Chapitre 2 - Le bilan radiatif terrestre.
Publié le 15/02/2024
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«
Chapitre 2 - Le bilan radiatif terrestre.
Introduction :
La Terre reçoit l'énergie issue du Soleil sous forme de rayonnement électromagnétique, issu
des réactions nucléaires se produisant au cœur du Soleil.
Cette énergie conditionne sa
température de surface.
Pour parler de réchauffement il faut donc partir d'une température
moyenne constante, la température moyenne terrestre est de 15 c
Pb : Comment expliquer que la température moyenne de surface sur Terre reste
constante ?
I.
La puissance solaire interceptée par la Terre.
QUELLE FRACTION DE LA PUISSANCE EMISE PAR LE SOLEIL EST INTERCEPTEE PAR LA TERRE ?
Activité 1 : Mise en évidence de la puissance solaire interceptée par la Terre.
Activité du livre
p85.
Question 1 : D'après le document 1, la puissance solaire se répartit, à une distance D du
Soleil, sur la sphère centrée de rayon D sur le Soleil.
La surface de cette sphère est, d'après la
formule donnée,
Question 2 : Raphaëlle cherche à modéliser le rayonnement solaire dans l'espace et son
interception par la Terre, La lampe sert à modéliser la source lumineuse qu'est le Soleil, la
balle de golf permet de modéliser la Terre et la feuille permet de visualiser la surface sur
laquelle la Terre intercepte le rayonnement solaire.
Question 3 : Sur le document 3, on constate que l'ombre est un disque dont le rayon est égal à
celui de la balle de golf.
De manière analogue, on en déduit que la Terre intercepte le
rayonnement
Bilan : La Terre ne reçoit qu'une toute petite partie de la puissance émise par le Soleil
(environ un demi-milliardième).
La proportion de la puissance totale, émise par le Soleil et
atteignant la Terre, est déterminée par son rayon et sa distance au Soleil.
Il.
Le devenir de la puissance solaire dans l'atmosphère.
Activité 1: Mise en évidence de la puissance solaire interceptée par la Terre.
La Terre ne
reçoit qu'une toute petite partie de la puissance émise par le Soleil (environ un demimilliardième).
La proportion de la puissance totale, émise par le Soleil et atteignant la Terre,
est déterminée par son rayon et sa distance au Soleil.
Le devenir de la puissance solaire dans
l'atmosphère.
1.
L'albedo : un paramètre très important pour le climat.
L'albédo est une grandeur physique sans unité, comprise entre 0 et 1.
Il cancérise l'aptitude
d'une surface à réfléchir le rayonnement qui lai parvient.
Si l’on note I.
puissance lumineuse
incidente (arrivant sur la surface) et P, la puissance vetlecie (par la surface), l'albédo, noté a,
est défini par:
Activité 2: Mise en évidence de la puissance solaire atteignant le sol de la Terre.
Question 3 : D'après la question précédente, 25% de la puissance solaire qui atteint la Terre
(1,74 x 1017 W) ne pénètre pas dans l'atmosphère.
C'est donc 1 - 0,25 = 0,75 = 75% de la
puissance solaire qui atteint la Terre qui va atteindre le sol terrestre.
L'application numérique
donne: 0,75 x 1,74 x10 = 1,3 x10*W donc la puissance des rayonnements solaires qui
atteignent le sol terrestre vaut 1,3 x101 W.
Question 4 : Les surfaces du globe réfléchissant le plus les rayons lumineux leur parvenant
sont celles ayant le rapport le plus élevé, soit l'albédo le plus élevé.
D'après le document 3,
cela correspond à la neige fraiche et à la glace, Les zones du globe correspondantes sont les
pôles et les zones de très haute altitude (enneigées).
.
Question 5 : Le document 1 évoque une « augmentation de la réflexion du rayonnement
solaire reçu » en 1783.
On en déduit que P, augmente.
Comme la distance de la Terre au
Soleil ne varie pas, Pl reste constant donc le rapport augmente.
Le paramètre physique
modifié en 1783 est l'albédo de l'atmosphère.
L'atmosphère joue donc le rôle de filtre d'une
partie des rayons solaires incidents et influe donc sur le bilan thermique terrestre.
Question 6 : Sachant que l'albédo moyen terrestre est de 0,3, calculer la puissance des
rayonnements du soleil qui atteignent la surface terrestre.
Bilan : Une fraction de la puissance solaire interceptée par la Terre, quantifiée par l'albédo
terrestre moyen, est diffusée par la Terre vers....
»
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