Lire la courbe de transmission de l'atmosphère
Exercice de TD · niveau 2 · enseignement scientifique (première), chapitre 5 — Le bilan radiatif terrestre
Énoncé
À l'aide de la figure des spectres et de la transmission : 1. Donner l'intervalle de longueurs d'onde où l'atmosphère est la plus transparente dans le visible, et celui où elle l'est dans l'infrarouge. 2. Où se situe le maximum d'émission du Soleil ? de la Terre ? 3. Expliquer, à partir de ces trois réponses, pourquoi l'atmosphère réchauffe la surface. 4. Quelle molécule creuse un puits au milieu de la fenêtre atmosphérique, et pourquoi est-ce paradoxal ?
Corrigé
1. Dans le visible, l'atmosphère transmet de l'ordre de entre et m. Dans l'infrarouge, la seule plage largement transparente est la fenêtre atmosphérique, entre et m.
2. Loi de Wien. Pour le Soleil ( K) : m, en plein visible. Pour la Terre ( K) : m, en plein infrarouge.
3. Le rayonnement solaire arrive précisément là où l'atmosphère est transparente : il passe. Le rayonnement terrestre part précisément là où l'atmosphère est opaque : il est absorbé, puis réémis, dont une part vers le bas. L'atmosphère est donc une porte à sens unique : entrée facile, sortie difficile. La surface s'échauffe jusqu'à ce que, malgré cette difficulté, elle parvienne à évacuer autant qu'elle reçoit.
4. L'ozone, qui absorbe à m. Le paradoxe est que la même molécule joue deux rôles opposés selon l'altitude et la longueur d'onde : dans la stratosphère, elle absorbe l'ultraviolet et nous protège ; à m, elle bouche partiellement la fenêtre par laquelle la Terre évacue sa chaleur, et se comporte alors en gaz à effet de serre.
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