Terre ensoleillée

Chapitre 2 :
La Terre ensoleillée

(J. Mirabaud)

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 (les rayons gamma, les rayons X et les UV sont mutagènes). La Terre éclairée réémet son énergie en infrarouge de moindre énergie, ces IR sont 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
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 surface exposé perpendiculairement au rayonnement).	TP 2a : Variations de l'ensoleillement (distance au soleil, luxmètre, globe terrestre, lentille )
II : Les facteurs modifiant cette quantité d'énergie :
A : Sphéricité et climats p34 à 36 rappel, p42 doc3+4 : La sphéricité de notre planète fait que les rayons solaires frappent le sol perpendiculairement, entre les 2 tropiques : l'énergie absorbée par le sol est importante. Par contre, les rayons se dispersent dans l'atmosphère avant de toucher les pôles et se réfléchissent sur le sol en étant très peu absorbés. La sphéricité crée les climats correspondant aux latitudes.	TP2b : Liens entre latitudes et climats
B: Inclinaison de l'axe de rotation et saisons p44, 45: La variation de l'inclinaison de l'axe crée une grande différence entre les 2 hémisphères. 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. L'inclinaison de l'axe de rotation terrestre crée les saisons.	TP2c: Lien entre inclinaison de l'axe et saisons ex 1 p52 ou 2 p53
C : Effet de serre 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 (vapeur d'eau) 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.	TP 2c : avec ExAO modélisons l’effet de serre , mesurons la réflectance de surfaces variées à ex 1 p52 ex 2 p53 vidéo : "Mauvais temps sur la planète"
D: Albédo : L'effet de serre 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. Donc plus les calottes polaires fondent, plus l'océan capte la chaleur solaire...	voir le TPE "effet de serre"

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