GO 2122 : Climatologie Cours 5 La gomtrie dinsolation la limite de latmosphre Professeur : Bhawan Si

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GÉO 2122 ClimatologieCours 5La géométrie
dinsolation à la limite de latmosphèreProfes
seur Bhawan Singh Ph.D.
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La géométrie dinsolation

• La limite de latmosphère introduction de
  latmosphère pertes
• Insolation réception du rayonnement solaire

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Constante solaire (Io)_Terre

• Valeur 1382 W m-2 (1,98 ly min-1) (1354 à 1396 W
  m-2)
• Io intensité dénergie solaire qui tombe sur
  une surface qui est perpendiculaire aux rayons
  solaires, cette surface se trouvant à la limite
  de latmosphère et à une distance moyenne de 150
  x 106 km (distance moyenne terre soleil)

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Constante solaire
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Dérivation de la constante solaire (Io ?1382 W
m-2)- 2 approchesIo ? ? Ts4 x 4 ?(rs)2
F W 4 ? (rts)2 A m2? émissivité de
la surface du soleil (? 1,0) ? constante de
Stephan-Boltzmann (5,68 x 10-8 W m-2 K-4)Ts
température de la surface du soleil (5 800
oK)rs rayon du soleil (696 x 106 m)rts
distance moyenne entre la terre et le soleil (1.5
x 1011 m)
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Io1.0 x (5,67 x 10-8) (5800)4 x 4 x 3,1416 (696
x 106)2 W m-2 x m2 W 4 x 3,1416 (1,5 x
1011)2 m2 m2 3,9068 x 1026 W 4 x
3,1416 x (1,5)2 x 1022 m2 3,9068 x
104 W 28,26 m2 1382,4 W m-2
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2) Approche alternativeIo ? ? Ts4 x 4
?(rs)2 4 ? (rts)2 ? ? Ts4 (
(rs)2) ((rts)2) 1x(5.67x10-8) (5800)4 x
(696 x 106)2 (1.5 x 1011)2 1380.64 W
m-2
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(No Transcript)
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Chaque planète possède sa propre constante solaire

• Pour la terre un point (latitude) qui reçoit un
  tel intensité dénergie
• Le point subsolaire latitude à laquelle les
  rayons sont directes
• Dépend du moment de lannée (ex. 21 mars et 23
  septembre à léquateur, 21 juin à la tropique de
  Cancer, 21 décembre à la tropique de Capricorne

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Lintensité du rayonnement solaire à la limite de
latmosphère variera en fonction de

• La latitude angle dincidence
• Distance terre/soleil excentricité

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Mouvements (motions) planétaires

• 2 motions fondamentales
• 1 rotation
• 2 révolution

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(No Transcript)
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Révolution-saisons
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Rotation la terre se déplace sur son axe polaire

• 1 rotation complète 24 heures
• Àun moment donné, une moitié de la terre est
  face au soleil (jour) et lautre moitié dans
  lombre (nuit)
• Cercle lumineux ligne de démarcation
• Direction ouest-est lever et coucher du soleil,
  direction des vents

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Révolution la terre en même temps se déplace
autour du soleil suivant une orbite elliptique
le plan de lécliptique

• 1 révolution complète 365 jours
• Laxe de la terre est incliné à un angle de 66.5o
  par rapport au plan de lécliptique obliquité
  de lécliptique

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Révolution (suite)

• Lobliquité de lécliptique reste constante
• Parallélisme de laxe polaire laxe de la terre
  à un moment donné de la révolution est toujours
  parallèle à sa position à nimporte quel autre
  moment.
• Responsable pour les saisons

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Révolution-saisons
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Excentricité de lorbite de la terre

• Une mesure comparative de la distance entre le
  soleil et la terre à des différents moments de
  lannée
• Orbite de la terre une ellipse
• Distance moyenne 150 x 106 km

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Excentricité
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(No Transcript)
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Excentricité
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Périhélie

• Distance terre/soleil la plus rapprochée
• (147.25 x 106 km)
• Présentement le 3 janvier
• Io gt 1382 W m-2 ( 1,5)
• Température globale plus élevée ( 1 o C)

