Le bilan radiatif terrestre – Enseignement scientifique Show Chapitre 4 : Le bilan radiatif terrestreComment expliquer la relative constance de la température moyenne de la surface de la Terre ?Livre p 83 à 98 I – La puissance radiative solaire reçue par la terreRépondre aux questions p 85 Bilan : la puissance solaire (PS) reçue par une planète dépend de la distance avec l’étoile et du rayon de la planète. La proportion de la puissance solaire atteignant la terre est infime. Elle représente moins de 0.1% par rapport à la puissance émise par le soleil.La puissance solaire atteignant la Terre est de l’ordre d’un demi milliardième de la puissance totale émise. La Terre reçoit 341 W/m² de puissance solaire. La puissance solaire reçue est répartie sur l’ensemble de la surface par la rotation journalière de la Terre.II – L’albedo terrestreLivre p 86 Bilan : l’albédo terrestre est définie comme la proportion d’énergie réfléchie par rapport aux rayons incidents. L’albédo moyen terrestre est actuellement de 0.3. L’albédo est toujours compris entre 0 et 1. l’albédo varie au cours de l’histoire de la Terre.III – L’effet de serreA/ La composition actuelle de l’atmosphèreB/ La propriété des gaz de l’atmosphèreDans le domaine infrarouge, l’atmosphère absorbe le rayonnement électromagnétique de façon très efficace. Cela est dû à la présence dans l’atmosphère de gaz à effet de serre, qui absorbent le rayonnement infra-rouge. Il s’agit principalement du dioxyde de carbone (CO2), de la vapeur d’eau (H2O), du méthane (CH4), des chlorofluorocarbones (CFC) et de l’oxyde nitreux (N2O). Une grande partie du rayonnement thermique émis par le Terre est donc absorbé par l’atmosphère, qui, elle-même, émet un rayonnement thermique. Ce rayonnement est émis dans toutes les directions : une partie s’échappe vers l’espace et le reste est envoyé vers la Terre. À la surface terrestre, ce flux descendant s’ajoute au flux solaire incident. En situation d’équilibre dynamique où la puissance émise par le sol est égale à celle qu’il reçoit, la surface terrestre doit émettre une puissance radiative plus élevée pour compenser le surplus associé au rayonnement envoyé par l’atmosphère. En conséquence la température terrestre est plus élevée que si l’atmosphère était absente : c’est l’effet de serre. Suite Bilan : la présence d’une atmosphère terrestre est responsable de la température moyenne de 15°CF sur Terre. Sans elle, la température serait de -15°C. La Terre est en équilibre dynamique : toute modification de la puissance reçue par la Terre entraine une modification de la puissance émise par la Terre.La puissance reçue au sol est égale à la somme des rayons incidents. Un équilibre est qualifié de dynamique quand le sol reçoit au total une puissance égal à celle qu’il émet. La température moyenne au sol est alors constante.Schéma-bilan  Définitions : – rayon incident – rayon réfléchi – rayon absorbé – rayon diffusé Retour au programme de l’enseignement scientifique en 1ère Comment calculer la proportion de la puissance solaire atteignant la Terre ?Puissance solaire atteignant la surface terrestre
La surface de ce disque est S_{\text{disque}} = \pi \times R_T^2. La puissance reçue est égale au produit de la puissance surfacique et de la surface de ce disque.
Quelle est la puissance solaire reçue par la Terre ?La puissance totale reçue par la Terre se calcule par le produit de la puissance moyenne irradiée par la surface totale calculée : P = 1 361 W/m2 × 1,274 × 1014 m2 = 1,734 × 1017 watts = 173 pétawatts (1015 W ). La puissance moyenne au sol vaut donc 1 361 W/m2 / 4 (voir la surface d'une sphère), soit 340 W/m2 .
Quelle est la puissance solaire absorbée par le sol ?Le rayonnement solaire incident (342 W.m-2) est partiellement réfléchi et diffusé par l'atmosphère (77 W.m-2), et une partie est directement absorbée par l'atmosphère (67 W.m-2). Le rayonnement qui parvient à la surface terrestre est soit réfléchi vers l'atmosphère (30 W.m-2) soit absorbé au niveau du sol (168 W.m-2).
Quelle est la puissance du rayonnement solaire ?Une énergie renouvelable, inépuisable à l'échelle humaine
Après avoir parcouru une distance d'environ 150 millions de kilomètres, l'irradiation solaire arrive à l'extérieur de l'atmosphère de la Terre avec une puissance d'environ 1 367 W/m². C'est ce qu'on appelle la constante solaire.
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Quelle est la proportion de la puissance solaire atteignant la Terre ?
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