Lorsque le rayonnement traverse la couche atmosphérique, il entre en collision avec les molécules et les particules présentes dans l’atmosphère. Il peut être dévié de sa trajectoire, c'est le phénomène de diffusion atmosphérique, ou bien être en totalité ou en partie absorbé. Dans ce dernier cas, il y a transfert d'énergie entre le rayonnement et les molécules avec lesquelles il entre en collision. L'absorption du rayonnement qui cède tout ou partie de son énergie conduit par conséquent à une atténuation du signal dans la direction de propagation du rayonnement. La molécule change de configuration électronique. L’énergie absorbée modifie l’énergie interne de la molécule en la faisant passer d’un niveau d’énergie E1 à un niveau d’énergie E2 supérieur. Show Cette énergie est ensuite réémise sous forme de chaleur à une plus grande longueur d’onde (infrarouge thermique). Une molécule possède des niveaux d’énergie discrets ou quantifiés auxquels sont associés des états de mouvement moléculaire : état de vibration, de rotation ou de configuration électronique correspondant respectivement à des niveaux d’énergie croissants. Selon l’énergie du rayonnement incident, on distingue plusieurs types d’absorption : ▪ dans l’ultraviolet : ▪ dans le visible : ▪ dans l’infrarouge : ▪ dans les hyperfréquences : L’atmosphère est constituée de gaz à concentration constante (azote N2 - 78,1% -, oxygène O2 - 21,8% -, argon Ar - 0,9% -) et de gaz dont la concentration varie spatialement et au cours du temps, comme la vapeur d’eau H2O, le dioxyde de carbone CO2, le méthane CH4, le monoxyde de carbone CO, le protoxyde d’azote N2O, les chlorofluorocarbones CFC ou l’ozone O3. Chacun des gaz constituant de l’atmosphère absorbe le rayonnement dans des longueurs d’onde sélectives délimitant ainsi de nombreuses bandes d’absorption :
Les longueurs d’onde pour lesquelles le rayonnement électromagnétique est peu ou pas absorbé constituent ce que l’on appelle les fenêtres de transmission atmosphériques. Dans ces fenêtres, pratiquement tout le rayonnement est transmis. Les capteurs satellitaires dédiés à l’observation de la Terre utilisent ces fenêtres pour observer la surface terrestre et celle des océans. L’observation du schéma ci-dessus permet de dégager les points essentiels du phénomène d’absorption :
bonjour Pour cela un spectre d'�mission de la plan�te terre vue d'un satellite(doc1) ainsi qu'un spectre IR de l'ozone (o3) gazeux en transmittance.
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mmalou Bonjour Quentin6781 Peux-tu fermer les comptes maryne et pierrotdu01 (utilise la fonction "mot de passe oubli�" en cas de besoin. Lorsque cela est fait, Mets un mail � gbm ( Post� par
gbm Situation régularisée, l'échange peut reprendre une fois les pistes de réflexion fournies Post� par
Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique 14-10-20 à 20:30 merci ! Post�
par Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique 14-10-20 à 20:35 je pense que le maximum d'absorbtion correspond a l'�nnergie reflechi mais je ne suis pas sur. mais l'albedo je sais pas .... Post� par gbm La premi�re des choses est d'�tudier chaque graphique : Doc 1 : tu as une courbe repr�sentant l'�nergie �mise par la Terre en fonction de la longueur d'onde du rayonnement �mis (vu depuis un satellite) A quelles longueurs d'onde
on a des pics d'�mission ? Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone
atmosph�rique 15-10-20 à 10:45 On a deux pics à a 10^4 et un autre a 10puissance ? J'arrive pas déterminer 10puissance2.75? En nm (nanometre) Les rayonements sont IR Le pic le plus fort est celui de l'albedo a 10puissance (combien?)nm et le second pic correspond a l'energie emis en IR ? ***Messages regroupés*** Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone
atmosph�rique 15-10-20 à 17:16 Gmb ? Post� par gbm
Bonsoir, D�sol� pour le d�lai de r�ponse mais je travaille en journ�e :
(d'apr�s Tu as donc un graphique dont l'axe des abscisses est une plage de longueurs d'onde entre 102 nm = 10-1 = 0,1 �m et 105 = 102 = 100 �m donc oui tu es bien dans le domaine infrarouge (IR). Tu peux pr�ciser � quel domaine de l'IR chaque pic correspond : proche, moyen, lointain ... Concernant le graphique 2, on a la transmittance en fonction de la longueur d'onde : qu'observes-tu ? Qu'est-ce que la transmittance ?
