ACTIVITÉ DOCUMENTAIRE


4
Absorption d’une part du rayonnement solaire par l’atmosphère




Questions

1. Doc. 1 Décrivez le spectre d’émission du Soleil en analysant la puissance émise dans les trois domaines de longueurs d'onde mentionnés (UV, visible et IR).


2. Doc. 2 Trouvez les intervalles de longueurs d’onde pour lesquelles l’absorption par les gaz atmosphériques est maximale et ceux où elle est minimale.


3. Doc. 1 et 2 Mettez en relation le spectre d’émission du Soleil et les propriétés d’absorption des gaz atmosphériques pour conclure.

Si l’on prend en compte le rayonnement solaire atteignant notre planète :
30 % est réfléchi par l’atmosphère et par la surface terrestre ;
50 % est absorbé par le sol et le réchauffe.
Dans ce bilan, 20 % du rayonnement solaire semble non comptabilisé.

➜ Comment les propriétés des gaz de l’atmosphère permettent-elles de comprendre le devenir du rayonnement solaire entrant dans l’atmosphère ?



Ce que j’ai déjà vu

  • La loi de Wien et la loi de Planck

Doc. 1
Caractéristiques du rayonnement solaire

Comme déjà vu au cours du chapitre précédent, la loi de Planck met en relation le spectre du rayonnement d’un corps et la température du corps considéré. De même, la loi de Wien montre que le spectre d’émission d’un corps noir admet un maximum d’émission à un λ\lambdamaxmax.
En application de ces lois, le spectre du rayonnement du Soleil, assimilé à un corps noir à une température de 6 000 K, présente un maximum d’émission dans le visible : λmax\lambda max = 0,48 μm.

Caractéristiques du rayonnement solaire

Spectre d’émission du Soleil (T = 6 000 K). UV : rayonnement ultraviolet, V : rayonnement visible, IR : rayonnement infrarouge.

Doc. 2
Propriétés des gaz de l'atmosphère

Parmi les gaz atmosphériques, les gaz les plus représentés, à savoir le diazote (N2\text{N}_2) et le dioxygène (O2\text{O}_2) sont des gaz biatomiques et symétriques qui peuvent être considérés comme neutres vis-à-vis des rayonnements émis par le Soleil. Les molécules non symétriques, qui ne représentent que 1,04 % des gaz atmosphériques, présentent la capacité d’absorber les rayonnements de différentes longueurs d’onde.

Propriétés des gaz de l'atmosphère

Absorption par l’atmosphère en fonction de la longueur d’onde. Sous la courbe d’absorption totale de l’atmosphère sont détaillées les courbes d’absorption des principaux gaz intervenant dans cette absorption.
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