ai été surpris de voir comment les élèves ne pensent pas aux températures maximale et minimale quotidiennes pour établir la moyenne journalière. Quand je leur demande comment peut-on faire une moyenne mensuelle, les élèves répondent souvent qu’il faut faire un relevé toujours à la même heure. Les réponses varient entre "le matin", "à midi", "à deux heures de l’après-midi". C’est après plusieurs minutes de discussion qu’ils parlent de moyenne entre plusieurs relevés et très rarement de la moyenne de la température maximale et minimale.
Qu’en est-il dans la réalité ? Voici la définition de Météo-France, prise dans son glossaire :
Pour calculer la moyenne temporelle sur 24 heures de la température atmosphérique ayant régné un jour donné sur un site donné de mesure, il convient d'y disposer du plus grand nombre possible de relevés de température effectués pendant ce temps et répondant à deux critères :
- les horaires de ces relevés, débutant au plus tôt à 0h et s'achevant au plus tard à 24h, peuvent être inclus séparément dans des intervalles de temps successifs et égaux en durée ;
- leurs valeurs peuvent en outre être considérées comme représentatives de l'évolution de la température au cours de ces intervalles de temps.
La température moyenne quotidienne du jour choisi sur le site en question (qui peut en principe se trouver non seulement sur la surface terrestre, mais aussi en altitude) s'obtient alors en divisant la somme des relevés par le nombre d'intervalles de temps. À défaut de relevés suffisamment nombreux, une première approximation de cette température moyenne peut être apportée par la moyenne de la température maximale quotidienne TX et de la température minimale quotidienne TN pour le jour et le lieu considérés, soit (TX + TN) / 2
On fournit les données, sous forme d’un fichier Excel des températures moyennes annuelles en France depuis 1901. On demande aux élèves de vérifier si la température globale en France augmente ou a augmenté.
Les élèves pensent rapidement à réaliser un graphique.
Ce graphique est réalisé assez facilement. En général, les élèves observent une augmentation de température à partir de la fin des années 1980, de l’ordre de deux degrés. On peut ensuite les faire travailler sur la représentation de cette augmentation, ce qui permet de focaliser sur l’échelle des axes d’une graphique.
Graphique réalisé par des élèves, avec un agrandissement sur l'échelle des ordonnées
Certains élèves proposent de travailler sur des moyennes de températures de plusieurs années, comme dans l'exemple ci-dessous :
Travail réalisé par des élèves de seconde à partir du même fichier : ils ont calculé les moyennes décennales, ce qui montre, d’après leurs observations, un réchauffement entre 1900 et 1950, un refroidissement entre 1950 et 1980 (bien que les températures restent supérieures à celle de 1900) et un réchauffement rapide à partir de 1980.
Voici une représentation plus « officielle » de l’évolution des températures, réalisée par Météo-France.
Représentation des mêmes données trouvée sur le site de Météo-France. Les valeurs annuelles sont situées par rapport à la moyenne des années 1971-2000. Discuter avec les élèves sur cette représentation, comparée aux précédentes.
On retrouve des caractéristiques communes aux températures françaises : grande variabilité interannuelles, léger refroidissement entre 1940 et 1980, accélération du réchauffement depuis 1980.
A partir de cette image, on peut revenir aux températures françaises, avec le type de présentation ci-dessous :
Nous avons les températures annuelles françaises sous forme de cercles gris avec en surimpression, en bleu foncé, les moyennes décennales (au-dessus de 1910, nous avons la moyenne des températures de 1901 à 1910, au-dessus de 1911, la moyenne des températures de 1902 à 1911, etc.).
Selon le niveau des élèves, il est possible d’ajouter les barres d’erreur à la courbe des moyennes décennales.
4) Comparaison France-surface de la Terre Si on demande rapidement aux élèves de comparer l’augmentation à la surface de la Terre et l’augmentation en France, les élèves peuvent affirmer que l’augmentation globale est supérieure. Il faut mettre alors les graphiques à la même échelle.
Évolution de la température en France métropolitaine (à gauche) et globale (à droite), échelles différentes
On a presque l'impression que la température globale a plus augmenté que la température moyenne en france
Évolution de la température en France métropolitaine (à gauche) et globale (à droite), même échelle.
On se rend bien compte que la température moyenne en France a plus augmenté que la température globale.
5) Conclusions
La présentation de la figure des variations de la température à l’échelle du globe après cette séance permet aux élèves de mieux « sentir » l’ordre de grandeur du changement climatique, surtout si on a pris le temps de modifier les échelles de l’axe des ordonnées (les températures). Les élèves prennent plus conscience que le changement de température est de l’ordre de 1°C au cours du siècle passé. Il ne faut pas hésiter à laisser le temps aux élèves d’essayer différentes représentations, de calculer éventuellement des moyennes ou des écarts à des moyennes calculées. Ils peuvent peut-être par eux-mêmes arriver à la représentation proposée par Météo-France.
6) Développements
Il est difficile d’estimer les conséquences ou les modifications dues à un changement de quelques degrés pour le prochain siècle si on n’a pas d’éléments de comparaison. On peut rappeler qu’entre une période glaciaire et interglaciaire, la différence de la température globale est comprise entre 5 et 10°C et qu’à la dernière période glaciaire, les glaces recouvraient une grande moitié de l’Amérique du nord et de l’Europe.
État du continent européen il y a 20 000 ans
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