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Aphélie

• Distance terre/soleil la plus éloignée
• (152.1 x 106 km)
• Présentement le 4 juillet
• Io lt 1382 W m-2 ( 5)
• Température globale moins élevée ( 4 o C)

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Vitesse de révolution-Keppler
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Excentricité (suite)

• Durée de lhiver dans lhémisphère nord loi de
  Kepler
• Lhiver dans lhémisphère nord (périhélie) plus
  froid que lhiver dans lhémisphère sud (aphélie)
• Répartition des océans et les continents dans les
  deux hémisphères

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La sphéricité de la terre

• La terre et la limite de latmosphère
• Forme sphérique
• Langle dincidence des rayons solaires varie
  selon la latitude
• Distance terre/soleil à des différentes latitudes
  peu dinfluence

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Angle dincidence
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Angle dincidence

• Latitude, où les rayons sont perpendiculaires
  (près de léquateur), rayonnement plus intense
  par surface unitaire
• Latitude ou les rayons sont obliques (moyennes
  latitudes) rayonnement moins intense par surface
  unitaire

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Angle dincidence
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Angle dincidence
GEO2122
Influence de langle dincidence
surface
1 m2
2 m2
1 La surface captant le rayonnement est plus
petite, lénergie est plus intense par
unité de surface (100 Wm-2).
2 La surface captant le rayonnement est plus
grande, lénergie est moins intense par
unité de surface (50 Wm-2).
Département de géographie
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Angle dincidence
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Angle dincidence
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Angle dincidence des rayons solaires varient
selon

• Latitude ? (oN et oS)
• Déclinaison du soleil (?) position angulaire
  du soleil par rapport à léquateur (23.5o à
  23.5o)
• Lheure de la journée (h) lever et coucher du
  soleil, midi (maximum)

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Géométrie dinsolation
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Déclinaison du soleil
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(No Transcript)
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Angle dincidence/masse optique
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Masse optique
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Loi cosinus de Lambert

• IsIo sin ? Io cos Z
• Is intensité de rayonnement solaire sur une
  surface (W m-2)
• Io constante solaire (1382 W m-2)
• ? altitude du soleil
• Z angle au zénith du soleil

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Loi cosinus de Lambert (suite)

• Si ? 30o, Z 60o
• Is 1382 x sin 30 1382 x 0.5 691W m-2
• Is 1382 x cos 60 1382 x 0.5 691 W m-2
• cos Z sin ? sin ? cos ? cos ? cos h

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Les saisons dues à

• Obliquité de lécliptique inclinaison de laxe
  polaire
• Parallélisme de laxe de la terre autour du
  soleil
• Révolution de la terre autour du soleil

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Révolution-saisons
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Les saisons (suite)

• Solstice dété (hémisphère nord) point
  subsolaire à la tropique de cancer (23.5o N) 21
  juin
• Solstice dhiver (hémisphère nord) point
  subsolaire à la tropique de capricorne 21
  décembre
• Équinoxes
• Équinoxe printanier 21 mars
• Équinoxe automnale 23 septembre
• Cercle lumineux intersecte les pôles

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Révolution-saisons
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Solstices/saisons
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Les solstices
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Durée de jour/nuit
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Solstices/équinoxes
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Longueur de jour
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Longueur de jour
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Les saisons (suite)

• Le point subsolaire se déplace entre 23.5o N et
  23.5o S
• Angle dincidence intensité du rayonnement
  solaire
• Longueur de jour/nuit
• Durée de lensoleillement quantité totale de
  rayonnement solaire (été vs hiver)

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Les saisons (suite)

• Mouvement apparent du soleil
• Due au changement de la déclinaison du soleil
•  semble  que le soleil se déplace nord/sud

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Mouvement apparent du soleil
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Mouvement apparent du soleil
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Mouvement apparent du soleil
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Solstices/saisons
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Les saisons
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FIN
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Angle dincidence
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Solstices/angle d,incidence
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Périhélie/aphélie
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Révolution/parallélisme
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Orbite-périhélie/aphélie