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Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique 15-10-20 à 20:10 Attendez ! Déjà pour le graphique 1 je n'ai pas compris ? Où repérer la partie du spectre de l'albédo de la planète et après la partie correspondant a son emission dans les IR ? La transmittance, en général, est le rapport caractérisant la transmission d'une grandeur dans un système. Elle se calcule par le rapport entre la grandeur en entrée et en sortie. Sur le graph. 2 je peux observer un grand pic a 10?m et un second a 5?m. Mais comment repondre a : rediger un court paragraphe argumente et chiffré indiquant si l'o3 est un GES ou non ? ***Messages regroupés*** Post� par gbm Je pense qu'on va réviser un peu certaines notions car tu ne sembles pas saisir ce qu'on te demande : --------------------------------------- L' albédo correspond au rapport entre l'énergie réfléchie et l'énergie incidente, c'est-à-dire l'énergie reçue par la surface. L'albédo caractérise donc la température d'un corps. Sa valeur est comprise entre 0 et 1 : => température élevée La transmittance exprime la proportion de rayonnement traversant la cuve sans être absorbée : Ainsi, plus la transmittance est élevée, moins le composé chimique absorbe les longueurs d'onde incidentes, et inversement. Les gaz à effet de serre (GES) sont des composants gazeux qui absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre et contribuent ainsi à l'effet de serre. --------------------------------------- L'objectif de ce sujet est donc de vérifier si l'ozone est un GES. Le document 2 te montre une transmittance de 0,2 (ce qui signifie quoi ?) à la longueur d'onde environ environ entre 9 et 10 µm = entre 9.103 et 104 nm Or, d'après le document 1, qu'observes-tu à la longueur d'onde environ égale à 104 nm ?
Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique 15-10-20 à 21:53 On observe a 10^4 une énergie émise a 1w.m^2.nm^-1. Donc d'après la définition de l'albédo, l'énergie est totalement refléchie Donc question 1 : La partie du spectre qui correspond a l'albédo est donc le pic a 10^-4 nm. Mais qu'en est-il pour la partie correspondant à son émission thermique dans les IR ? Pour la question 2 : si la transmittance est élevée, moins le composé chimique absorbe les longueurs d'onde incidentes, et inversement alors on peut observer sur le graphique que 11nm on a une transmittance de 0.1 % ce qui veut dire que le composé chimique absorbe les longueur d'ondes incidents et par conséquent l'o3 absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre ? C'est donc un GES qui contribue au réchauffement climatique Du coup sur le doc 2 on observe a environs 10?m une transmittance de 0.2%. Or 10 ?m = 10^4 nm ce qui correspond au moment ou il y a une réflexion de l'énergie solaire (cf doc 1) donc l'o3 est une GES (c est a dire qu'il absorbe les IR émient à la surfance de la terre c'est a dire qu'il nous protege et il contribue à l'effet de serre ? ***Messages regroupés*** Post� par gbm Bonjour, Regroupe tes messages quand tu postes, sinon cela s'apparente à du flood. De ton document 1 tu en déduis que l'ozone absorbe les rayonnements dans l'infrarouge thermique : Or d'après le document 2, cela correspond à une longueur d'onde Donc pour une même longueur d'onde, une énergie infrarouge thermique émise par la Terre est absorbée par l'ozone, en ce sens c'est un gaz à effet de serre (cf. la rappel de définition dans mon message du 15-10-20 à 21:06). Il te reste à nuancer ton propos en étudiant le pic d'émission de la Terre dans infrarouge, tout en constatant que l'ozone absorbe peu pour cette même longueur d'onde. Post� par
Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique 16-10-20 à 13:01 Pour la question 1 tout d'abord l'albedo correspond au pic de 10^-4 nm mais son emission thermique c'est ou ? Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone
atmosph�rique 16-10-20 à 18:14 Question 1 ) l'�nergie de l'�mission thermique de la terre dans les IR est le pic a 10^4 La partie correspondant a la r�flexion de l'�nergie solaire est ou ? Je vois pas la ou vous voulez en venir sur le doc 2 (ma photo 2) pouvez vous m'indiquer la partie du spectre correspondant a l'alb�do (r�flexion de l'�nergie solaire) puis la partie correspondant � son �mission thermique dans les IR ? Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone
atmosph�rique 16-10-20 à 18:25 Pour la question deux voici la r�ponse finale : dans le document 1 on observe que l'ozone absorbe les rayonnements dans l'IR thermique a lambda = 9 um. Or d'apr�s le doc 2 cela correspond � une longueur d'onde de 10^4 nm. Soit 10 um pour laquelle l'�nergie est �mise par la terre. Donc pour une m�me longueur d'onde une energie IR thermique de la terre est absorb�e par l'O3. C est donc un GES. Ai-ce bon comment r�ponse ? Post� par gbm
