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Copyright © Août 2016 - 2020 Camerecole - Tous droits réservés. Constante solaire : fraction de l’énergie émise au total par le Soleil qui parvient jusqu’à notre planète.Cette constante solaire s’exprime en W.m-2 puisqu’il s’agit d’une énergie qui parvient par surface donc par unité de surface notamment à la Terre (mais ce serait aussi valable pour toutes les autres … (Rich 1990, Rich et al. Synthèse Déterminez l’expression littérale de la fraction du rayonnement solaire qui est interceptée par la Terre. On a donc la relation suivante :\(Fp = Fref + Femis\)Une surface réelle est caractérisée par son pouvoir absorbant. Attention : les paramètres (distance source lumineuse-globe, rayons incidents horizontaux et inclinaison du globe) doivent rester constants tout au long du modèle. Elle est habituellement donnée pour une distance de 1 UA (soit 150.106 kilomètres = distance Terre–Soleil) : Sachant que la puissance réellement perçue au niveau de l’entrée dans l’atmosphère correspond au rapport suivant : En effet, Comme le montre la figure, la Terre intercepte un disque de rayonnement solaire. Le Soleil émet sa puissance P_{\text{totale}} dans toutes les directions de l'espace. -L’énergie solaire interceptée par une planète ne dépend que de sa distance au soleil (à activité solaire constante) - Pour la Terre, chaque m2 perpendiculaire au rayonnement solaire, hors de l’atmosphère, intercepte 1367 Watts / m2 (à 2 W / m2 près). Variation de la temp´erature avec le lieu sur la Terre I.3.1.1. ‘Le flux d'absorption : Quand une surface reçoit un flux d'énergie, la fraction transformée en énergie interne est appelée flux absorbé (noté Fabs)La réflexion et diffusion : Au lieu d'être absorbé, le rayonnement incident sur une paroi peut être directement renvoyé par la paroi. Si 70% du rayonnement est absorbé par la Terre, l’albédo varie en fonction des corps (glace, eau liquide, terre…) et est donc inégal sur Terre. La constante solaire mesure l'énergie du rayonnement solaire émise vers la terre. Au moins 35 % du rayonnement solaire intercepté par la Terre et son atmosphère sont réfléchis vers l’espace. C’ est une étoile jaune qui se compose de 74 % d’hydrogène, de 24 % d’hélium et d’une fraction d’éléments plus lourds. 'ᴏ L’origine gravitationnelleVers 1854, Helmholtz émis l'hypothèse de la contraction gravitationnelle du soleil libérant une énergie, pour moitié échauffant le gaz, pour moitié sous forme de rayonnement, de formule :\(E = \frac{3}{2}\frac{{G.{M^2}}}{{5r}}\)E est l’énergie rayonnée,G = constante gravitationnelle ( \(6,67 \times {10^{ - 11}}\) m3/kg.s2 ),M = masse du soleil et r= rayon du soleil.Il pourra alors rayonner pendant \({10^{41}}\) jours seulement.ᴏ L’origine thermonucléaireDans des conditions extrêmes de température et de pression, les noyaux des atomes d'hydrogène (ou protons) peuvent « fusionner » en noyau plus volumineux d’hélium: c'est la fusion thermonucléaire.Au cours de ces réactions, une partie de la matière est convertie par en énergie (la disparition de 1g de matière produit \(9 \times {10^3}\) joules; si la réaction dure 1 seconde, cela représente une puissance de 90 milliards de KW). Il brillera de ce fait pendant le temps :\(T = \frac{E}{L}\)T la durée de vie du soleil (en secondes),E l’énergie libérée pendant la fusion en joules (J),L la luminosité solaire (en J/s ou en W).L'application numérique de cette formule nous donne : \(T = 1,26 \times {10^{45}}\) J.La durée de vie du soleil n'est donc pas infinie. Il est soit réfléchi, soit absorbé. Par ailleurs, on admettra que\(7 \times {10^{ - 3}}\) seulement de la masse de combustible ayant subi la fusion est convertie en énergie, et que, le soleil s'éteindra seulement quand le \(\frac{1}{{10}}\) de sa masse actuelle aura subi cette réaction. - 18°C. Problème : comment la puissance solaire peut elle être calculée au niveau d’une planète ? Le rayonnement ultraviolet peut avoir divers effets sur la peau des êtres humains en fonction de son intensité et de la longueur de ses ondes. Votre soutien nous aide à travailler d'avantage pour proposer des contenus de qualité à nos élèves et étudiants. Bioclimatologie Un modèle simple d’interception du rayonnement solaire par la vigne - vérification expérimentale C. Riou, C. Valancogne P. Pieri INRA, Laboratoire de Bioclimatologie, Domaine la Grande Ferrade, F-33140 Pont-de-la-Maye, France (reçu le 20 novembre 1987, accepté le 12 février 1989) Résumé — La vigne traditionnelle de la … L'énergie solaire est la principale source d'énergie et, par conséquent, le moteur qui anime notre environnement. On a donc la relation suivante :\(Fi = Fref + Fabs\)Le flux surfacique partant du corps est la somme du flux émis et du flux