[PDF] SCIENCES ET TECHNOLOGIE 3. CYCLE. I SCIEnCES Et

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2 DE 1 RE T LE informer et accompagner les professionnels de l"éducation

COMMUN

E N SEIG N E M E N T

VOIE GÉNÉRALE

Le bi L an énergétique terrestre aLbédo, effet de serre Ce document permet de présenter de façon synthétique le bilan radiatif terrestre

Mots-clés

Corps noir, diffusion, absorption, loi de Planck, albédo, effet de serre, bilan radiatif

Références au programme

Thème 2 - Le soleil, notre source d'énergie

2.2- Le bilan radiatif terrestre

Savoirs

Le sol émet un rayonnement électromagnétique dans le domaine infra-rouge (longueur d'onde Une partie de cette puissance est absorbée par l'atmosphère, qui elle-même émet un La puissance reçue par le sol en un lieu donné est égale à la somme de la puissance reçue

Savoir-faire

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Le rayonnement thermique et la loi du corps noir

Interactions du rayonnement solaire avec l'atmosphère - Effet de serre La première partie de cette ressource présente les caractéristiques du rayonnement

Le rayonnement thermique et la loi du corps noir

Les caractéristiques de ce rayonnement sont bien connues dans le cas du modèle des corps La loi de Planck donne la répartition de la puissance radiative émise par unité de surface la puissance surfacique émise dans un intervalle spectral de largeur unité en longueur re

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Du point de vue du rayonnement émis, le Soleil peut être assimilé à un corps noir

La loi de Wien

max T

2,90.10

-3 m.K Elle montre que la puissance surfacique spectrale émise par un corps noir présente que l'essentiel

Application

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La loi de Stefan

4 -8 -2 -4 Interactions du rayonnement solaire avec l'atmosphère et la Terre - l'albédo

Absorption par l'atmosphère

Diffusion par l'atmosphère

Absorption par la Terre

Une partie de la puissance solaire incidente est réfléchie par l'interface entre l'espace

Albédo

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Le rayonnement thermique de la Terre et de l'atmosphère

La Terre

L'atmosphère - l'effet de serre

Dans le domaine infrarouge, l'atmosphère absorbe le rayonnement électromagnétique de gaz à effet de serre, qui 2 de la vapeur d'eau (H 2 4 2 En situation d'équilibre dynamique où la puissance émise par le sol est égale à cel le qu'il

reçoit, la surface terrestre doit émettre une puissance radiative plus élevée pour compenser

l'effet de serre re

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La situation est schématisée sur l'illustration ci-dessous.

Le bilan énergétique de la Terre

Le bilan énergétique

1 prend en compte tous les transferts thermiques, radiatifs ou non, à un équilibre dynamique dans lequel la température reste constante

°C,

-2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 Un transfert thermique non radiatif se produit entre le sol et l'atmosphère -2 radiatif qui ne tient compte que des transferts thermiques re

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L'ensemble de ces transferts est résumé dans le schéma ci-dessous :

4. Bilans quantitatifs

Puissance=Puissance

Pour le système "

Terre

» (sol et en dessous)

Pour le système "

atmosphère

Pour le système "

Terre + atmosphère

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Remarque

2 4 -2 -4

̬̽Cours théorique ̰

chercheur à l'Université Pierre et Marie Curie et au laboratoire d'océanographie

̬̽La conférence de David Pollack sur le

̬̽La ressource Énergie solaire, biosphère et bilan radiatif

̬- pour

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