Bonjour, Je t'ai déjà répondu pour cette longueur d'onde autour de 9-10 µm (d'où le 16-10-20 à 12:54. Il faut faire la synthèse de tout notre échange là-dessus. Il ne reste plus qu'à étudier le maximum d'énergie émise (quelle longueur d'onde ?) du doc 1 ... Post�
par Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique 17-10-20 à 10:22 l'�nergie de l'�mission thermique de la terre dans les IR est le pic a 10^4 Mais il faut trouver La partie correspondant a la r�flexion de l'�nergie solaire est ou ? Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone
atmosph�rique 17-10-20 à 10:28 Quel est a justification ? Post� par
Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique 17-10-20 à 10:33 Il faut �tudier la partie du spectre correspondant � l'alb�do (r�flexion de l'�nergie solaire) et la partie correspondant � son �mission thermique dans les IR gr�ce � mon doc 2 : celui ci Post� par gbm Ce que tu me demandes est de te donner la solution alors que je t'ai pos� une question pr�cise ... Tu ne sembles m�me pas avoir compris que c'est gr�ce � l'analyse des docs 1 et 2 qu'on en a d�duit une propri�t� de GES pour l'ozone � Il ne reste plus qu'� �tudier de la m�me fa�on l'autre pic d'�mission sur le doc 1 et regarder le doc 2 pour cette m�me longueur d'onde
Post� par
Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique 17-10-20 à 13:20 L'autre pic est environs a 4.2 ųm. Pour une transmittance plus �lever : � 0.5 % Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique
17-10-20 à 13:24 Soit 4.2 10^2 nm Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone
atmosph�rique 17-10-20 à 13:29 Puissance 3 pardon Post� par gbm
A vue de nez (n'ayant pas l'échelle précise des abscisses), on semble être plus proche des Attention aux échelles des longueurs : Autant dire qu'on ne peut pas utiliser le doc 2 puisque l'axe des abscisse ne couvre pas ces longueurs d'onde. On ne regardera donc que le document 1 ce qui est bien dommage. Qu'en déduis-tu ? Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone
atmosph�rique 17-10-20 à 17:57 je ne vois pas comment vous avez trouv� 0.6 �m Post� par
Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique 17-10-20 à 18:02 sommes nous bien d'accord que le document un est la courbe de l'�nergie �mise en fonction de la longueur d'onde en nm Post� par gbm J'ai pris une r�gle et voici ce que j'ai fait :
Tu vois bien qu'on est forc�ment au-dessus de 500 nm
Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique 17-10-20 à 18:05 si vous parlez bien du document 1 je trouve aussi 6*10^2 nm je suis d'accord. Post� par gbm
Nous sommes donc d'accord ! Oui c'est un pic d'émission pour lequel l'ozone ne semble pas l'absorber, cela va donc partir dans l'univers. Est-ce un peu plus clair cet exercice ***Message complété*** Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone
atmosph�rique 17-10-20 à 18:14 je pense pas ... pour la question une : La partie du spectre correspondant � l'alb�do de la Terre est autour de 6*10^2 nm (avec au max un pic � 8.1 W.m^2.nm^-1) soit 0.6 �m. La partie qui correspond � son �mission thermique dans les infra-rouge est le pic � 10^4 nm ??? Post� par gbm D'après D'après le document 1 (allure simplifiée du spectre d'émission de la Terre depuis un satellite, donc au-delà de l'atmosphère terrestre), on observe deux pics d'émissions : Si on regarde le document 2 (spectre infrarouge de l'ozone en transmittance) : La transmittance exprime la proportion de rayonnement traversant la cuve sans être absorbée : Or on constate qu'autour de Or, les gaz à effet de serre (GES) étant des composants gazeux qui absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre (et contribuant ainsi à l'effet de serre), on en conclut que l'ozone est un GES puisqu'il absorbe une partie de l'énergie IR émise par la Terre vers l'univers. Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone
atmosph�rique 17-10-20 à 18:43 d'accord maintenant c'est plus clair !! cependant pour etre sur les deux pics dont vous parler sont bien 6.10^2 nm : reflexion de l'�nergie thermique Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique 17-10-20 à 18:50
gbm @ 17-10-2020 � 18:38 D'après D'après le document 1 (allure simplifiée du spectre d'émission de la Terre depuis un
satellite, donc au-delà de l'atmosphère terrestre), on observe deux pics d'émissions : Si on regarde le document 2 (spectre infrarouge de l'ozone en transmittance) : La transmittance exprime la proportion de rayonnement traversant la cuve sans être absorbée : Or on constate qu'autour de Or, les gaz à effet de serre (GES) étant des composants gazeux qui absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre (et contribuant ainsi à l'effet de serre), on en conclut que l'ozone est un GES puisqu'il absorbe une partie de l'énergie IR émise par la Terre vers l'univers.
