10 Albédo et températures
d'équilibre des planètes
Il est possible de calculer la température
d'équilibre d'une planète en tenant
compte de son albedo (A), de sa distance
à son étoile, de la puissance rayonnée
par celle-ci, et d'un effet de serre
éventuel. Pour la Terre, la température
d'équilibre (en °C) vaut ainsi :
Teq=280x (1-A14-240.
Planètes ou
satellites
Conditions
Kamino
Endor
Tatooine
Hoth
surface
enneigée
de surface
océans agités
et nombreuses
intempéries
forêts
tempérées
déserts
chauds et
arides
et gelée
Albedo
0,07
0,45
0,76
0,16
Dans l'univers de Star Wars créé par George Lucas, les planètes et satellites naturels présentent souvent
une surface uniforme dont on peut évaluer l'albédo (tableau ci-dessus).
1. Indiquer à quelles conditions la formule du calcul de la température d'équilibre
de la Terre pourrait s'appliquer à ces quatre exemples.
2. En imaginant ces conditions remplies, calculer leurs températures d'équilibre.
3. Indiquer pour quel exemple le résultat obtenu n'est pas cohérent par rapport
à la description de la planète, et formuler plusieurs hypothèses pour expliquer cette anomalie.
Source: Bordas - 1ère enseignement scientifique 2019
8 L'effet de serre sur Vénus
→ Calculer et raisonner
Vénus et la Terre sont des planètes qu'on peut qualifier de « jumelles >> :
leur masse, leur rayon planétaire et leur densité ont des valeurs très
proches. La température moyenne de surface de Vénus (465 °C-738 Kl
plus élevée que celle de la Terre (15 °C = 288 K) semble facilement
s'expliquer par le fait que Vénus est plus proche du Soleil que la Terre.
Mais ce paramètre n'explique pas à lui seul cette importante différence de
température.
Dans le cas d'une planète en équilibre dynamique, la
puissance émise par la planète vers l'espace est égale à
la puissance solaire reçue par la planète.
[1-A1/4 avec:
e
-5,68.10 U.S.L. (constante de Stefan);
Tlen K] la température d'équilibre de la planète si elle
ne possédait pas d'atmosphère;
Clen W.m-2) la constante solaire pour la planète
considérée;
A (sans unité] correspond à l'albédo planétaire.
Aa. Équation traduisant un bilan radiatif équilibré des planètes
Plus l'effet de serre est important, plus la température
de surface T, de la planète augmente.
La relation suivante permet de relier la température
de surface de la planète T, len Kl à sa température
d'équilibre Tlen K) et d'en déduire l'effet de serre &
Isans unitél de la planète : 7,4(1-E)=7
AC. Indicateur de l'effet de serre
Source: Hachette-lère enseignement scientifique 2019
Vénus
Température Température
Planète d'équilibre
de surface
Constante
solaire C
Distance
par rapport
Tlen K
Ţlen K
(en W.m
au Soleil
(en km)
Vénus
225
738
2639
108 000 000
Terre
255
288
1368
150 000 000
Ab. Quelques caractéristiques de Vénus et de la Terre
1. Calculer la valeur de l'albédo A de
chacune des planètes.
2. Indiquer si l'albédo permet d'expliquer la
différence importante de température de
surface entre les deux planètes. Justifier.
3. Calculer la valeur de l'effet de serre
pour chacune des planètes.
4. Sachant que l'atmosphère de Vénus est
composée à 96% de dioxyde de carbone
(CO), un gaz à effet de serre, expliquer
La différence importante de température
entre Vénus et la Terre.



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