Équilibre Radiatif Terrestre

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Questions and Answers

Quelle est la proportion de la puissance du rayonnement solaire qui atteint la surface de la Terre?

70 à 75 % de la puissance du rayonnement solaire.

Quels gaz sont principalement responsables de l'absorption des rayonnements infrarouges dans l'atmosphère?

L'eau (H2O) et le dioxyde de carbone (CO2).

Comment l'effet de serre naturel influence-t-il la température de la Terre?

Il élève la température de la Terre en retenant une partie des rayonnements infrarouges émis.

Quel est le principal gaz à effet de serre dans une atmosphère sèche?

Le dioxyde de carbone (CO2). Signup and view all the answers

Quel impact a l'humidité sur les gaz à effet de serre dans l'atmosphère?

L'humidité augmente la prépondérance de l'eau (H2O) comme gaz à effet de serre. Signup and view all the answers

Pourquoi y a-t-il peu d'absorption des rayonnements dans le domaine visible par l'atmosphère?

Parce que les gaz atmosphériques n'absorbent pas efficacement les longueurs d'onde de la lumière visible. Signup and view all the answers

Quel est le rôle de l'ozone dans l'atmosphère?

Il absorbe principalement les rayonnements ultraviolets. Signup and view all the answers

Que se passerait-il si l'effet de serre naturel était absent sur Terre?

La température à la surface de la Terre serait beaucoup plus basse. Signup and view all the answers

Quelle est la valeur de la puissance rayonnée par le Soleil?

La puissance rayonnée par le Soleil est de $3,84 imes 10^{26}$ W. Signup and view all the answers

Comment calculer l'aire de la sphère ayant pour centre le Soleil et pour rayon la distance Terre-Soleil?

L'aire est donnée par la formule $S = 4 ext{π}R^2$ avec $R = 1,5 imes 10^{11}$ m. Signup and view all the answers

Quelle proportion de l'énergie solaire est reçue par la Terre?

La Terre reçoit moins de 1% du rayonnement solaire émis. Signup and view all the answers

Quel est le rayon de la Terre utilisé pour calculer l'aire du disque non éclairé?

Le rayon de la Terre est de 6 380 km. Signup and view all the answers

Quelle unité est utilisée pour exprimer les distances dans l'univers et quelle est sa valeur?

L'unité astronomique (UA) vaut $1,5 imes 10^{11}$ m. Signup and view all the answers

Quels sont les principaux composants de l'atmosphère terrestre?

L'atmosphère terrestre est composée de diazote (78%), dioxygène (21%), argon (0,93%), dioxyde de carbone (0,033%) et de vapeur d'eau. Signup and view all the answers

Que se passe-t-il avec les rayonnements émis par la Terre?

Les rayonnements émis par la Terre sont absorbés, réfléchis ou transmis dans l'espace par l'atmosphère. Signup and view all the answers

Quelles sont les deux propriétés de la Terre en fonction de sa réception de l'énergie solaire?

La réception est proportionnelle au carré de son rayon et inversement proportionnelle au carré de la distance au Soleil. Signup and view all the answers

Study Notes

Introduction

The topic of study is the Earth's terrestrial radiative balance.
The main question is: Why does the average surface temperature of the Earth remain constant?

Solar Power Reaching Earth

The entire amount of energy emitted by the Sun does not reach Earth.
This study aims to determine the proportion of the Sun's emitted power that is actually received by Earth and its atmosphere.
The process is done in steps.
Calculate the area of the sphere centered on the Sun with the Earth-Sun distance as radius (R = 150 x 10⁹ m).
Calculate the power per square meter received from the Sun at the Earth-Sun distance (solar power = 3.84 x 10²⁶ W).
Determine the area of the non-illuminated disk in document 2 using Earth's radius (r = 6380 km).
Calculate the solar power intercepted by Earth and its atmosphere.

Radiative Balance

In the example provided, Earth is shown to receive only approximately 1% of the total solar radiation emitted by the sun.
The Earth's surface emits radiation as a result of this gained energy.
This radiation influences the planet's temperature, creating a balance.
Calculations show the average power available per square meter on the surface of the Earth is 136 x 10³ W·m^-2.
The calculated power intercepted by Earth and its atmosphere is 1.73 x 10¹⁷ W.

Earth's Energy Balance

Earth receives solar energy.
Part is reflected by the atmosphere and Earth's surface.
The rest is absorbed and warms the planet.
Earth's average temperature is 15°C, but if there were no atmosphere it would be around -18°C.
The presence of an atmosphere affects Earth's temperature.
Greenhouse gases absorb infrared radiation emitted by Earth.
This re-radiated energy warms the planet further.

Factors Affecting Solar Power Received on Earth

Earth's electromagnetic radiation outputs also influence this balance.
Calculations and examples are given to demonstrate this.

Greenhouse Effect

Earth radiates primarily in the infrared range.
This radiation is absorbed by atmospheric gases (greenhouse gases).
Re-emitted radiation warms the planet.
Natural greenhouse effect is essential for life on Earth.

Composition of the Atmosphere

The atmosphere has several important components, including nitrogen (78%), oxygen (21%), argon (0.9%), and carbon dioxide (0.033%).
Water vapor and dust are present in varying amounts.
Some gases (like H₂O, CO₂) are strongly involved in the greenhouse effect and absorb most radiated infrared radiation, thereby influencing the Earth's temperature.

Summary

Earth's average surface temperature remains relatively constant due to the complex interplay between incoming solar radiation, outgoing terrestrial radiation, atmospheric composition, and the natural greenhouse effect.

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Description

Ce quiz explore l'équilibre radiatif de la Terre et examine pourquoi la température de surface reste constante. À travers divers calculs, il évalue l'énergie solaire recevue par notre planète et comment cela influence le climat. Testez vos connaissances sur la physique de l'énergie solaire et son impact sur l'environnement terrestre.