Chapitre 2: Le bilan radiatif terrestre
Partie 2: Le Soleil notre source d’énergie
1ere enseignement scientifique (SVT)
La température de surface d’une planète résulte d’un équilibre entre l’énergie solaire qu’elle absorbe et l’énergie qu’elle rayonne vers l’espace
Problématique : Comment expliquer que la température moyenne de surface de la Terre reste relativement constante ?
Les paramètres influençant la température terrestre
- La distance au Soleil; - L'albédo c'est à dire la capacité de la Terre à réfléchir la lumière du Soleil; - La présence d'une atmosphère.
La puissance solaire reçue
Le devenir de la puissance solaire reçue
Le bilan radiatif terrestre
La puissance solaire reçue
Relation entre distance et puissance solaire reçue
La puissance reçue par une planète est fonction de l’inverse au carré de sa distance à la source (1/D2).
C’est pourquoi la décroissance n’est pas linéaire
La puissance solaire reçue
La puissance solaire reçue par la Terre
La Terre reçoit en moyenne, en 24heures, en haut de son atmosphère, une puissance moyenne de 342 Watt/m2
La puissance solaire reçue
La puissance solaire reçue par la Terre
Play
Le Soleil émet des radiations dans toutes les longueurs d’ondes du spectre électromagnétique. Il présente une longueur d’onde maximale d’émission dans le jaune ce qui explique sa couleur
Le devenir de la puissance solaire reçue
Le devenir de la puissance solaire reçue par la Terre
Sur les 342 Watt/m2 reçus en 24 heures par la Terre (1): - 30% sont réfléchis par le sol et l'atmosphère et constituent l'albédo -70% sont absorbés par le sol et l'atmosphère.
1- Rayonnement incident (puissance solaire reçue = 342W/m2) 2- Rayonnement réfléchi par la Terre (albédo) 3- Rayonnements infrarouges réémis par la surface terrestre.
Le devenir de la puissance solaire reçue
30% de l'énergie solaire est réfléchie: l'albédo terrestre
L'albedo
La Terre (surface et atmosphère) réfléchit en moyenne 30% soit 102W/m2 du rayonnement solaire. L’albédo de la Terre est donc de 0,3
Le devenir de la puissance solaire reçue
70% du rayonnement solaire est absorbée
Les rayons solaires arrivant en haut de l'atmosphère sont tout d'abord absorbés en partie par l'atmosphère
La puissance solaire reçue en haut de l’atmosphère et au sol.
Le devenir de la puissance solaire reçue
70% du rayonnement solaire est absorbée
L’atmosphère absorbe en moyenne 70W/m2 du rayonnement solaire, principalement dans le domaine de l’infrarouge et des ultraviolets (UV)
Le devenir de la puissance solaire reçue
Une partie de l’énergie absorbée est réémise : rayonnements infrarouges du sol et effet de serre
Puissance moyenne du rayonnement infrarouge lointain émis par la Terre en novembre 2018
Comme tout corps qui s'échauffe (chauffé par le ryonnement Soleil), la Terre réémet de la chaleur sous forme d'ondes infrarouges (non visibles). Des satellites observent en permanence le rayonnement infrarouge émis par la Terre et par son atmosphère.
Le devenir de la puissance solaire reçue
Une partie de l’énergie absorbée est réémise : rayonnements infrarouges du sol et effet de serre
Tout corps qui s'échauffe émet un rayonnement.La Terre émet un rayonnement infrarouge suite à l'élévation de sa température provoquée par la puissance solaire qu'elle absorbe.
Le devenir de la puissance solaire reçue
Une partie de l’énergie absorbée est réémise : rayonnements infrarouges du sol et effet de serre
Les gaz à effet de serre sont des gaz de l'atmosphère qui absorbent les rayonnements infrarouge émis par la surface de la Terre.
