Enseignement scientifique 1re

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L'atelier des apprentis
P.93



L'atelier des apprentis




1
Puissance solaire interceptée par la Lune

Calculer la proportion de la puissance émise par le Soleil qui atteint la Terre


La Lune, seul satellite naturel de la Terre, reçoit l’essentiel de sa puissance de la part du Soleil. On la modélise par une boule de rayon RL=1737R_\text{L}= 1 \,737 km. On considérera que la distance moyenne entre la Lune et le Soleil est égale à celle entre la Terre et le Soleil, soit D=149,6×106D = 149{,}6 \times 10^6 km.

Questions

À l’aide d’un schéma, déterminez l’expression littérale de la proportion de la puissance émise par le Soleil reçue par la Lune.


Déterminez la valeur numérique. Comparez à celle obtenue pour la Terre, puis commentez.


La Terre vue depuis la Lune

2
La température du sol lunaire

Expliquer qualitativement l'influence de différents facteurs sur la température lunaire.

Version experts (B) ici
.

Les températures du sol lunaire fluctuent entre -170 °C et 130 °C. Une étude américaine récente estime que la température moyenne du sol lunaire calculée sur plusieurs lunaisons s’établit à 271 K, soit -2 °C. La Lune n’a pas d’atmosphère et l’albédo du sol lunaire est de 0,11, soit environ trois fois moins que celui de la Terre.


Questions

1. Le sol lunaire absorbe-t-il une part du rayonnement solaire reçu plus grande ou plus petite que la Terre ? Justifiez.


2. Comment expliquer les grandes fluctuations de température ainsi que la température moyenne plus faible du sol que celle de la Terre qui est de 15 °C environ ?

La face cachée de la Lune

3
Influence de l’humidité de l’atmosphère sur le bilan radiatif terrestre

Expliquer qualitativement l'influence des différents facteurs sur la température terrestre moyenne


Carte mondiale de l’humidité relative dans la basse atmosphère

Carte mondiale du rayonnement infrarouge moyen sortant
Voir les réponses

Question

À l’aide de vos connaissances et de l’exploitation du document proposé, montrez l’influence de l’humidité de l’atmosphère dans le bilan radiatif de la Terre. Rappel : la vapeur d’eau est un gaz à effet de serre.

A
Un des problèmes posés par la fonte des glaces

Raisonner à partir de ses connaissances.
Version initiale (Le coin des experts, exercice 8) ici
.

L’albédo de la Terre peut se diviser en deux parties : l’albédo de l’atmosphère (albédo moyen estimé à 0,25, considéré comme constant dans cet exercice) et l’albédo des surfaces, dont la valeur varie très fortement.

Surface Albédo
Océan
0,05-0,10
Forêt/sol sombre
0,05-0,20
Glace
0,60
Neige fraîche
0,90

Évolution de la Mer de Glace (Haute-Savoie) en 1890
1890

Évolution de la Mer de Glace (Haute-Savoie) en 2010
2010

Questions

1. La fonte des glaces est un phénomène observé depuis quelques dizaines d’années et qui tend à s’accélérer, notamment aux pôles. Que deviennent les surfaces qui disparaissent ?


2. À l’aide du document, déduisez la manière dont évolue l’albédo moyen des surfaces terrestres au cours du temps.


3. À l’aide de la définition de l’albédo, déterminez l’évolution de la fraction de la puissance solaire absorbée par la Terre au cours du temps.


4. Concluez sur l’influence de la fonte des glaces sur le réchauffement climatique.


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