E3C première, la Terre et Vénus : des planètes qui se ressemblent.

1-a Déterminer graphiquement la longueur d’onde l_max pour laquelle l’intensité d’émission du soleil, considéré comme un corps noir, est maximale.

1-b- En déduire la valeur de la température de surface du Soleil.
Loi de Wien : T = 2,9 10^-3 / l_max = 2,9 10^-3 / (480 10^-9)=6,0 10³ K.
1-c- La température de la surface du Soleil vaut en réalité 5778 K. Proposer une explication de l’écart entre cette valeur et le résultat précédent.
Le soleil ne se comporte pas exactement comme le modèle du corps noir.
2- Recopier sur la copie la proposition correcte.
La valeur de l’albédo donne une mesure :
- du pouvoir absorbant d’une surface donnée ;
- de la puissance solaire parvenant sur une surface donnée ;
- de la proportion de puissance lumineuse réfléchie ou diffusée par une surface éclairée ; vrai.
- de la quantité de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.
3- Sur le document suivant, sont représentées deux courbes, étiquetées (a) et (b). L’une représente un modèle de la puissance radiative émise par la Terre en fonction de la température de la Terre, l’autre représente un modèle de la puissance solaire absorbée par la Terre, en tenant compte de l’albedo terrestre mais sans tenir compte de l’effet de serre.
3-a- Préciser en justifiant la réponse ce que représentent les courbes (a) et (b).
3-b- Déterminer graphiquement la température d’équilibre de la Terre prédite par cette modélisation, en expliquant la méthode employée. Commenter le résultat, sachant que l’on observe une température moyenne de l’ordre de 288 K (15 °C) à la surface de la Terre.

La température prévue par ce modèle est inférieure de 8 K par rapport à la réalité.
Le modèle ne prend pas en compte l'effet de serre.
4- La constante solaire d’une planète est la puissance solaire parvenant sur une unité de surface de la planète en incidence normale.
4-a- Expliquer pourquoi la constante solaire de Vénus est plus grande que celle de la Terre.
Vénus est plus proche du soleil que ne l'est la terre.
4-b- En prenant en compte l’albedo, calculer la puissance solaire P_S,Terre effectivement absorbée par unité de surface Terrestre en incidence normale. Calculer de même la puissance solaire P_S,Vénus effectivement absorbée par unité de surface de Vénus en incidence normale.
P_S,Terre = constante solaire x (1- albédo terre) =1368 x(1-0,3) = 958 W m^-2.
P_S,Vénus = constante solaire x (1- albédo Vénus) =2639 x(1-0,78) = 580 W m^-2.
4-c- Proposer une explication au fait que, malgré le résultat précédent, la température moyenne de Vénus est très supérieure à la température de la Terre.
L'atmosphère de Vénus est constituée à 96,5 % de dioxyde de carbone, gaz à effet de serre.