Mathématiques et climat

Cours pré-magistère, sci120

• Thérie astronomique, climats du passé disponible en ligne, en un document PDF, ou sous forme d'archive source).
  
• Diaporama: fichier zip
• Pic de production pétrolier Dossier paru dans le bulletin no 102 de l'ADTC Grenoble (décembre 2004).
• Energie et climat HTML, PDF.
  Deux chiffres à méditer:
  • la combustion d'1 litre de pétrole (léger) par Terrien et par jour envoie en un an dans l'atmosphère 1 ppm de CO2 (à comparer avec la concentration actuelle 380 ppm, pré-industrielle entre 190 en période glaciaire et 280 ppm en période chaude). Pour les pétroles non conventionnels (tar-sands canadiens par exemple), c'est plus (de l'ordre de 4/3ppm dans l'exemple). Actuellement l'océan et la biosphère absorbent environ la moitié des rejets.
  • la production de pétrole actuelle (2006) correspond à 2 litres de pétrole par Terrien et par jour.

Liens

• Climat:
  • Sites de IPCC, Reconstructions climatiques (nombreux liens),
  • Blogs Realclimate, Realites du changement climatique
  • Théorie astronomique des climats: paléoclimats, insolation,
  • Dome C le CO2, la température en Antarctique au cours des 700 000 dernières annéees.
  • niveau des oceans au cours des 350 000 dernières annéees.
  • Base de données températures, moyenne du globe (GISS) ; moyenne(Climatic Research Unit) ; moyennes diverses (NOAA).
  • Température eau de mer et glace, suivre HadISST, sites de suivi de la glace Cryosphere Today et NSDIC: extend de la banquise comparaison avec min-max, 2002-2010.
  • Glaciers, monitoring global (Zurich), site du LGGE (UJF)
  • Ouragans (site US), données numériques
  • Modèlisation des climats du futur: Hadley Center
• Energie, émission de gaz à effet de serre:
  • Concentration de CO2 à Mauna Loa (Hawai), suivre Current Trends.
  • Implications of "peak oil" for atmospheric CO2 and climate preprint de P.A. Kharecha et J.E. Hansen.
  • Emissions par secteur (ADEME)
  • Sites gouvernementaux sur l'énergie français, US, Stocks/Conso/Production (EIA); Institut Francais du Petrole. Faire une recherche de bp statistical review sur Google pour des données numériques globales.
  • Données de production sur le site de RTE
  • Rapports du parlement et du sénat Rapport parlementaire sur l'effet de serre, Rapport du sénat sur changement climatique et transition énergétique , Rapport parlementaire sur la voiture “propre”
  • Pic de production pétrolier ASPO France, The Oil Drum,
  • Energie et gaz à effet de serre, site de J. M. Jancovici,
  • Livres: R. Dautray, Quelles énergies pour demain?, B. Tissot, Halte aux changements climatiques
  • Revues La Recherche (dossier sur le climat), juillet-aout 2005. Pour la Science sur le climat, janvier 2007.
• Données: certaines valeurs reprises des liens ci-dessus sont disponibles depuis le menu Exemples->climat de Xcas: pour le téléchargez, suivre ce lien.

Proposition de sujets sci120 ou magistère

1. Les saisons (durée, influence de la latitude, inclinaison,...)
2. Calcul de la puissance de panneaux solaires (en fonction de la date, de la latitude, de l'inclinaison du panneau...)
3. Théorie astronomique des climats (variation des paramètres orbitaux)
4. Étude numérique des enregistrements des climats du passé (par exemple périodicités dans les carottes, ...)
5. Définition d'un climat (statistiques, autocorrélation, théorème central-limite, ...)
6. Comment calculer la moyenne de la température de la Terre?
7. Modélisation numérique du climat (EDO, EDP, résolution numérique)
8. Modéles obtenus par régressions (simples, multiples, linéaire, logarithmique, etc.)
9. Modèles d'évolution de la population, des ressources, ... (croissance, exponentielles/séries géométriques, équation logistique, ...)
10. Modélisation de la production d'énergies (réserves ultimes, peakoil, ...)
11. Scénarios d'émissions de gaz à effet de serre
12. Modèles d'évolution des glaciers (accumulation/fonte, insolation...)
13. Phénomènes linéaires et non linéaires