Absorption d'une part du rayonnement solaire par l'atmosphère
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Introduction
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 ?
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Ce que j'ai déjà vu
La loi de Wien et la loi de Planck
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Documents
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Doc. 1
Caractéristiques du rayonnement solaire
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Spectre d'émission du Soleil (T = 6 000 K). UV : rayonnement ultraviolet,
V : rayonnement visible, IR : rayonnement infrarouge.
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 \lambdamax.
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 : \lambda max = 0,48 μm.
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Doc. 2
Propriétés des gaz de l'atmosphère
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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.
Parmi les gaz atmosphériques, les gaz les plus représentés,
à savoir le diazote (\text{N}_2) et le dioxygène (\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.
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Questions
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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.
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