EXERCICE I
A.1 L’albédo d'une surface réfléchissante dépend du matériau qui constitue cette surface.
2 La terre émet un rayonnement infrarouge
3. Les mouvements des masses d'air dans l'atmosphère se réalisent des zones de haute pression (anticyclones) vers les zones de basse pression (dépression).
4. Les courants océaniques superficiels sont sous la dépendance des mouvements atmosphériques, c’est-a-dire des vents. Les courants océaniques profonds sont dus aux différences de densité de l'eau de mer, elle-même liée à la température et à la salinité de ces eaux.
B. Répondre uniquement par vrai ou faux, tout en justifiant votre réponse dans le second cas
1. Vrai
2. Faux, l'énergie solaire provient de la fusion thermonucléaire des noyaux d'atomes 'hydrogène.
3. Faux, car dans le soleil il n'y a aucune trace de matières organiques '
4. Vrai
5. Vrai
6. Faux, car l'énergie solaire est sous forme de radiations visibles et invisibles.
7. Vrai,
8. Faux (voir question 1)
9. Vrai
10. Faux, (voir question 3)
11. Vrai
12. Faux car l'albédo d'une surface réfléchissante varie selon la nature de cette surface,
13. Faux, puisqu'elle émet un rayonnement infrarouge ‘
14. Faux, car c'est l'inverse qui se réalisent
15. Vrai.
EXERCICE II
1. La constance solaire moyenne mesure l'énergie du rayonnement solaire émis vers la terre, reçu hors de l'atmosphère sur une surface perpendiculaire au rayonnement.
Le flux solaire reçu à la surface de la terre est inférieur ‘a la constance solaire car d'une part une partie du rayonnement solaire est absorbée par l'atmosphère terrestre, d'autre part la surface de la terre n'est pas plane, mais sphérique. '
2. L'hydrogène (H) est le principal combustible de la réaction de fusion nucléaire qui est à l'origine de l'énergie solaire.
3. L'effet de serre est un phénomène naturel qui permet à la Terre de retenir la chaleur solaire dans l'atmosphère et de maintenir une température acceptable pour entretenir la vie.
L’effet de serre est dû à certains gaz contenus dans l'atmosphère vapeurs d'eau et CO2 surtout), qui revoient vers la Terre une partie du rayonnement infrarouge que celle-ci émet, L'effet de serre contribue ainsi à réchauffer la planète.
4. La terre ne se réchauffe pas. Elle renvoie donc vers l'espace autant d'énergie qu'elle en reçoit. Son bilan énergétique est donc nul.
5. C'est pour comparer les valeurs en divers lieux géographiques en éliminant un facteur de variation non négligeable qui est l'altitude du lieu où sont réalisées les mesures. 4
EXERCICE III
1-b ; 2-d—3-b,d ; 4-d ; 5-a,b,d
EXERCICE IV
1. L'énergie réfléchie par la surface du sol varie selon la nature de celui-ci. Afin de réaliser des comparaisons entre différentes surfaces, on évalue |'aIbédo, c'est-à-dire le rapport entre l'énergie réfléchie et l'énergie incidente.
2. La vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère est opaque au rayonnement infrarouge et le renvoie vers la Terre. Elle contribue ainsi, avec d'autres gaz, à la réalisation de l'effet de serre.
3. Au niveau des pôles, quand l'eau de mer se transforme en glace, la salinité des eaux environnementales augmente. Devenues plus denses, elles s'enfoncent et sont à l'origine des courants océaniques profonds qui parcourent, du nord au sud et du sud au nord, les différents océans du globe.
4. Les vents, qui sont les manifestations les plus visibles de mouvements de l'atmosphère, sont dans les latitudes moyennes, leur direction est modifiée par la rotation de la Terre.
EXERCICE V
A.1 Le solstice d'été se situe le 12 juin ; au pôle nord la durée du jour est alors maximale (24h) et celle de la nuit nulle ; le soleil ne se couche pas.
2. Le solstice d'été est l'une des deux dates de l'année où le soleil est le plus éloigné de l'équateur.
Le rayonnement solaire atteint la Terre après avoir traversé obliquement l'atmosphère, qui absorbe alors une grande partie de ce rayonnement. C'est aussi l'époque où le soleil éclaire constamment le pole nord, entraînant dans cette région une insolation maximale, supérieure à celle observée à l'équateur, malgré l'importance de l'épaisseur de l'atmosphère au niveau des pôles.
B.1 -Si l'on rapproche la courbe (a) des données de la figure (A), on peut dire que cette courbe correspond à l’insolation reçue par la planète pendant l'été (représenté sur la figure (A) par la ligne reliant les latitudes 90o Sud et 90o Nord au mois de juillet; l'insolation est alors maximale au pôle nord et nulle au pôle sud.
2. La courbe (b) traduit |’insolation entre 90° Sud et 90° Nord, entre les périodes d’équinoxe du printemps et du solstice d'été, soit au mois de mai environ. Le maximum d’insolation est alors obtenu pour les régions tempérées de l'hémisphère nord, aux latitudes voisines de 30° Nord ; le soleil s'éloigne de l'équateur, mais il n'éclaire pas encore 24h sur 24 le pôle nord.
EXERCICE VI
1.a Un front chaud est la limite entre deux masses d'air de températures différentes,
La masse d'air chaud avançant vers la masse d'air froid.
Un front chaud est une limite entre deux masses d'air, de telle façon que l'air chaud étant situé à l'arrière de la limite, remplace l'air froid.
Contrairement au front froid, le passage entre les deux masses d'air s'effectue sur une longue distance et il est parfois difficile de noter avec précision le moment de son passage.
b. Un front froid est une limite entre deux masses d'air, l'air froid étant situé à l'arrière de la limite dans le sens du déplacement.
Ce front marque sur la surface terrestre une zone de variation spatiale rapide, presque discontinue, de la direction du vent et du tracé des lignes isobares et isothermes.
2. Les valeurs attribuées aux courbes isobariques sont indiquées en hectopascals (hPa). Le millibar donnerait les mêmes valeurs numériques. '
3. Les nuages se forment aux limites entre les masses d’air froid et-chaud.
4. Rappel de la règle de circulation du vent dans la région tempérée : Dans l'hémisphère nord le vent tourne autour des dépressions dans le sens inverse du sens des aiguilles d'une montre et autour des anticyclones dans le sens des aiguilles d'une montre.
EXERCICE 7 Exploitation des documents
1. Énergie réfléchie par les nuages : (344x25)/100 = 86 W/m2
2. Énergie absorbé par les nuages : (344x25)/100= 86 W/m2
3. Énergie réfléchie par le sol : (344x5)/100=17,2 W/m2
4. L’énergie absorbé par le soi a une valeur de : 170 W/m2
5. Apports d’énergie à la surface du sol: 170 W/m2 +330 W/m2=500 W/m2
- Perte d'énergie à la surface du sol : 100 W/m2 +400 W/m2 =500 W/m2
6. Apport dans le système terre-atmosphère (500+570) W/m2=1070 W/m2
7. Pertes au niveau de l’atmosphère (500+570) W/m2=1070 W/m2. Elles se font sous forme d’infrarouges réémis. –
Bilan énergétique du système terre-atmosphère (1070—1070)=0 W/m2
8. Les éléments du nuage qui favorisent l’effet de serre sont :
Vapeur d'eau. CO2, CH4, H2O, composés chlorofluorocarbonés. '
