une boule à neige interactive
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Enseignement scientifique 1re

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Thème 1 : Une longue histoire de la matière
Ch. 1
Les éléments chimiques
Ch. 2
Des édifices ordonnés : les cristaux
Ch. 3
Une structure complexe : la cellule
Thème 2 : Le Soleil, notre source d'énergie
Ch. 4
Le rayonnement solaire
Ch. 6
Énergie solaire et photosynthèse
Ch. 7
Le bilan thermique du corps humain
Thème 3 : La Terre, un astre singulier
Ch. 8
La forme de la Terre
Ch. 9
L'histoire de l’âge de la Terre
Ch. 10
La Terre dans l’Univers
Thème 4 : Son et musique, porteurs d'information
Ch. 11
Le son, phénomène vibratoire
Ch. 12
Musique et nombres
Ch. 13
Le son, une information à coder
Ch. 14
Entendre la musique
Projet Experimental et Numérique
Livret Maths
Annexes
Chapitre 5
Activité 3 - documentaire

L'albédo : un paramètre très important pour le climat

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Introduction
La proportion de la puissance radiative provenant du Soleil interceptée par la Terre est extrêmement faible. Elle n'absorbe pas l'intégralité du rayonnement reçu.

Que devient la puissance solaire interceptée par la Terre ? En quoi cela influe-t-il sur le climat ?
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Ce que j'ai déjà vu

  • La notion de puissance

  • Le phénomène de réflexion des ondes lumineuses
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Documents

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Doc. 1
Un volcan dans l'histoire

Placeholder pour Un volcan dans l'histoireUn volcan dans l'histoire
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Le volcan Laki (Islande).

En 1783, le volcan Laki entre en éruption. Celle-ci provoque le déversement dans l'atmosphère d'énormes quantités de gaz et de cendres volcaniques. Rapidement, les gaz se propagent dans une partie importante de l'hémisphère nord avant de rejoindre la haute atmosphère dont la composition se trouve modifiée. L'augmentation de la réflexion du rayonnement solaire reçu dans la haute atmosphère a pour conséquence directe une diminution des températures : l'hiver 1784 est extrêmement rude sur l'ensemble de l'Europe. Les conséquences sont dramatiques : très mauvaises récoltes, inondations et augmentation de la mortalité. Certains affirment que l'éruption du Laki est un des éléments ayant indirectement favorisé les insurrections de la Révolution française en 1789.
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Doc. 2
Définition de l'albédo

L'albédo est une grandeur physique sans unité. Compris entre 0 et 1, il caractérise l'aptitude d'une surface (solide, liquide ou gazeuse) à réfléchir le rayonnement qui lui parvient. Si l'on note P_{1} la puissance lumineuse incidente (arrivant sur la surface) et P_{r} la puissance réfléchie (par la surface), l'albédo, noté a, est défini par \alpha=\dfrac{P_{r}}{P_{1}}
Une surface d'albédo égal à 0 absorbe l'intégralité de la puissance lumineuse qu'elle reçoit. À l'inverse, une surface d'albédo égal à 1 en réfléchit l'intégralité. Les rayons lumineux provenant du Soleil et interceptés par la Terre sont donc en partie réfléchis vers l'espace, du fait de son albédo non nul. L'albédo de la Terre peut se décomposer en deux parties :
  • l'albédo de l'atmosphère et des nuages, égal à 0,25 en moyenne ;
  • l'albédo de la surface terrestre, dont la valeur varie selon la surface (océan, forêt, glace, etc.).
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Doc. 3
Variations de l'albédo

Placeholder pour Variations de l'albédoVariations de l'albédo
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SurfaceAlbédo
Océan
0,05-0,10
Désert
0,25-0,40
Glace
0,60
Neige fraîche
0,90

Valeurs d'albédo de surfaces sur Terre et paysage d'Arctique.
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Travaux pratiques

Mesure de l'albédo


Protocole permettant de mesurer l'albédo de différentes surfaces en classe :
  • Entourer les tubes à essai avec les différents papiers à disposition. Si le papier aluminium possède deux faces différentes (une face polie et une face dépolie), réaliser deux tubes différents ;
  • Remplir les tubes d'eau et les placer dans le porte tube ;
  • Mesurer et noter la température de chaque tube ;
  • Éclairer les tubes à une quinzaine de centimètres à l'aide de la lampe. Essayer d'éclairer uniformément les tubes ;
  • Attendre 5 à 10 minutes ;
  • Mesurer à nouveau la température des tubes.

Matériel :
  • Une lampe de bureau ;
  • Un porte tube ;
  • Des tubes à essai ;
  • Du papier aluminium ;
  • Du papier noir ;
  • Du papier blanc ;
  • Du ruban adhésif ;
  • De l'eau ;
  • Un thermomètre.

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Questions

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1. Proposez une schématisation des informations.


2.
Quelle fraction de la puissance solaire qui atteint la Terre ne pénètre pas dans l'atmosphère ?
3. Sachant que la puissance solaire atteignant la Terre vaut 1{,}74 \times 10^{17} W, déterminez la puissance des rayonnements qui atteignent le sol terrestre.

4. Quelles sont les zones du globe réfléchissant le plus les rayons lumineux qui leur parviennent ?

5. Quel paramètre physique a été modifié en 1783 ? Déduisez-en un premier rôle de l'atmosphère dans le bilan radiatif terrestre.
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