Les facteurs climatiques et leurs relations avec les êtres vivants

Dans l’environnement terrestre, les êtres vivants occupent des places bien précises, qui répondent à leurs exigences et comblant leurs besoins.

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L’ours blanc supporte le froid, il peut donc survivre dans les zones polaires ou les conditions climatiques sont très rudes.

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Les cactus vivent dans les zones chaudes. ils peuvent donc survivre dans un milieu désertique.

 1 –  La répartition du Cèdre au Maroc

Le Cèdre de l’Atlas (ou Cedrus atlantica) est une espèce d’arbre conifère pouvant atteindre 40 mètres de haut. Il se distingue par ses rameaux dressés, des feuilles en aiguilles courtes, insérées en spirale sur des rameaux longs et en petits bouquets.

Document 1:  montre l’aire de répartition du Cèdre au Maroc

http://eaux.unidev.biz/userfiles/image/ecosystemecedre.jpg

Document 2: la nature chimique des substrats géologiques sur lesquels vit le Cèdre

Ketama: Quartzite et schiste

Chechaouen: Calcaire

Moyen-Atlas oriental:Schiste et roches métamorphiques

Bou-Iblan: Marne schisteuse et grès

Moyen-Atlas central: Calcaire et calcodolomite et dolorite sableux

Azrou et Timahdit: Basalte

Document 3: la cédraie marocaine, qui s’étend sur plus de 133 000 ha, est menacée d’une grave dégradation. En cause, un surpâturage incontrôlé, une coupe abusive de bois et des incendies d’origine humaine, souvent dus à l’imprudence ou la malveillance

1 – En exploitant les documents, déduire le ou les facteurs influençants la répartition du Cèdre au Maroc.

1 – Le document 1 montre que les forêts du Cèdre au Maroc sont répartis dans certaines régions montagneuses: le Moyen-Atlas, le Haut-Atlas et le Rif. Ces régions caractérisées par des conditions climatiques spécifiques.

 Le document 2 montre que le cèdre pousse sur tous les types de sol, donc n’est pas influencé par les facteurs édaphiques.

 Le document 3 montre que les forêts du Cèdre sont menacées par l’action humaine.

Donc la répartition du Cèdre au Maroc est influencée essentiellement par des facteurs climatiques, mais elle est menacée d’une grave dégradation suite aux actions humaines.

 

– Quelles sont les composantes du climat?

– Comment varie le climat au Maroc ?

– Comment le climat influence-t-il la répartition des êtres vivants?

– Comment peut-on améliorer artificiellement les conditions climatiques dans le domaine agricole ?

   2 – les facteurs climatiques

         2 – 1 – Définition du climat

Le climat se définit par les conditions (températures, précipitations, ensoleillement, humidité de l’air, vitesse des vents, etc.) qui règnent dans l’atmosphère terrestre dans une région donnée, pendant une période donnée.

         2 – 2 – Les composantes du climat

La répartition des êtres vivants est régie par l’action des facteurs climatiques, qui interviennent tant en milieu terrestre qu’en milieu aquatique. Les facteurs climatiques sont:

   – La température

   – Les précipitation ou l’humidité

   – Le vent

   – La luminosité ou l’éclairement

   – La pression atmosphérique  

      2 – 3 – la mesure des facteurs climatiques

Plusieurs outils et instruments sont utilisés pour mesurer les facteurs climatiques:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d0/Automatic_weather_station.JPG

Le thermomètre: Permet de mesurer la température de l’air. Les résultats étant exprimés en °C (degré Celsius)  ou °K (degré Kelvin)  ou °F (degré fahrenheit).

Le pluviomètre: Permet de mesurer l’ensemble des précipitations sous forme de pluie, de grêle ou de neige qui se produisent sur une aire géographique et pendant une période données.

Le pluviomètre est un récipient fixé sur un support, et dont l’ouverture placée horizontalement et limitée par un bord effilé détermine très précisément une surface réceptrice (généralement 400 cm2). La hauteur d’eau de pluie recueillie par cet appareil est mesurée manuellement à des intervalles de temps réguliers (en général 24 heures), les résultats étant exprimés en dixièmes de millimètres (un millimètre de pluie est l’équivalent d’un litre par mètre carré).

