Bilan radiatif terrestre - 1er SVT ES

Le bilan radiatif terrestre

C. FABBRI - 1ère ES - 2023

" La Terre se réchauffe au cours du temps car elle accumule de l'énergie solaire "

VRAI ou FAUX ? ...

Pour répondre à cette question vous allez devoir effectuer 4 missions ...

Cela vous permettra de compléter le schéma bilan au fur et à mesure

A vousde jouer !

" La Terre se réchauffe au cours du temps car elle accumule de l'énergie solaire "

VRAI ou FAUX ? ...

Pour répondre à cette question vous allez devoir effectuer 4 missions ...

Cela vous permettra de compléter le schéma bilan au fur et à mesure

A vousde jouer !

Mission 3

Récapitulatif

Mission 1

Mission 2

Mission 4

Exercices

Mission 1 : L'énergie solaire

Mission 1 : L'énergie solaire

Mission 2 : La Terre émet un rayonnement

Mission 2 : La Terre émet un rayonnement

Mission 3 : Transferts d'énergie atmosphériques

Mission 3 : Transferts d'énergie atmosphériques

Mission 4 : L'albédo

Mission 4 : L'albédo

Réussite de la mission - Récapitulatif

Exercices de révision

La puissance

1. Rappelez l'intervalle de longueur d'onde correspondant au domaine du visible. 2. Comparez les spectres d'émission du Soleil et de la Terre dans les trois domaines mentionnés (ultraviolets, lumière visible, infrarouges). 3. Calculez, à l'aide de la loi de Stefan, la puissance surfacique moyenne Pe émise par la surface terrestre. 4. A l’aide du document 2, indiquez si cette valeur est-elle la même pour l’ensemble de la surface Terrestre. 5. Répondez à la problématique posée en précisant le type de rayonnement émis par la Terre et sa puissance surfacique.

Faites bien attention aux unités ! W et m

II. La Terre émettrice d'un rayonnement La Terre, comme toutes les planètes du Système solaire, possède une température moyenne. Or, tout corps possédant une certaine température émet un rayonnement électromagnétique. Problématique : Quelles sont les caractéristiques du rayonnement émis par la Terre ? Pour répondre à cette question :

1. Lisez les doucments à votre disposition. 2. Répondez aux questions posées dans votre cahier. 3. Vérifiez vos réponses à l'aide de la correction. 4. Recopiez le bilan dans votre cours.

1. Quelles observations avez-vous faites avec votre expérience ? 2. Quel phénomène avez-vous mis en évidence avec votre expérience ? 3. Ce phénomène s’appelle l’albédo. Proposez un schéma permettant d'illustrer l'albédo de la Terre. 4. Sachant que la puissance solaire surfacique qui atteint la Terre correspond à 340 W·m-2 en moyenne, déterminez la puissance surfacique qui arrive effectivement à sa surface. 5. Identifiez les deux types de surface qui réfléchissent le plus les rayons lumineux qui leur parviennent. 6. Déduisez-en les zones du globe qui sont le plus concernées par ce phénomène. 7. Expliquez alors quel a été l'impact de l'éruption du volcan Laki sur l'albédo de la Terre.

III. Les transferts d'énergie dans l'atmsophère Du fait de sa température de surface, la Terre émet un rayonnement infrarouge en direction de l'espace. Pourtant, l'énergie rayonnée ne s'échappe qu'en partie de l'atmosphère de la Terre. Problématique : Comment l'atmosphère intervient-elle dans le bilan radiatif de la Terre ? Pour répondre à cette question :

1. Lisez les doucments à votre disposition. 2. Répondez aux questions posées dans votre cahier. 3. Vérifiez vos réponses à l'aide de la correction. 4. Recopiez le bilan dans votre cours.

Faites bien attention aux unités ! W et m

Faites bien attention aux unités ! W et m

1. En utilisant la loi de Stefan, quelle température aurait la surface de la Terre si la puissance surfacique qui parvient à s'extraire de l'atmosphère de la Terre vers l'espace était de 240 W·m-2 ? 2. Quels sont les gaz présents dans l’atmosphère et quelles sont les longueurs d’onde qu’ils peuvent absorber ? 3. Qu’est-ce que l’effet de serre ? Par quoi est-il causé ? 4. Comment les données du document 6 permettent d'établir un lien entre la teneur en dioxyde de carbone CO2 et les anomalies de température dans l'hémisphère nord ? 5. Justifiez, à l'aide des questions précédentes, la phrase suivante : « Ce n'est pas l'effet de serre qui est la cause du réchauffement climatique mais son amplification depuis la révolution industrielle ».

Faites bien attention aux unités ! W et m

On rappelle que la surface S d'une sphère de rayon R s'exprime selon S = 4 . π . R2. 1. A l’aide des documents, donnez une définition de la constante solaire. 2. A l’aide des documents, déterminez les facteurs qui conditionnent la puissance solaire totale reçue par une planète. 3. Calculez la constante solaire à une distance équivalente à la distance Terre Soleil. 4. Calculez la puissance solaire reçue par toute la surface de la Terre (disque formé par la Terre). 5. Calculez la puissance solaire moyenne reçue sur la Terre. 6. Calculez le pourcentage d’énergie reçue par la Terre : Puissance reçue totale par la Terre / Puissance émise par le Soleil x 100 .

I. La puissance solaire reçue par la Terre Le Soleil, alimenté en énergie par les réactions de fusion nucléaire en son cœur, émet en permanence depuis sa surface un rayonnement qui est transmis à l'ensemble du Système solaire. Une partie seulement atteint notre planète. Problématique : Quelle fraction de la puissance émise par le Soleil est interceptée par la Terre ? Pour répondre à cette question :

1. Lisez les doucments à votre disposition. 2. Répondez aux questions posées dans votre cahier. 3. Vérifiez vos réponses à l'aide de la correction. 4. Recopiez le bilan dans votre cours.

IV. L'albédo La proportion de la puissance surfacique provenant du Soleil et interceptée par la Terre est extrêmement faible. Tout ce qui lui parvient n'est pourtant pas intégralement absorbé par la surface. Problématique : Quelle est la puissance solaire réellement absorbée par la surface de la Terre ? Pour répondre à cette question :

1. Réalisez le protocole à l'aide du matériel à votre disposition. 2. Lisez les doucments à votre disposition. 3. Répondez aux questions posées dans votre cahier. 4. Vérifiez vos réponses à l'aide de la correction. 5. Recopiez le bilan dans votre cours.