Exercice : un peu de maths On s’intéresse à un faisceau lumineux de forme carré dont les côtés valent a = 1 m. Sa surface est donc de 1 m². La puissance solaire par unité de surface reçue sur Terre dépend de l'angle d'incidence, entre la droite normale à la surface et la direction du Soleil : plus l'angle d'incidence est faible, plus la surface qui reçoit le rayonnement solaire est faible et plus la puissance solaire reçue est importante. Par conséquent cette puissance peut varier en … La valeur de cette constante a connu des variations sensibles durant les dernières décennies, du fait de la multiplication des mesures effectuées en orbite terrestre. Normale à la surface : pour une surface plane, la normale à la surface est la direction perpendiculaire à l’ensemble des droites qui peuvent être tracées sur la surface. Les saisons et leurs différentes températures Variation de la puissance radiative reçue sur Terre Introduction Introduction - La terre reçoit l'essentiel de son énergie du Soleil - Varie selon certains facteurs Comment expliquer les variations des températures en fonction des La Il y des variations de la quantité d’énergie que reçoit un point donné à la surface de la Terre. La puissance reçue par le sol en un lieu donné est égale à la somme de la puissance reçue du Soleil et de celle reçue de l’atmosphère. On dresse le bilan radiatif terrestre en faisant la différence entre l’ énergie reçue par la Terre et l’ énergie réémise vers l’espace : Bilan radiatif = puissance solaire reçue (342) – puissance renvoyée par réflexion (albédo) (102) – puissance réémise par rayonnement IR (240). La Terre reçoit de l'énergie du Soleil La puissance solaire par unité de surface est maximale lorsque l'angle d'incidence est nul, car elle est concentrée sur une surface minimale. 1. Lorsque le bilan radiatif est nul la température moyenne est constante. Variation de la constante solaire entre 1978 et 2003. En retour, il en résulte une augmentation de la puissance radiative reçue par le sol de la part de l’atmosphère. On a pu cependant calculer avec précision les variations au cours du temps des paramètres orbitaux suivants : L'excentricité de l'orbite terrestre. Origine de l’énergie reçue par la planète Terre. géothermie : la puissance issue de l' activité radioactive à l'intérieur de la Terre représente à peu près 0,025 % de la puissance totale reçue, environ 44,2 térawatts ; Évolution de la puissance thermique d'origine radiogénique au cours du temps dans les couches internes de la Terre. La puissance solaire reçue par unités de surface diminue donc avec la latitude, elle est maximale à l'équateur. En retour, il en résulte une augmentation de la puissance radiative reçue par le sol de la part de l’atmosphère. On exprime la puissance solaire par unité de surface P_{\text{surfacique}} au niveau de la Terre, sachant que :. Nos conseillers pédagogiques sont là pour t'aider et répondre à tes questions par e-mail ou au téléphone, du lundi au vendredi de 9h à 18h30. La puissance rayonnée par le Soleil est d'environ 3,826.10^26 W Elle est rayonnée dans toutes les directions, La Terre étant à environ 150 millions de km du Soleil, la puissance reçue sur la Terre est d'environ : 3,826.10^26 / (4.Pi. La quantité totale reçue calculée est donc bien satisfaisante, mais ensuite nous calculons une température moyenne comme la racine (quatrième !) La puissance radiative reçue du Soleil par une surface plane est proportionnelle à l’aire de la surface et dépend de l’angle entre la normale à la surface et la direction du Soleil. La puissance radiative reçue du Soleil par une surface plane est proportionnelle à l’aire de la surface et dépend de l’angle entre la normale à la surface et la direction du Soleil. La différence entre la puissance émise par la surface terrestre et la puissance émise vers l'espace, à savoir 155 W/m2, correspond à l'effet de serre, qui porte également le nom de forçage radiatif. L'énergie libérée par les réactions nucléaires, La réception de l'énergie solaire sur Terre, La variabilité de la répartition de l'énergie solaire, \Delta m_{\left(\text{kg}\right)} = m_{\text{réactifs}\left(\text{kg}\right)} – m_{\text{produits} \left(\text{kg}\right)}, E_{(\text{J})} = P_{(\text{W})} \times \Delta t_{(\text{s})}, E_{(\text{J})} = \Delta m_{(\text{kg})} \times c^2_{(\text{m$\cdot$s}{–1})}, \Delta m_{(\text{kg})} = \dfrac{E_{(\text{J})}}{c^2_{(\text{m$\cdot$s}{–1})}}, \Delta m = \dfrac{4 \times 10^{26} }{(3{,}00 \times 10^8)^2}, Exercice : Convertir des unités de température, Exercice : Utiliser la loi de Wien pour déterminer la température d'une source à partir de sa couleur, Exercice : Déterminer la longueur d'onde correspondant au maximum d'émission d'une source, Exercice : Déterminer le domaine de longueur d'onde d'une source. ⚠ Attention : les mesures devront être faites toujours au même lieu dans un hémisphère fixé (par exemple au niveau de … d) activité solaire . ⚠ Attention : les mesures devront être faites toujours au même lieu dans un hémisphère fixé (par exemple au niveau de … Ces derniers ont la propriété d’absorber les rayons IR émis par la Terre, puis suite à leur propre réchauffement, à en émettre à nouveau. Elle s'exprime en watts par mètre carré (W/m 2). A IV - Bilan Radiatif de la Terre Le "bilan radiatif" de la Terre est obtenu à partir des mesures effectuées par les satellites. L'établissement d'un nouvel équilibre radiatif s'accompagne d'une modification de la température terrestre. La différence entre le flux solaire absorbé (qui chauffe la Terre) et le flux d'infrarouge émis vers l'espace (qui la refroidit) peut être calculée pour les différents points de la surface de la Terre. Cette dernière va atteindre une surface plane S. La puissance reçue E par la surface S est inversement proportionnel à l’aire de la surface. Ainsi, les 6000 km (1/25000e de la distance Terre / soleil) de distance que parcourt la lumière en plus pour atteindre les pôles entrainent une différence de luminosité que l’on peut considérer comme négligeable 2- La répartition de la puissance moyenne reçue sur Terre Origine de l’énergie reçue par la planète Terre. Exercices : l’énergie solaire reçue sur Terre. La puissance totale entrante dans le système sol-atmosphère-océan est estimée à 174 pétawatts (PW). Puissance radiative : la puissance radiative solaire reçue sur Terre est la puissance des rayonnements du Soleil qui atteignent la Terre. La longitude du périhélie. Irradiance reçue par les planètes du système solaire Planète Irradiance reçue (W/m 2) Mercure: 12 300 Vénus: 3 140 Terre: 1 361 Mars: 600 Jupiter: 50 Saturne: 10 Uranus: 3,5 Neptune: 1,5 Variations du rayonnement solaire. La "constante solaire" a probablement varié au cours des temps géologiques mais nous n'avons pas de mesures . TP3 Chronologie absolue; Les traces du passé mouvementées de la Terre. Mettre au point un protocole permettant de mesurer l’influence de l’inclinaison de l’axe de la Terre par rapport au plan de l’écliptique sur la surface de répartition d’un faisceau lumineux incident. Activité documentaire de physique : la masse perdue par le Soleil en une seconde. La puissance radiative reçue du Soleil par une surface dépend de plusieurs paramètres. La puissance solaire reçue sur Terre par unité de surface est inversement proportionnelle à l'aire de la surface éclairée. Savoir-faire L’albédo terrestre étant donné, déterminer la puissance totale reçue par le sol de la part du Soleil. La loi de Stefan-Boltzmann permet en effet de déterminer la température d'un tel corps à partir de la quantité de rayonnement qu'il émet, selon la formule : Pour M = 390 W/m2, la formule donne une température de +15 °C. Elle est proportionnelle à l’aire de la surface et dépend de l’angle entre la normale à la surface et la direction du Soleil. • Cet équilibre radiatif de la Terre est un équilibre dynamique, c'est-à-dire que toute modification de la puissance reçue par la Terre entraîne une modification de la puissance émise par celle-ci (et inversement). De ce fait, la puissance solaire reçue par unité de surface terrestre dépend : - de l’heure (variation diurne) ; Plus l'inclinaison des rayons solaires est grande, moins l'énergie reçue est grande. L'établissement d'un nouvel équilibre radiatif s'accompagne d'une modification de la température terrestre. TP 4 Les marques de la fragmentation continentale et de l’ouverture océanique; TP5 A la recherche de l’océan disparu; Corps humain et santé. Quels sont les facteurs qui influencent la puissance solaire reçue par la Terre? Ces derniers ont la propriété d’absorber les rayons IR émis par la Terre, puis suite à leur propre réchauffement, à en émettre à nouveau. Exercice : un peu de maths On s’intéresse à un faisceau lumineux de forme carré dont les côtés valent a = 1 m. Sa surface est donc de 1 m². La valeur de cette constante a connu des variations sensibles durant les dernières décennies, du fait de la multiplication des mesures effectuées en orbite