Chapitre 2 :
La Terre ensoleillée
(J. Mirabaud)
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Chapitre 2 : (J. Mirabaud)
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| I :
L'énergie solaire reçue par le globe :
A : Les rayonnements : p38 doc1 : Le cœur du soleil est semblable à un réacteur thermonucléaire. L'hydrogène (H) fusionne en hélium (He), produisant une énergie colossale. Des rayonnements de longueurs d'ondes variées sont dispersés en permanence. Tout corps chauffé émet de la lumière : le soleil est jaune car cette longueur d'onde correspond à sa chaleur. La longueur d'onde est inversement proportionnelle à la chaleur. Ainsi les courtes longueurs d'ondes sont dangereuses (g, X sont mutagènes). La Terre éclairée réémet son énergie en infrarouge de moindre énergie, IR piégés par la ceinture nuageuse. Une bonne partie du flux solaire est réfléchie : la ceinture de Van Allen dans la magnétosphère est un bouclier magnétique, la couche d'ozone arrête les UV à la limite troposphère / stratosphère. |
Vidéo : "Système solaire" (voir cours de physique sur " l'air qui nous entoure ") ex 3 p53 |
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B : L'importance de la distance Terre/Soleil : p40 doc2 : Cette distance conditionne l'énergie totale reçue. Un relevé expérimental montre une courbe de "variation de l'intensité lumineuse en fonction de la distance" correspondant à 1/d². L'orbite terrestre elliptique autour de notre soleil modifie la distance terre / soleil. Seule compte l'énergie réellement absorbée par l'environnement planétaire, cette énergie est nommée constante solaire (= puissance thermique / m² de sol exposé perpendiculairement au rayonnement). |
TP 2a : Variations de l'ensoleillement |
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A : Sphéricité et paramètres orbitaux : |
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| p34 à 36 rappel, p42 doc3+4 :
La sphéricité de notre planète fait que les rayons
solaires frappent le sol directement, entre les 2 tropiques : l'énergie
reçue est importante. Par contre, les rayons se dispersent dans l'atmosphère
avant de toucher les pôles. Les vents se forment entre systèmes de haute et basse pression, conséquences de ces différentes zones de réchauffement. La variation des 2 autres paramètres orbitaux (inclinaison de l'axe, précession des équinoxes) crée une grande différence de climat, de saisons. De plus la durée de l'éclairement donc de l'énergie reçue est importante en été et faible en hiver pour notre hémisphère et inversement pour l'hémisphère sud. |
TP2b : Liens entre latitudes, et saisons ex 1 p52 ou 2 p53 |
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B : Effet de serre et albédo : |
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| p46 doc5 : L'effet
de serre résulte de la présence d'une atmosphère qui piège les infrarouges
(IR) envoyés par le soleil. L'atmosphère a une composition chimique et une
structure thermique qui varie avec l'altitude. L'effet de serre créé par la couche nuageuse dans la troposphère est accentué par la présence de dioxyde de carbone = CO2 et de méthane = CH4, ce qui accentue les cycles. De plus, la concentration en CO2 atmosphérique est en équilibre avec celle de l'océan : si l'eau se réchauffe, la solubilité de CO2 diminue et sa concentration atmosphérique augmente. Ce qui accentue encore l'effet de serre. Cet effet est localement modifié selon l'albédo de la surface du globe : une couleur sombre capte mieux les IR alors que les couleurs claires en captent peu. A l'extrême, la glace polaire fait miroir et ne capte presque pas d'énergie. |
TP 2c : avec ExAO modélisons l’effet de serre
, mesurons la réflectance de surfaces variées vidéo : "Mauvais temps sur la planète" voir le TPE |