réfléchi. La Terre, située à environ 150 millions de kilomètres du Soleil, intercepte une petite fraction du rayonnement, égale à 1 370 W.m –2 ( c'est la fameuse constante solaire qui n'en est pas une, découverte par le physicien français Pouillet en 1838). La terre émet en moyenne 350 W/m2 (dans l'infrarouge). Le rayonnement solaire est modifié lors de la traversée de l'atmosphère selon deux processus :- L'absorption- La diffusion-réflexion.Selon leur nature, les particules de l'atmosphère peuvent absorber la lumière (particules inorganiques) ou la diffuser (particules organiques). L'énergie solaire qui att… est une fonction croissante de la température. On exprime la puissance solaire par unité de surface P_{\text{surfacique}} au niveau de la Terre, sachant que :. Dans son livre Astronomie (angl. Influence du rayonnement solaire sur la temp´erature du sol I.3.1. (Rich 1990, Rich et al. L’ albédo ( entre O et 1) est le rapport de la puissance de rayonnement réfléchi par la puissance de rayonnement reçu. Celui-ci émet en permanence 1026 Watt sous forme de rayonnement et la Terre reçoit 178 millions de milliard de Watt sur sa face éclairée soit 350 Watt par m2 à l'équateur. ), l’astronome Fred Hoyle écrit: “L’infime fraction de l’énergie solaire qui arrive sur la terre — et que […] l’on estime à cinq parts sur cent mille milliards — est environ 100 000 fois plus importante que toute l’énergie utilisée par l’industrie du monde.” jw2019 jw2019 Les vents affectent surtout les couches océaniques superficielles. 30 % L'albédo terrestre moyen est égal à 301%. Disponible avec une licence Spatial Analyst. • La hauteur du Soleil est l'angle formé par le rayon solaire et le plan horizontal. Avec : RS : rayonnement solaire direct et diffus atteignant le sol [Wm-2], RA : rayonnement atmosphérique dirigé vers le sol [Wm-2], RT : rayonnement terrestre [Wm-2], a : albédo de la surface.. la betterave et de la pomme de terre. La puissance du rayonnement solaire va donc être recue par une surface sphérique ainsi, la fraction du rayonnement interceptée par la Terre s’exprime comme un quotient de 2 surfaces donc chaque m2 de la Terre reçoit 1/4 de l’énergie interceptée par le disque : on parle de rayonnement incident. 3) Comment expliquez vous le profil de l’ombre par rapport à la Terre et aux rayons solaires ? Tableau de correspondance entre latitude et l’énergie solaire reçue par unité de surface, Thème 1- Une longue histoire de la matière, Thème 5 : Projet expérimental et numérique, La Terre, la vie et l’organisation du vivant, Thème 2 : Le futur des énergies (Physique-Chimie), Thème 2 : Le Soleil, notre source d’énergie, Unité 1- Le rayonnement solaire et bilan radiatif terrestre, Evaluer la puissance solaire en fonction de surfaces, Faire un lien entre température planétaire et puissance solaire, Comprendre les différences thermiques au niveau de la Terre, Compétences travaillées dans le TP (grille à la fin). Il en résulte que, pour une même région, l'angle d'incidence du rayonnement solaire sur cette surface varie en fonction de la position de la Terre au cours de sa révolution autour du Soleil. Figure I.3 : Schématisation des mouvements de la Terre autour du Soleil . l. L'énergie reçue par la terrel.1 L'énergie du soleilLa terre reçoit du soleil l’essentiel de son énergie externe.La constante solaire mesure l'énergie du rayonnement solaire émise vers la terre. Celle du sol étant de 15°C en moyenne. 3) Déduisez-en l’expression littérale de la surface interceptant le rayonnement solaire lorsqu’il parvient sur Terre. III.1 Intensité du rayonnement solaire extra-terrestre Io. Or, le bilan énergétique global du globe montre qu'en dehors de l'atmosphère, l'émission d'énergie thermique en direction de l'espace est seulement de 240 W/m2, ce qui correspond à l'émission d'un corps noir à. L’énergie solaire reçue, appelée constante solaire, est de 342 W/m² en 24h. On parle ainsi de bilan radiatif car l' énergie thermique provient principalement du rayonnement solaire , les autres entrées énergétiques étant négligeables. I.3. (justifiez votre réponse). Les grands courants océaniques à l'échelle de la planète ont les mêmes caractéristiques que les mouvements atmosphériques.Les différences de densité de l'eau de mer, liées à la température et à la salinité, entraînent aussi des mouvements océaniques. Elle est également valable pour la Lune qui tourne La terre, entourée de son atmosphère, intercepte une partie de la puissance irradiée par le soleil. Indiquer l’échelle pour chaque tache (1cm) et titrer. 