terrestre. Radiation reçue par la Terre. m–2 pour une surface perpendiculaire aux rayons. Le rayonnement solaire intercepté par la Terre correspond à un disque de rayon terrestre R (doc. Elle est actuellement fixée à 1353 W/m2. Ces deux dernières sont du même ordre de grandeur. L'articulation entre les disciplines . Ainsi, les 6000 km (1/25000e de la distance Terre / soleil) de distance que parcourt la lumière en plus pour atteindre les pôles entrainent une différence de luminosité que l’on peut considérer comme négligeable 2- La répartition de la puissance moyenne reçue sur Terre Se faisceau se projette sur le sol selon un angle d’inclinaison i (angle entre le rayon et la perpendiculaire au sol). La Terre n'étant pas à petite échelle et à court terme en équilibre thermique, la définition d'une température moyenne de la Terre nécessite de la considérer dans sa globalité et à long terme. 2.1. Par conséquent cette puissance peut varier en fonction de l’angle d’incidence du flux thermique. Plus précisément, le rayonnement reçu par la Terre (essentiellement solaire) est. La longitude du périhélie. “constante solaire” comme la puissance reçue par une surface unitaire normale à la direction du rayonnement et située à mis distance entre la terre et le soleil. II.1. Ce flux est composé de : Le bilan radiatif de la Terre est globalement nul, c'est-à-dire que la quantité d'énergie absorbée est égale à la quantité d'énergie réémise, si bien que la température moyenne est sensiblement constante. De ce fait, la puissance solaire reçue par unité de surface terrestre dépend : - de l’heure (variation diurne) ; La puissance radiative reçue du Soleil par une surface plane est proportionnelle à l'aire de la surface et dépend de l'angle entre la normale à la surface et la direction du Soleil. La puissance rayonnée reçue par la Terre est donc : P reçue = 5,1 .10 14 x 365. Cette valeur correspond à une température théorique radiative de la surface terrestre, appelée température effective[7]. Chap.V Le bilan radiatif de la Terre Séance 1: La Terre et le rayonnement solaire Quelle est la proportion de la puissance du rayonnement solaire reçue par la Terre? Dans cette vidéo, on explique pourquoi la valeur de la puissance radiative solaire n'est pas toujours la même sur Terre. 10 6 W.m-2), quelle est la valeur de la constante solaire au niveau de la Terre ? Elle est proportionnelle à l’aire de la surface et dépend de l’angle entre la normale à la surface et la direction du Soleil. Dans ce modèle simplifié, la température effective n'est que la transcription en kelvins d'une émission moyenne d'énergie, sur la globalité de la Terre, sans tenir compte des disparités[10] de température locale entre les pôles et l'équateur, ou selon les saisons. Le Soleil émet sa puissance P_{\text{totale}} dans toutes les directions de l'espace. Cette variation de l'orbite agit sur la distance Terre-Soleil, donc sur la quantité d'énergie solaire reçue. ; À une distance D, cette puissance est uniformément répartie sur une sphère (fictive) de rayon D.; La surface de cette sphère est S_{\text{sphère}} = 4 \times \pi \times D^2 . Elle est actuellement fixée à 1353 W/m2. Du fait que la Terre est ronde, tourne sur elle-même et tourne autour du Soleil (en environ un an), selon l’endroit où l’on se trouve sur Terre on ne va pas recevoir la même quantité d’énergie selon le moment de l’année. La puissance solaire reçue par unité de surface dépend : La puissance solaire reçue par unité de surface est plus importante à midi (12 h 00 heure solaire) qu'à un autre moment de la journée. Le calcul et les mesures par satellite montrent que la Terre qui est située à environ 150 millions de kilomètres du Soleil reçoit de sa part un rayonnement d'une puissance moyenne de 1361 W/m 2 [1].C'est la puissance reçue par une unité de surface qui serait perpendiculaire aux rayonnements juste au-dessus de l'atmosphère terrestre. La puissance radiative reçue sur Terre. Elle est habituellement donnée pour une distance de 1 UA (soit 150.10 6 kilomètres = distance Terre–Soleil): Connaissant la puissance émise du soleil (P émise = 64,2 . Quand un hémisphère est incliné dans la direction opposée du Soleil, le Soleil est plus bas dans le ciel, les rayons du Soleil sont plus étalés et moins concentrés, il fait donc moins chaud : c'est l'hiver. Savoir-faire L’albédo terrestre étant donné, déterminer la puissance totale reçue par le sol de la part du Soleil.

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