Spectre d’absorption des principaux gaz de l’atmosphère et intensité du rayonnement IR émis par la Terre
Le devenir de la puissance solaire reçue
Une partie de l’énergie absorbée est réémise : rayonnements infrarouges du sol et effet de serre
Taux d’absorption de rayonnements par les gaz, en fonction de la longueur d’onde
Evolution de l’intensité du rayonnement infrarouge en fonction de la longueur d’onde
Absorption par O2 et O3 d’eau des IR émis du sol
Absorption par la vapeur d’eau des IR émis du sol
Absorption par le CO2 des IR émis du sol
Le devenir de la puissance solaire reçue
Une partie de l’énergie absorbée est réémise : rayonnements infrarouges du sol et effet de serre
Rayonnement incident
Rayonnement infrarougé réémis
L'effet de serre est un phénomène naturel qui permet un réchauffement de l'atmosphère et donc de la température de la Terre. sans effet de serre la température de la Terre serait de -18°C.
Rayonnement incident
Rayonnement infrarougé réémis
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Le bilan radiatif terrestre
La répartition de la puissance solaire reçue
CORRECTION
Le bilan radiatif terrestre
La répartition de la puissance solaire reçue
Le bilan radiatif terrestre
Une température équilibrée
On considère que, sur une courte période de temps, le bilan radiatif est à l’équilibre, et donc que la température moyenne de la Terre est de 15°C.
A.
Bilan radiatif: énergie solaire absorbée par la surface - énergie renvoyée vers l'espace (albédo + IR rémis vers l'espace)
Le bilan radiatif terrestre
Un équilibre dynamique
Toute modification de l’activité solaire, de la quantité de gaz à effet de serre ou de l'albédo impacte le bilan radiatif et peut conduire à une variation de la température moyenne.
Les principaux gaz à effet de serre sont la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone. L'augmentation depuis plus d'un siècle des émissions de CO2 par l'Homme favorise l'effet de serre et donc entraîne un réchauffement climatique.
La puissance solaire reçue
Le devenir de la puissance solaire reçue
Le bilan radiatif terrestre
Une vidéo pour tout revoir
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1ere-Le bilan radiatif terrestre
Marie Delannoy
Created on April 29, 2021
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Chapitre 2: Le bilan radiatif terrestre
Partie 2: Le Soleil notre source d’énergie
1ere enseignement scientifique (SVT)
La température de surface d’une planète résulte d’un équilibre entre l’énergie solaire qu’elle absorbe et l’énergie qu’elle rayonne vers l’espace
Problématique : Comment expliquer que la température moyenne de surface de la Terre reste relativement constante ?
Les paramètres influençant la température terrestre
- La distance au Soleil; - L'albédo c'est à dire la capacité de la Terre à réfléchir la lumière du Soleil; - La présence d'une atmosphère.
La puissance solaire reçue
Le devenir de la puissance solaire reçue
Le bilan radiatif terrestre
La puissance solaire reçue
Relation entre distance et puissance solaire reçue
La puissance reçue par une planète est fonction de l’inverse au carré de sa distance à la source (1/D2). C’est pourquoi la décroissance n’est pas linéaire
La puissance solaire reçue
La puissance solaire reçue par la Terre
La Terre reçoit en moyenne, en 24heures, en haut de son atmosphère, une puissance moyenne de 342 Watt/m2
La puissance solaire reçue
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Le Soleil émet des radiations dans toutes les longueurs d’ondes du spectre électromagnétique. Il présente une longueur d’onde maximale d’émission dans le jaune ce qui explique sa couleur
Le devenir de la puissance solaire reçue
Le devenir de la puissance solaire reçue par la Terre
Sur les 342 Watt/m2 reçus en 24 heures par la Terre (1): - 30% sont réfléchis par le sol et l'atmosphère et constituent l'albédo -70% sont absorbés par le sol et l'atmosphère.
1- Rayonnement incident (puissance solaire reçue = 342W/m2) 2- Rayonnement réfléchi par la Terre (albédo) 3- Rayonnements infrarouges réémis par la surface terrestre.
