Compte-rendu TP La répartition de l’énergie à la surface de la Terre: Énergie et latitude.

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1 Compte-rendu TP La répartition de l’énergie à la surface de la Terre: Énergie et latitude.

2 Introduction. Il existe une zonation climatique avec les climats les plus chauds autour de l’équateur et les plus froids aux pôles.

3 Quelle est la cause de cette inégale répartition?
Introduction. L’énergie solaire reçue à la surface de la Terre varie donc en fonction de la latitude. Quelle est la cause de cette inégale répartition?

4 Démarche expérimentale
Hypothèse La Terre étant sphérique, l’angle d’incidence des rayons solaires varie selon la latitude. Un même rayonnement incident ( et donc une même quantité d’énergie) se répartit donc sur des surfaces différentes

5 Démarche expérimentale
Principe: mesure de la surface éclairée par un même faisceau lumineux sur un globe terrestre à des latitudes différentes.

6 Démarche expérimentale
Vous disposez du matériel suivant: Une lampe torche Une potence Un globe terrestre Une règle Du papier calque.

7 Démarche expérimentale
Le protocole expérimental: (schémas)

8 Démarche expérimentale
Le protocole expérimental: (schémas) Remarque importante: nous allons travailler en positionnant le globe en hiver pour l’hémisphère Nord

9 Démarche expérimentale
On fait varier la latitude.

10 Démarche expérimentale
Notre faisceau lumineux étant divergent; il faut que la distance globe - lampe soit constante. Le seul paramètre qui doit varier étant la latitude; il faut reculer (ou avancer) le globe ou (la lampe)de la distance liée à la courbure.

11 Démarche expérimentale
On relève la surface de la tâche lumineuse avec un morceau de papier calque que l’on applique sur le globe terrestre.

12 Démarche expérimentale
On relève la surface de la tâche lumineuse avec un morceau de papier calque que l’on applique sur le globe terrestre.

13 Démarche expérimentale
On relève la surface de la tâche lumineuse avec un morceau de papier calque que l’on applique sur le globe terrestre.

14 Démarche expérimentale
On relève la surface de la tâche lumineuse avec un morceau de papier calque que l’on applique sur le globe terrestre.

15 Démarche expérimentale
On relève la surface de la tâche lumineuse avec un morceau de papier calque que l’on applique sur le globe terrestre.

16 Démarche expérimentale
Pour calculer la surface éclairée: on utilise les formules suivantes: S= L X I si la surface possède des angles droits S = H X( PB +GB) /2 Si la surface est un trapèze

17 Démarche expérimentale
Résultats: 20° latitude Sud 0° équateur 20° latitude nord 40° latitude nord Surface de la tâche lumineuse ( en mm²) 150 176 350 770

18 Démarche expérimentale
Exploitation des résultats. La tâche la plus petite est celle mesurée à la latitude 20°S . Nous avons fait les mesures en plaçant le globe au solstice d’hiver, les rayons lumineux frappent donc la surface de façon perpendiculaire à cette latitude. La surface de la tâche augmente légèrement lorsqu’on se place à l’équateur (latitude 0°)et de façon plus nette lorsqu’on se rapproche du pôle Nord ( latitudes 20° Net 40°N). On a donc bien démontré qu’un même rayonnement se répartit sur des surfaces plus grandes lorsque l’angle d’incidence diminue.

19 CONCLUSION On peut donc ainsi expliquer la répartition des climats selon la latitude . La même quantité d’énergie se répartit sur une surface plus grande aux pôles qu’à l’équateur car le rayonnement arrive de manière oblique par rapport à la surface de la terre dans les régions polaires et de manière perpendiculaire à l’équateur. C’est donc une conséquence de la sphéricité de la Terre.