'Titre : Les grands courants océaniques de surfaceÀ une profondeur de 100 à 200 m, la température des eaux océaniques chute brutalement, séparant les eaux de surface plus légères (et affectées surtout par les vents) des eaux profondes plus denses. Trois notions de physique sont donc à prendre en compte : '1- À une même température précise, l'eau salée est plus dense que l'eau douce;2- La densité de l'eau de mer augmente lorsque la température diminue, à l'inverse de l'eau douce ;3- Quand l'eau de mer gèle, le sel est expulsé; elle devient alors plus salée et donc plus dense. La surface du sol ainsi que les nuages jouent aussi le rôle de réflecteurs.ll.2- L'énergie émise par la TerreL'énergie reçue du soleil est réémise par la surface du sol dans le domaine de l'infrarouge.En première approximation, on considère que la surface du sol se comporte comme un corps noir.Dans ce modèle physique, l'émission d'énergie thermique est directement liée à la température du corps noir. En raison de la forme de la terre, l’épaisseur de l'atmosphère traversée est plus importante au pôle qu'à l'équateur.Le bilan radiatif, c’est-à-dire la différence entre le rayonnement infrarouge réémis par une surface est déficitaire dans les régions polaires et excédentaires dans la zone intertropicale. Le réchauffement reste cependant limité en raison des phénomènes compensateurs qui se produisent dans la basse atmosphère et sont consommateurs d'énergie : il s'agit d'une part des mouvements de convection entre l'air chaud et l'air froid, d'autre part de la chaleur latente d’évaporation et de condensation de l'eau.Titre : Le bilan radioactif complet de la planète terre avec le flux d’énergie exprimés en watts/m2(1) La chaleur latente (86)La chaleur latente est la chaleur (énergie) nécessaire pour changer l'état physique d'une matière.Dans l’atmosphère, on a affaire à la chaleur latente d’évaporation, qui est l’énergie consommée pour vaporiser l’eau, elle est restituée lors de la condensation de la vapeur d’eau dans les nuages. Pour valider ce formulaire, vous devez remplir tous les champs. 10 6 10 15 km 2 = 9.03 10-10 P S. On voit que la fraction du rayonnement solaire interceptée par la Terre est réellement minuscule. Le rayonnement solaire est en effet : Commenter la courbe d'absorption de l'atmosphère terrestre en fonction de la longueur d'onde. I.3.1.2. 1994) et reprises ultérieurement par … Ce dernier irradie une puissance à peu près constate dans le temps. Pour bien appréhender la notion d’angle d’incidence des rayons solaires, on se propose de faire le montage suivant : Globe terrestre, feuille blanche, crayons, papier adhésif, source lumineuse, potence, luxmètre, logiciel MESURIM (si besoin). Nous allons nous intéresser ici aux aspects géométriques du rayonnement solaire intercepté par la Terre dans le but ultérieur de calculer le flux reçu par un plan incliné placé à la surface de la Terre et orienté dans une direction fixée. Les origines possibles de l'énergie solaireLes analyses chimiques montrent que le soleil est essentiellement formé d'hydrogène.ᴏ L'origine chimiqueLes scientifiques évaluent la «durée de vie» d'une combustion connaissant la masse de combustion et la quantité d'énergie libérée par la réaction par unité de temps.Si l'énergie solaire résultait uniquement de la combustion chimique de l'hydrogène, c’est-à-dire de son oxydation par le dioxygène, on aurait ceci :\({H_2} + \) \(\frac{1}{2}{O_2}\) \( \to \) \({H_2}O + E\)On peut supposer que la masse globale du soleil ne varie pas et que, au départ, il est formé uniquement d’\({H_2}\) et d'\({O_2}\), représentant les \(\frac{2}{{18}}\) de la masse totale.Le temps de vie du soleil est alors donné par la formule :\(T = \frac{{m.Q}}{L}\)T = la durée de vie du soleil en secondes,Q la quantité d’énergie(en J/kg) fournie par la combustion de 1kg d'\({H_2}\) qui vaut : \({Q = 14,31 \times {{10}^7}}\)L la luminosité solaire (en J/s ou en W),m la masse (en kg) du dihydrogène mis en jeuLa durée de vie du soleil serait seulement de 2600 ans ce qui n’est pas le cas, on conclut que, l'énergie solaire aurait donc une autre origine. Au moins 35 % du rayonnement solaire intercepté par la Terre et son atmosphère sont réfléchis vers l’espace. L'apport d'énergie provient principalement du Soleil, celle produite à l'intérieur de la Terre représentant à peine 0,01 % de l'énergie totale reçue par la surface de la Terre. De plus, dans certains cas, la taille des échantillons utilisés pour déterminer les courbes de croissance semble très nette-ment insuffisante (résultats de KHURANA & McLAREN (1982) ou de FASHEUN & DENNETT(1981) par exem-ple. Interactions du rayonnement solaire avec l’atmosphère et la Terre - l’albédo Le rayonnement solaire interagit avec la Terre et l’atmosphère (y compris les nuages) selon différents processus : Absorption par l’atmosphère L’énergie du rayonnement est alors fournie à l’atmosphère.

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