Rayonnement, atmosphère et gaz à effet de serre

Thèmes abordés

Atmosphère, gaz à effet de serre, modélisation simple, applications numériques, rayonnement solaire

Résumé du document

- "Donner le découpage de l'atmosphère pour l'homosphère (jusqu'à 85 km) en se basant sur la température. Y a-t-il une altitude entre 0 et 85 km où la température augmente lorsque l'altitude augmente ?"
- "Pour les applications numériques de la partie B on utilisera le tableau ci-après qui donne l'éclairement d'un corps noir en fonction de sa température."

Extraits

[...] Donner l'ordre de grandeur en ppm de l'oxygène, du dioxyde de carbone et du méthane pour la Terre. Pourquoi l'oxygène n'est pas un gaz à effet de serre ? Que se passerait-il si tout le dioxyde de carbone dans l'atmosphère était remplacé par du méthane en terme d'effet de serre ? (à justifier) Quelles sont les principales bandes d'émission du dioxyde de carbone et de l'ozone dans la stratosphère ? Pourquoi considère-t-on que l'ozone n'est pas un gaz à effet de serre dans la stratosphère ? [...]

[...] : deux aspects sont à prendre en considération, le premier aspect est que le méthane est 23 à 30 fois plus puissant que le dioxyde de carbone en potentiel de réchauffement global. L'autre aspect est que le méthane ne reste dans l'atmosphère qu'en moyenne 12 ans alors que le dioxyde de carbone peut y rester jusqu'à 200 ans. À court terme remplacer le CO2 par du méthane aura un effet négatif, mais on y gagnerait à long terme. Les principales bandes d'émission : Les molécules présentes dans l'atmosphère absorbent le rayonnement solaire, pour se refroidir et équilibrer leur énergie interne. [...]

[...] Ecrire le bilan des flux d'énergie : dans la couche dans la couche au niveau du sol. Déterminer une expression de en fonction de et . Même question pour et . Des mesures du satellite indiquent que et que le rayonnement solaire diffusé ou réfléchi par la planète vers l'espace est de . En déduire la valeur des températures , et . [...]

[...] Il a un coefficient d'absorptivité égal à 1. Si le corps noir absorbe toute l'énergie électromagnétique qu'il reçoit, il en émet également beaucoup (radiateur intégral). Au contraire, un corps blanc est tout corps qui n'absorbe ni n'émet aucune énergie. Les propriétés d'un corps gris se situent donc entre celles d'un corps noir et celles d'un corps blanc. ​ Bilans Couche 1 : 2Ф1 = Ф2 + Ф𝑝 Couche 2 : 2Ф2 = Ф1 Sol : 𝑀𝑠 + Ф1 = 𝛾𝑀𝑠 + Ф𝑝 Ф1, Ф2, et Фp en fonction de Ms et 𝛾 𝑀𝑠 + Ф1 = 𝛾𝑀𝑠 + Ф𝑝 Ф1 = 𝛾𝑀𝑠 − 𝑀𝑠 + Ф𝑝 Ф1 = 𝛾𝑀𝑠 − 𝑀𝑠 + 2Ф1 − Ф2 Ф1 = 𝑀𝑠 − 𝛾𝑀𝑠 + Ф2 2Ф2 = 𝑀𝑠 − 𝛾𝑀𝑠 + Ф2 Ф2 = 𝑀𝑠 − 𝛾𝑀𝑠 Ф1 = 2(𝑀𝑠 − 𝛾𝑀𝑠) Ф𝑝 = 3(𝑀𝑠 − 𝛾𝑀𝑠) Application numérique : 𝑀𝑠 = 400 𝑊/𝑚[2] 𝛾𝑀𝑠 = 200 𝑊/𝑚[2] Ф2 = 200 𝑊/𝑚[2] Ф1 = 400 𝑊/𝑚[2] Ф𝑝 = 600 𝑊/𝑚[2] 𝑇1 = 290 𝐾 𝑇𝑝 = 321 𝐾 𝑇2 [...]

[...] Par contre, au niveau troposphérique (au sol), l'ozone est un gaz à effet de serre, du fait même des propriétés radiatives de ce gaz. Les cirrus sont des nuages de haute altitude constitués de cristaux de glace. Leur impact sur le bilan radiatif est difficile à quantifier car ils deux effets antagonistes sur ce dernier. D'une part ils réfléchissent vers l'espace le rayonnement solaire incident et ont ainsi un impact positif sur le bilan radiatif, ils participent au refroidissement de l'atmosphère. [...]