• Année: 4^e
• Durée estimée:2X50′
• Niveau de complexité

1. Contextualisation dans le parcours d’apprentissage

Phoenix est une ville importante située dans un espace semi-aride. L’objet de cette situation d’apprentissage est de décrire l’environnement bioclimatique dans lequel cette ville s’est développée et, sur cette base, d’interroger ce développement. Ce sera aussi l’occasion de vérifier si le développement urbain dans ce type de milieu existe ailleurs sur Terre.

2. Documents

• Vidéo Youtube – Le désert de Sonora – Cactus, construction et villas de luxe (consulté en février 2020).
• Application “Aquastat – Climate information Tool“
• Application “Water Balance“
• Atlas numérique de 4^e année

3. Consignes

1. À partir de la vidéo, citez trois caractéristiques de la végétation associée à ce milieu semi-aride dans lequel se situe la ville de Phoenix. Identifiez la principale menace qui pèse sur ce milieu.
2. À partir de l’application “Aquastat – Climate information Tool“, relevez deux types de valeurs en lien avec les précipitations et deux types de valeurs en lien avec les t° pour le climat de Phoenix.
3. À partir de l’application “Water Balance“, relevez des valeurs qui justifient la fragilité du milieu et la faiblesse de l’eau disponible à Phoenix.

Activités pour vérifier l’existence d’autres villes dans ce type de milieu sur Terre

À partir de l’atlas numérique de 4^e année, sélectionnez les espaces arides et semi-arides et repérez et nommez 5 villes de plus d’un million d’habitants qui se situent dans ce type de milieu (aride ou semi-aride). Imprimez la carte de l’atlas (ou capture d’écran) pour mettre en évidence les climats arides et semi-arides et les 5 villes identifiées dans ces environnements.

À partir de l’atlas de 4e année, justifiez la répartition spatiale des espaces arides et semi-arides en faisant référence  la circulation atmosphérique générale, les courants marins et l’effet de la continentalité.

4. Exemple de production(s) attendue(s)

La végétation

Espace d’environ la moitié de la France constitué d’une végétation basse avec de nombreux cactus ayant une taille jusqu’à 15 m de haut. Environ 2500 espèces de plantes.

La principale menace qui pèse sur ce milieu est l’urbanisation: destruction de la végétation, consommation d’eau (piscines) et fragmentation des espaces naturels du fait de la construction de routes.

Caractéristiques climatiques de Phoenix:

Précipitations moyennes: 224 mm, de 4 jours humides en janvier à 0,8 en juillet.

Températures moyennes de 11,3°C en janvier à 33.1°C en juillet.  De 80% à 95% de jours ensoleillés.

L’application Water Balance met en évidence la fragilité du milieu par la grande variabilité mensuelle et annuelle des précipitations. De 400 mm en 2000 à 779 mm en 2019 en passant par 248 mm en 2009.

La faiblesse de l’eau disponible se justifie notamment par le ruissèlement et l’évapotranspiration. La seule évapotranspiration s’élevait à 347 mm sur l’année en 2000 et 637 mm pour l’année 2019 (rem le ruissèlement laisse des marques importantes dans le territoire, on peut voir de nombreux lits de cours d’eau la plupart du temps à sec).

La répartition de l’espace aride et semi-aride et les villes de plus d’un million d’habitants

Notes techniques : pour la production, il faut réaliser les manœuvres suivantes (voir aussi le tutoriel ICI):

1. sur l’atlas de 4^e, sélectionner la couche “Zones climatiques simplifiées “et faire un filtre pour n’extraire que les climats aride et semi-aride;
2. sur l’atlas de 4^e, sélectionner la couche “Villes du monde” et filtrer pour ne retenir que celles de plus d’un million d’habitants;
3. cliquer sur les villes dans les espaces arides ou semi-arides et, en cliquant sur les trois points de la fenêtre contextuelle, ajouter un symbole contextuel.

Cette même analyse peut être avantageusement réalisée dans ArcGIS Online avec les mêmes deux premières démarches et la troisième se fait par une analyse spatiale sur la couche filtrée des villes (où ne sont affichées que celles de plus d’un million d’habitants). L’analyse se fait par l’option “Identifier des emplacements existants” et en ajoutant une expression avec les paramètres illustrés dans la fenêtre ci-dessous. Les tutoriels relatifs aux filtres et aux analyses spatiales sont accessibles ICI.

La carte ArcGIS Online avec toutes les villes de plus d’un million d’habitants dans des espaces arides ou semi-arides est accessible ICI ou sur la capture d’écran ci-dessous.

Liens entre la répartition des espaces arides et semi-arides et:

• la circulation atmosphérique: les zones arides sont associées, au niveau des tropiques, aux hautes pressions tropicales à l’exception de l’Asie du sud et de l’est du fait des moussons et en Amérique centrale du fait de la proximité des océans.
• les courants marins froids à proximité des côtes qui ont pour effet de refroidir l’air à sa base et le stabiliser (mouvements descendants). Les courants marins chauds créent l’effet inverse en provoquant l’instabilité des masses d’air qui s’élèvent sous l’effet de la chaleur (ascendances thermiques), ce qui entraine la formation de nuages et de précipitations. C’est particulièrement le cas sur la côte pacifique de l’Amérique Latine mais c’est aussi le cas pour la côte atlantique du sud de l’Afrique ou le sud de l’Australie.
• la distance par rapport à la mer ou la continentalité. C’est surtout marquant pour le centre de l’Asie, les masses d’air qui y arrivent ne contiennent plus beaucoup d’humidité.

5. Apprentissages à structurer dans le cours

• Savoirs: Zones climatiques arides et semi-arides, composantes du climat (différentes mesures des t° et précipitations), évapotranspiration, ruissèlement,  végétation associée aux milieux semi-arides et quelques grandes villes dans des milieux arides ou semi-arides. Liens entre la circulation atmosphérique, les courants marins et la continentalité avec la répartition des zones arides et semi-arides.
• Savoir-faire: filtrer des couches spatiales sur un atlas numérique (ou faire une analyse spatiale avec ArcGIS Online) et annoter un support numérique.
• Capacité à réaliser des tâches: caractériser la répartition spatiale de la disponibilité en eau sur la base de composantes climatiques et décrire la répartition de composantes bioclimatiques.

6. Exemple de grille d’évaluation des apprentissages et des acquis

7. Pistes pour la certification des acquis

Le transfert peut être réalisé pour une analyse similaire pour n’importe quelle ville qui se situe dans un espace aride ou semi-aride.