L’hygromètre: Permet de mesurer l’humidité contenu dans l’air, autrement dit, la quantité de vapeur d’eau qu’il y a dans l’air. Les résultats étant exprimés en %

L’anémomètre: Permet de mesurer la vitesse du vent. Les résultats étant exprimés en Km/h

Le baromètre: Permet de mesurer la pression atmosphérique. Les résultats étant exprimés en Atm ou Pascal (Pa) ou mmHg

Le luxmètre: Permet de mesurer l’intensité lumineuse. Les résultats étant exprimés en Lux.

      2 – 4 – la variation du climat à l’échelle nationale:

Pour la mise en évidence des facteurs responsables de la variation du climat d’une région à l’autre au Maroc, on propose d’étudier les documents suivants:

Document 1 : Variation de la moyenne des précipitations annuelles (Pa) le long du littoral atlantique

Document 2 : Variation de la moyenne des précipitations annuelles (Pa) selon l’océanité

Document 3 : Variation de la moyenne des précipitations annuelles (Pa) selon l’altitude

Document 4 : Variation de la température minimale du mois le plus froid au Maroc

1 – En exploitant les documents 1, 2 et 3, déduire les facteurs responsables de la variation des précipitations à l’échelle du Maroc.

– A partir du document 4, déduire les facteurs responsables de la variation de la température au Maroc.

1 – Le document 1 : On observe que les précipitations le long du littoral atlantique diminuent allant du nord vers le sudautrement dit, selon la latitude.

 Le document 2 : On remarque que les précipitations diminuent plus on s’éloigne de l’océan.

 Le document 3 : On constate que les précipitations augmentent avec l’altitude.

Donc la variation des précipitations au Maroc est soumise à l’influence de 3 facteurs:

la latitude, la distance à la mer et l’altitude 

2 – Le document 4 : On observe que les températures minimales diminuent en allant du sud vers le nord,  avec l’altitude et dans certaines régions en s’éloignant de l’océan.

 la variation de la température au Maroc est soumise à l’influence de 3 facteurs:

la latitude, la distance à la mer et l’altitude

    2 – 5 – la représentation graphique des facteurs climatiques:

Pour comprendre la variation des principaux facteurs climatiques, on les représente graphiquement sous forme de diagrammes en se référant à plusieurs données:

P: La moyenne mensuelle des précipitations (mm)

Pa: La moyenne annuelle des précipitations (mm)

T: La moyenne mensuelle des températures: T = (M+m)/2

M: La moyenne mensuelle de la température maximale en °C.

m: La moyenne mensuelle de la température minimale en °C.

L’amplitude thermique:  M – m

   a – Le diagramme ombrothermique de GAUSSEN

Il désigne une représentation graphique indiquant les variations conjointes de la température moyenne et de précipitations moyennes mensuelles en un lieu donné. Il comporte un axe horizontal où sont placés les 12 mois de l’année et deux axes verticaux, un à gauche pour les précipitations et l’autre à droite pour les températures. Les précipitations mensuelles sont représentées par une courbe ou un histogramme bleu et les températures mensuelles par une courbe rouge.
L’intérêt de ce diagramme est qu’il permet d’un seul coup d’œil de caractériser un climat. En effet, il peut nous révéler si le climat sec, humide…

Un mois est considéré comme sec quand P < 2T, c’est-à-dire quand les pertes en eau sont supérieures aux apports

Inversement, quand P > 2T, le mois est considéré comme humide.   

 

Le tableau suivant présente les précipitations et la moyenne mensuelle des températures dans une station:

1 – aliser la courbe de la variation de la températures en fonction des mois.

– Tracer sur le même graphe la variation des précipitations mensuelles.

L’échelle adoptée pour les pluies est double de celle adoptée pour les températures.

– En exploitant le diagramme ombrothermique, dégager la durée de la période aride (sèche) et la période humide.

 b – Le diagramme bioclimatique ou climagramme d’EMBERGER

Il permet de déterminer l’étage bioclimatique d’une station donnée. Il est déterminé à partir de la formule:

avec

  • Q2 : quotient pluviométrique modifié d’Emberger
  • M : moyenne des maxima (températures maximales journalières) du mois le plus chaud, en kelvins
  • m : moyenne des minima (températures minimales journalières) du mois le plus frais, en kelvins
  • Pa : cumul pluviométrique annuel, en millimètres

Qest reporté en axe des ordonnées et la température du mois le plus froid (m) en °C est reportée en axe des abscisses.