et donc cela est la justification de la question 2 ? Post� par gbm L'albédo correspond au rapport entre l'énergie réfléchie et l'énergie incidente, c'est-à-dire l'énergie reçue par la surface. Si la longueur d'onde 6.102 nm correspond à une énergie émise par la Terre et qui ne semble pas être absorbée, on en déduit qu'elle est ... Ensuite, le document 1 te fournit un spectre d'émission entre les longueurs d'onde 102 nm = 0,2 µm et 105 nm = 100 µm, tu te trouves donc dans quelle(s) domaine(s) du spectre électromagnétique d'après les liens fournis ? -------- Citation : Si tu as compris ce qu'on a fait, tu es capable d'y répondre par toi-même. Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique 17-10-20 à 18:58 il est dans les IR moyen. Donc 6*10^2 est l'�nergie r�fl�chie de la Terre Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone
atmosph�rique 17-10-20 à 19:01 10^4 correspond � l'�mission thermique de la terre pardon Post� par
Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique 17-10-20 à 19:34 si c'est exacte c'est le seul truc que je ne comprends pas je ne vois pas comment le justifier meme si ce n'est pas demand�, j'ai compris tout le reste sinon... Post� par gbm Je commence � me demander si tu as eu un cours sur le sujet Le premier pic d'�mission terrestre est � 6.102 nm = 600 nm, tu es donc dans le domaine du visible (entre 400 et 800 nm). Cela ne correspond-il pas � une partie du spectre d'�mission du rayonnement solaire ? C'est donc la partie r�fl�chie du spectre solaire re�u par la Terre. Pour le deuxi�me pic d'�mission, OK pour l'IR moyen d'apr�s le tableau fourni ( 15-10-20 � 20:06). La Terre, tout comme n'importe quel corps r�chauff� (par l'�nergie qu'elle re�oit du Soleil), �met un rayonnement infrarouge => ce ph�nom�ne d'�mission est donc thermique. Cela r�pond donc � la question 1. Pour la question 2, il faut se concentrer sur le pic d'�mission dans l'infrarouge en s'inspirant de mon message du 17-10-20 � 18:38.
Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone
atmosph�rique 17-10-20 à 21:25 mais justement non ! nous n'avons pas eu de cours la dessus ! �a n'a rien avoir avec le cour ! le cour �tait sur le cycle du carbone etc ! Post� par
gbm Bonjour Quentin, OK, j'ai donc répondu à tes question du 17-10-20 à 18:58 dans mon message du 17-10-20 à 21:11. C'est effectivement plus délicat quand on n'a pas eu de cours avant cet exercice ... Post� par Quentin6781re : Etude de l'ozone atmosph�rique 18-10-20 à 11:08 Alors si tu es cl�t, je vous remercie vivement de votre aide !
Post� par gbm
Je t'en prie, reprends ça à tête reposée et fait la synthèse de nos échanges et tu en auras fini avec cet exercice Bon dimanche ! Quelle longueur d'onde absorbe l'ozone ?L'ozone absorbe essentiellement les rayonnements ultraviolets dont la longueur d'onde est inférieure à 0,29 μm, une très faible partie des rayonnements dans le rouge, ainsi que les rayonnements dans l'infrarouge thermique (λ ~ 9,5 μm).
Quels types d'UV sont les plus absorbés par la couche d'ozone ?La couche d'ozone absorbe une bonne partie des rayons UV-B qui pénètrent dans l'atmosphère, mais pas la totalité. L'indice UV mesure la partie des rayons UV-B responsable des coups de soleil qui atteint la surface de la Terre. Les rayons UV-C sont très puissants.
Qu'estL'ozone, un gaz mineur au rôle majeur
Les 10% restants se situent dans la troposphère. L'ozone est perçu différemment suivant qu'il se trouve dans l'une ou l'autre de ces couches : c'est un protecteur indispensable à la vie dans la stratosphère puisqu'il absorbe les rayons UV nocifs.
Où se trouve la couche d'ozone et quel est son rôle ?La couche d'ozone est la partie de l'atmosphère située entre vingt et cinquante kilomètres d'altitude (stratosphère). La concentration en ozone y est de l'ordre de dix parties par million. L'ozone de la stratosphère absorbe la plupart des rayons ultraviolets dommageables (rayons UV-B) sur le plan biologique.
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Quelles sont les longueurs d'ondes absorbées par l'ozone ?
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