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LE SOLEIL, NOTRE SOURCE D'ÉNERGIE, est définit par, interceptée par la…
LE SOLEIL, NOTRE SOURCE D'ÉNERGIE
Le réacteur solaire
Origine de l'énergie solaire
Soleil = siège de réactions nucléaires de fusion entre noyaux d'hydrogène
Réactions nucléaires en chaîne
ont besoin de
Température minimale de 15 millions de Kelvin (K)
Kelvin (K) = Unité correspondante pour mesurer la température en physique
durant
Somme des masses des produits < masse des réactifs
Défaut de masse (Δm) = origine de l'énergie libérée par le Soleil sous forme de rayonnement
se calcule grâce à
Relation d'Einstein : ΔE = Δm.c² (ou E = m.c²)
Δm = kg
ΔE = J
c = 3,0 x 10^8 m.s^-1
Température de surface du Soleil
Corps noir = corps qui absorbe toutes les raditaions électromagnétiques qu'il reçoit
Loi de Planck
établit que
Quand un corps noir dégage un rayonemment, il ne dépend QUE de la température du corps
Comportement du spectre du Soleil → corps noir
Loi de Wien
associe
Température et longueur d'onde (à laquelle le corps noir produit le + de radiations)
se calcule par
Relation: λmax . T = cste = 2,90.10^-3 m.K
La réception de l'énergie solaire sur Terre
Une répartition variable dans le temps
Variation dans le temps du rayonnement solaire reçu par la Terre
Dans l'hémisphère nord
(+) grand le jour que la nuit
(+) important en été qu'en hiver
Puissance radiative reçue du Soleil par une surface plane → proportionnelle à l'aire de la surface
=> Dépendance de l'angle d'incidence
Causes de ces variations temporelles en un ^m lieu
Rotation de la Terre sur elle-^m
Modification de l'angle d'incidence des rayons solaires durant le jour
Inclinaison de l'axe de la Terre par rapport au plan de révolution autour du soleil
Exposition des hémisphères à des angles d'incidence qui varient selon le moment de l'année
=> Formation des saisons
Une répartition variable dans l'espace
Moyennes anuelles de température au sol
(+) on se rapproche de l'équateur → températures + fortes
Explication des climats (zonés latitudinalement)
(+) on se rapproche des pôles → températures + basses
À cause de la rotondité de la Terre
(+) la latitude est élevée
Rayonnement solaire touche sa surface obliquement
Rayonnement atteignant l'équateur
Est perpendiculaire au sol
Le bilan radiactif terrestre
Puissance solaire interceptée par la Terre
Soleil = provenance du 99,9 % de la puissance reçue par l’atmosphère et la surface terrestre
≃ un demi-milliardième = Reception de la Terre de la puissance émise par le Soleil
Proportion de la puissance totale
Rayon de la Terre
Distance du rayon au Soleil
Répartie sur l'ensemble de sa surface à cause de la rotation habituel du globe terrestre
Relation: (ds le cours)
Le rôle de l’albédo
Albédo = rapport de la puissance de rayonnement réfléchi par la puissance de rayonnement reçu
Sa valeur
Couverture nuageuse
Nature de la surface
Sa mesure moyenne de la Terre ≃ 0,30
Ses objectifs
Déterminer la part de la puissance solaire réfléchie
vers l’espace
En déduire la part absorbée par la Terre
Que devient la puissance transmise ?
Gamme de longueurs d’onde = 10 μm
Émission d’un rayonnement électromagnétique infrarouge par la Terre
Terre → émet vers l’espace une puissance moyenne égale à celle qu’elle absorbe
=> Équilibre thermique dynamique stable de la Terre au cours du temps
L'absorption du rayonnement par l'atmosphère et l'effet de serre
Mise en évidence et origine de l'effet de serre
Température moyenne de la surface terrestre > température calculée selon l'équilibre thermique de la planète
Rayonnement solaire absorbé => Ø la seule source de chaleur que reçoit la surface
Atmosphère
contient
Des gaz absorbant certains rayonnements (principalement dans la gamme des infrarouges)
absorbe
=> 1 partie de la puissance émise par la surface
en la remettant
Vers la surface
Vers l'espace
L'effet de serre et la la température de surface
Température moyenne de la surface terrestre = 15 °C
Résultat d'un équilibre dynamique entre
Émission infrarouge de la surface
Absorption du rayonnement solaire et du rayonnement
infrarouge issu de l'atmosphère
est définit par
interceptée par la Terre
se calcule par
dépend de