Le diagramme est subdivisé en 5 étages bioclimatiques

humide : Superieur à 1100mm

 sub-humide : entre 700 et  1100mm

 aride : entre 300 et 700mm

semi-aride : entre 100 et  300mm

saharien : inférieur à 100mm

et 4 variantes thermiques

hiver froid :    m<0 C

hiver frais : O≤m<3

hiver doux ou tempéré :  3m<7

hiver chaud :   7m

On peut représenter l’aire de répartition de la végétation sur le climagramme d’EMBERGER; Voir lien

    3 – L’influence des facteurs climatiques sur la répartiton du Cèdre au Maroc

Pour la mise en évidence des facteurs responsables de la répartiton du Cèdre au Maroc, on propose les données suivantes:

Le tableau suivant donne les moyennes mensuelles des températures et des précipitations dans des stations abritant le cèdre et une station caractérisée par son absence

1 – A partir des données du tableau, dégager les caractéristiques pluviales et thermiques des stations abritant les cèdres.

2 – Réaliser les diagrammes ombrothermiques des trois stations.

– En exploitant les diagrammes ombrothermiques, déduire les conditions climatiques convenables au cèdre du Maroc.

4 – Calculer le quotient pluviothermique des stations abritant le cèdre, et préciser leurs positions sur le climagramme d’Emberger.

   4 – L’influence de la topographie sur la répartiton des végétaux

 Le document suivant représente la couverture végétale de jbel Ichkeul en Tunisie.

1 – En exploitant le document, interpréter la répartition des végétaux des deux versants de jbel  Ichkeul.

1 – La couverture végétale  est différente entre les deux versants de jbel Ichkeul.  Le versant nord  est plus humide, plus ombragé et loin de toute activité humaine destructive. Il abrite les formations les plus luxuriantes et les plus évoluées d’olivier sauvage (Olea europaea) et d’oléo-lentisque. Alors que le versant sud est plus sec car il est plus exposé au soleil, il abrite les euphorbes plutôt adaptées à la sécheresse

  5 – L’influence du climat sur la répartition des animaux.

La cochenille lien, insecte parasite, attaque certains arbres fruitiers (oranger), provoquant des dégâts considérables. Cet insecte se rencontre dans certaines régions du Maroc.

Le tableau 1 représente les intervalles de tolérance et de vie optimale de l’insecte en fonction de la température et de l’humidité relative

Tableau 1

Le tableau 2 donne les conditions climatiques de deux stations ( Oujda et Saidïa) de la région orientale du Maroc.

Tableau 2

1 – En exploitant les données du tableau 2, réaliser sur le même graphe le climatogramme de Saidïa et Oujda (la température est reportée en axe des ordonnées et l’humidité est reportée en axe des abscisses).

– Préciser sur le graphe les intervalles de tolérance et de vie optimale de la cochenille (l’éco-climatogramme).

3 – En exploitant le graphe, déduire la station qui assure les conditions climatiques favorables au développement de la cochenille.

    6 – L’importance de la maitrise des facteurs climatique dans le domaine agricole.

Pour comprendre comment peut-on maitriser les facteurs climatiques pour améliorer la production agricole, on propose les documents suivants:

Le document 1: représente l‘activité photosynthétique (production de la matière organique) en fonction de l’intensité lumineuse

Le document 2: représente l’effet de la température sur l’intensité photosynthétique.

Le document 3: représente l’effet du gaz carbonique sur le rendement photosynthétique.

Document 1
Document 2
Document 3

1 – En exploitant les documents 1, 2 et 3, déduire les facteurs qui peuvent influencer la production agricole.

– A partir des données précédentes, proposer des procédures qui nous permettent de maitriser ces facteurs pour l’amélioration de la production agricole.

1 – Document 1: On observe que l’activité photosynthétique (production de la matière organique) croît  avec l’augmentation de l’intensité lumineuse jusqu’à la valeur I1 et devient constante. Mais à partir de la valeur I2 elle diminue.

Document 2: On remarque que l’activité photosynthétique augmente avec la température jusqu’à environ 30°C puis elle diminue pour s’arrêter vers 50°C.

Document 3: On constate une augmentation de la photosynthèse lorsqu’on augmente la concentration en CO2  jusqu’à qu’elle devient constante.

Donc les facteurs qui peuvent influencer la production agricole sont: l’intensité lumineuse, la concentration en CO2 et la température.

Quand l’un des facteurs est situé loin de l’optimum, il peut limiter la production de la matière organique par les plantes et on l’appelle un facteur limitant.

2 – Pour améliorer la productivité des récoltes, il faut maîtriser certains facteurs  climatiques, grâce à la culture sous serres ( voir lien ), parfois équipées de matériel complexe.

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