Le bilan radiatif terrestre (Enseignement scientifique 1re)

Summary

Cette vidéo explique comment la température moyenne de surface de la Terre reste relativement constante malgré les échanges complexes d'énergie. Elle détaille la manière dont la Terre reçoit l'énergie solaire, la proportion réfléchie par l'albédo de la surface terrestre, et l'absorption du rayonnement infrarouge. L'effet de serre, causé par des gaz comme la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone, joue un rôle clé en réchauffant la Terre. Grâce à l'équilibre dynamique entre l'absorption de l'énergie solaire et l'émission d'énergie infrarouge, la température moyenne de la Terre se maintient autour de 15°C.

Takeaways

• 😀 La température moyenne de surface de la Terre reste relativement constante grâce à un équilibre dynamique entre l'énergie reçue et émise.
• 🌞 La Terre, de rayon Rt et à une distance D du Soleil, reçoit une puissance radiative solaire de 1361 watts par mètre carré.
• 🌍 Cette puissance se répartit sur une sphère de rayon égal à celui de la Terre et est absorbée seulement par une partie de la surface.
• 🔄 Le flux moyen reçu sur l'ensemble de la Terre est de 340 watts par mètre carré, calculé en tenant compte de la sphère de surface 4πR².
• 🌨 L'albédo, représentant la puissance réfléchie par la surface, varie selon la nature du terrain, par exemple la neige a un albédo de 0,9.
• 🏖 L'albédo terrestre moyen est de 0,3, ce qui signifie que 30% de la puissance solaire reçue est réfléchie.
• 💧 Environ 240 watts par mètre carré sont absorbés par la Terre, après la réflexion de l'énergie solaire.
• 🌡 La Terre émet un rayonnement infrarouge, principalement à une longueur d'onde de 10 micromètres.
• 🌪 L'atmosphère terrestre, composée de gaz tels que la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone et l'ozone, absorbe une partie de ce rayonnement infrarouge.
• 🌱 L'absorption du rayonnement infrarouge par l'atmosphère contribue à un réchauffement de la surface de la Terre, maintenant une température moyenne de 15°C, un phénomène appelé l'effet de serre.

Q & A

Pourquoi la température moyenne de surface de la Terre reste-t-elle relativement constante ?

La température moyenne de surface de la Terre reste relativement constante grâce à un équilibre dynamique entre l'énergie reçue du Soleil et l'énergie émise par la Terre sous forme de rayonnement infrarouge.

Comment le rayonnement solaire est-il réparti sur la Terre ?

Le rayonnement solaire est réparti sur la Terre sous forme d'un flux qui atteint une sphère de rayon égal à la distance entre la Terre et le Soleil. Une partie de ce rayonnement est absorbée par la surface de la Terre, tandis qu'une autre partie est réfléchie.

Quelle est la puissance radiative moyenne qui atteint la Terre ?

La puissance radiative moyenne qui atteint la Terre est de 1361 W/m², mais cette valeur est répartie sur la surface de la Terre, ce qui donne une moyenne de 340 W/m².

Qu'est-ce que l'albédo et comment affecte-t-il la réflexion de l'énergie solaire ?

L'albédo est le rapport entre l'énergie solaire réfléchie par une surface et l'énergie solaire totale reçue. Il varie selon la nature de la surface : par exemple, la neige a un albédo de 0,9, tandis que la mer a un albédo de 0,1.

Quel est l'albédo moyen de la Terre ?

L'albédo moyen de la Terre est de 0,3, ce qui signifie que 30 % de l'énergie solaire reçue est réfléchie, tandis que 70 % est absorbée par la surface terrestre.

Combien d'énergie solaire est absorbée par la surface de la Terre ?

La surface de la Terre absorbe en moyenne 240 W/m² de puissance solaire, après avoir pris en compte la réflexion de l'énergie.

Comment la Terre émet-elle de l'énergie ?

La Terre émet de l'énergie sous forme de rayonnement infrarouge, principalement dans la gamme des longueurs d'onde de 10 micromètres.

Pourquoi la température de la Terre est-elle plus élevée que celle attendue par les calculs théoriques ?

La température de la Terre est plus élevée que celle attendue (environ -18°C) en raison de l'effet de serre, où certains gaz de l'atmosphère, comme la vapeur d'eau, le CO2 et l'ozone, retiennent une partie de l'énergie infrarouge émise par la Terre, la renvoyant vers le sol.

Quel rôle jouent les gaz à effet de serre dans le maintien de la température terrestre ?

Les gaz à effet de serre, comme la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone et l'ozone, absorbent une partie du rayonnement infrarouge émis par la Terre et le réémettent vers la surface, augmentant ainsi la température moyenne de la Terre.

Quel est l'impact de l'effet de serre sur la température moyenne de la Terre ?

L'effet de serre augmente la température moyenne de la surface terrestre à environ 15°C, contre une température théorique de -18°C si l'effet de serre n'existait pas.