Enseignement scientifique 1ʳᵉ
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Le Soleil, notre source d'énergie
Rayonnement solaire, bilan radiatif terrestre et enjeux climatiques — programme d'Enseignement scientifique de 1re générale
À propos de cette page
Cette activité de compréhension sur « Le Soleil, notre source d'énergie » en première entraîne à lire, analyser et répondre à des questions en enseignement scientifique. Elle suit le programme officiel de première. Au programme : Le Soleil, une étoile productrice d'énergie, Le spectre électromagnétique du rayonnement solaire, La constante solaire et la puissance reçue par la Terre, L'albédo : fraction de l'énergie renvoyée. Lis le document, réponds puis vérifie immédiatement tes réponses pour progresser. Un bon moyen de travailler la méthode, d'enrichir son vocabulaire et de préparer les contrôles. Ressource gratuite proposée par un professeur particulier à Marseille pour réussir en enseignement scientifique en première.
1Lis ce texte scientifique, puis réponds aux questions ci-dessous.
Le bilan énergétique de la Terre vu depuis l'espace
Depuis les années 1970, des satellites mesurent en permanence les flux d'énergie entrant et sortant du système Terre-atmosphère. La mission CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System) de la NASA fournit depuis 2000 des mesures précises du bilan radiatif terrestre.
Les mesures montrent qu'en moyenne, la Terre reçoit environ 340 W/m² de rayonnement solaire. De ce total, 102 W/m² sont réfléchis vers l'espace (par les nuages, les surfaces claires et l'atmosphère), et 238 W/m² sont absorbés par la surface et l'atmosphère. En contrepartie, la Terre réémet 238 W/m² sous forme de rayonnement infrarouge longue longueur d'onde.
Cependant, depuis les années 2000, les satellites CERES ont détecté un léger déséquilibre positif : la Terre absorbe environ 0,9 W/m² de plus qu'elle n'en réémet. Ce déséquilibre, bien que faible en valeur absolue, s'est accentué au fil des années. Il est attribué à l'augmentation de la concentration des gaz à effet de serre qui « piègent » davantage de rayonnement infrarouge.
L'énergie excédentaire est principalement stockée dans les océans (environ 90 %), ce qui explique la montée du niveau des mers et l'intensification des événements météorologiques extrêmes observées au cours des dernières décennies.
Depuis les années 1970, des satellites mesurent en permanence les flux d'énergie entrant et sortant du système Terre-atmosphère. La mission CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System) de la NASA fournit depuis 2000 des mesures précises du bilan radiatif terrestre.
Les mesures montrent qu'en moyenne, la Terre reçoit environ 340 W/m² de rayonnement solaire. De ce total, 102 W/m² sont réfléchis vers l'espace (par les nuages, les surfaces claires et l'atmosphère), et 238 W/m² sont absorbés par la surface et l'atmosphère. En contrepartie, la Terre réémet 238 W/m² sous forme de rayonnement infrarouge longue longueur d'onde.
Cependant, depuis les années 2000, les satellites CERES ont détecté un léger déséquilibre positif : la Terre absorbe environ 0,9 W/m² de plus qu'elle n'en réémet. Ce déséquilibre, bien que faible en valeur absolue, s'est accentué au fil des années. Il est attribué à l'augmentation de la concentration des gaz à effet de serre qui « piègent » davantage de rayonnement infrarouge.
L'énergie excédentaire est principalement stockée dans les océans (environ 90 %), ce qui explique la montée du niveau des mers et l'intensification des événements météorologiques extrêmes observées au cours des dernières décennies.
2Questions
Q1 Quelle mission spatiale mesure le bilan radiatif terrestre, et depuis quand ?
Q2 Quelle fraction du rayonnement solaire entrant est réfléchie vers l'espace, en W/m² ?
Q3 Quel déséquilibre radiatif a été mesuré depuis les années 2000, et à quoi est-il attribué ?
Un déséquilibre positif d'environ 0,9 W/m² : la Terre absorbe plus qu'elle ne réémet. Il est attribué à l'augmentation des gaz à effet de serre qui piègent davantage de rayonnement infrarouge.Q4 Où est principalement stockée l'énergie excédentaire, et quelles en sont les conséquences observées ?
L'énergie excédentaire est principalement stockée dans les océans (environ 90 %), ce qui entraîne la montée du niveau des mers et l'intensification des événements météorologiques extrêmes.Q5 En utilisant les données du texte, vérifie que le bilan radiatif est équilibré en l'absence de déséquilibre (calcul simple).
Énergie absorbée : 340 − 102 = 238 W/m². Énergie réémise : 238 W/m². Bilan = 238 − 238 = 0 W/m² → équilibre. Le déséquilibre actuel de +0,9 W/m² est une perturbation de ce bilan.Voir le corrigé
- CERES
- 102
- Réponse libre — exemple : Un déséquilibre positif d'environ 0,9 W/m² : la Terre absorbe plus qu'elle ne réémet. Il est attribué à l'augmentation des gaz à effet de serre qui piègent davantage de rayonnement infrarouge.
- Réponse libre — exemple : L'énergie excédentaire est principalement stockée dans les océans (environ 90 %), ce qui entraîne la montée du niveau des mers et l'intensification des événements météorologiques extrêmes.
- Réponse libre — exemple : Énergie absorbée : 340 − 102 = 238 W/m². Énergie réémise : 238 W/m². Bilan = 238 − 238 = 0 W/m² → équilibre. Le déséquilibre actuel de +0,9 W/m² est une perturbation de ce bilan.
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