Le devenir de la puissance solaire reçue
30% de l'énergie solaire est réfléchie: l'albédo terrestre
L'albedo
La Terre (surface et atmosphère) réfléchit en moyenne 30% soit 102W/m2 du rayonnement solaire. L’albédo de la Terre est donc de 0,3
Le devenir de la puissance solaire reçue
70% du rayonnement solaire est absorbée
Les rayons solaires arrivant en haut de l'atmosphère sont tout d'abord absorbés en partie par l'atmosphère
La puissance solaire reçue en haut de l’atmosphère et au sol.
Le devenir de la puissance solaire reçue
70% du rayonnement solaire est absorbée
L’atmosphère absorbe en moyenne 70W/m2 du rayonnement solaire, principalement dans le domaine de l’infrarouge et des ultraviolets (UV)
Le devenir de la puissance solaire reçue
Une partie de l’énergie absorbée est réémise : rayonnements infrarouges du sol et effet de serre
Puissance moyenne du rayonnement infrarouge lointain émis par la Terre en novembre 2018
Comme tout corps qui s'échauffe (chauffé par le ryonnement Soleil), la Terre réémet de la chaleur sous forme d'ondes infrarouges (non visibles). Des satellites observent en permanence le rayonnement infrarouge émis par la Terre et par son atmosphère.
Le devenir de la puissance solaire reçue
Une partie de l’énergie absorbée est réémise : rayonnements infrarouges du sol et effet de serre
Tout corps qui s'échauffe émet un rayonnement.La Terre émet un rayonnement infrarouge suite à l'élévation de sa température provoquée par la puissance solaire qu'elle absorbe.
Le devenir de la puissance solaire reçue
Une partie de l’énergie absorbée est réémise : rayonnements infrarouges du sol et effet de serre
Les gaz à effet de serre sont des gaz de l'atmosphère qui absorbent les rayonnements infrarouge émis par la surface de la Terre.
Spectre d’absorption des principaux gaz de l’atmosphère et intensité du rayonnement IR émis par la Terre
Le devenir de la puissance solaire reçue
Une partie de l’énergie absorbée est réémise : rayonnements infrarouges du sol et effet de serre
Taux d’absorption de rayonnements par les gaz, en fonction de la longueur d’onde
Evolution de l’intensité du rayonnement infrarouge en fonction de la longueur d’onde
Absorption par O2 et O3 d’eau des IR émis du sol
Absorption par la vapeur d’eau des IR émis du sol
Absorption par le CO2 des IR émis du sol
Le devenir de la puissance solaire reçue
Une partie de l’énergie absorbée est réémise : rayonnements infrarouges du sol et effet de serre
Rayonnement incident
Rayonnement infrarougé réémis
L'effet de serre est un phénomène naturel qui permet un réchauffement de l'atmosphère et donc de la température de la Terre. sans effet de serre la température de la Terre serait de -18°C.
Rayonnement incident
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Le bilan radiatif terrestre
La répartition de la puissance solaire reçue
CORRECTION
Le bilan radiatif terrestre
La répartition de la puissance solaire reçue
Le bilan radiatif terrestre
Une température équilibrée
On considère que, sur une courte période de temps, le bilan radiatif est à l’équilibre, et donc que la température moyenne de la Terre est de 15°C.
A.
Bilan radiatif: énergie solaire absorbée par la surface - énergie renvoyée vers l'espace (albédo + IR rémis vers l'espace)
Le bilan radiatif terrestre
Un équilibre dynamique
Toute modification de l’activité solaire, de la quantité de gaz à effet de serre ou de l'albédo impacte le bilan radiatif et peut conduire à une variation de la température moyenne.
Les principaux gaz à effet de serre sont la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone. L'augmentation depuis plus d'un siècle des émissions de CO2 par l'Homme favorise l'effet de serre et donc entraîne un réchauffement climatique.
La puissance solaire reçue
Le devenir de la puissance solaire reçue
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