QCM : Atmosphère, rayonnements et climat (17 questions)

Question 1

1. Quels domaines composent le rayonnement solaire avant sa traversée de l’atmosphère ?

Les ultraviolets, la lumière visible et l’infrarouge

Les ultraviolets, les ondes radio et les micro-ondes

La lumière visible, les rayons X et les infrarouges

Les rayons X, les micro-ondes et les ondes radio

Explication

Avant de traverser l’atmosphère, le rayonnement solaire comprend les ultraviolets, le visible et l’infrarouge. Les rayons X, les micro-ondes et les ondes radio ne constituent pas les trois domaines indiqués ici.

Answer

Les ultraviolets, la lumière visible et l’infrarouge

Question 2

2. Quelle bande de longueurs d’onde correspond aux UV-B ?

De 280 à 315 nm

De 315 à 400 nm

De 100 à 280 nm

De 400 à 800 nm

Explication

Les UV-B s’étendent de 280 à 315 nm. La bande de 100 à 280 nm correspond aux UV-C, tandis que celle de 315 à 400 nm correspond aux UV-A.

Answer

De 280 à 315 nm

Question 3

3. Comment l’ozone et le dioxygène contribuent-ils au filtrage des ultraviolets atmosphériques ?

Ils émettent des ultraviolets selon des courbes relatives qui s’additionnent

Ils absorbent les ultraviolets selon des courbes relatives qui ne s’additionnent pas

Ils réfléchissent les ultraviolets selon des courbes relatives qui se superposent

Ils transmettent les ultraviolets selon des courbes relatives indépendantes

Explication

L’ozone et le dioxygène absorbent tous deux les ultraviolets atmosphériques, mais leurs courbes d’absorption relatives ne s’additionnent pas. Les autres propositions remplacent l’absorption par la réflexion, l’émission ou la transmission.

Answer

Ils absorbent les ultraviolets selon des courbes relatives qui ne s’additionnent pas

Question 4

4. À quelle longueur d’onde l’ADN absorbe-t-il fortement les ultraviolets, et dans quel domaine cette longueur se situe-t-elle ?

Autour de 260 nm, dans le domaine UV-C

Autour de 310 nm, dans le domaine UV-B

Autour de 500 nm, dans le domaine visible

Autour de 360 nm, dans le domaine UV-A

Explication

L’ADN absorbe fortement les ultraviolets autour de 260 nm, une longueur d’onde située dans le domaine UV-C, et absorbe aussi une partie des UV-B. Les autres longueurs proposées appartiennent à des bandes différentes.

Answer

Autour de 260 nm, dans le domaine UV-C

Question 5

5. Quelle succession d’étapes décrit la formation de l’ozone sous l’action des UV-C de longueur d’onde inférieure à 240 nm ?

L’ozone se dissocie en atomes d’oxygène, puis ces atomes forment du dioxygène atmosphérique

Le dioxygène absorbe les UV-C, puis se transforme directement en deux molécules d’ozone

Les atomes d’oxygène absorbent les UV-C, puis se séparent en molécules de dioxygène

Le dioxygène se dissocie en deux atomes d’oxygène, puis chacun peut réagir avec une molécule de dioxygène

Explication

Les UV-C de longueur d’onde inférieure à 240 nm dissocient le dioxygène en deux atomes d’oxygène, lesquels peuvent ensuite réagir avec des molécules de dioxygène pour former de l’ozone. La transformation ne consiste pas en une conversion directe du dioxygène en ozone ni en une dissociation initiale de l’ozone.

Answer

Le dioxygène se dissocie en deux atomes d’oxygène, puis chacun peut réagir avec une molécule de dioxygène

Question 6

6. Dans quelle condition le dioxygène peut-il amorcer la formation d’ozone dans l’atmosphère ?

Lorsqu’il absorbe la lumière visible comprise entre 400 et 800 nm

Lorsqu’il reçoit des UV-B dont la longueur d’onde dépasse 315 nm

Lorsqu’il reçoit des UV-C dont la longueur d’onde est inférieure à 240 nm

Lorsqu’il reçoit des UV-A compris entre 315 et 400 nm

Explication

Les UV-C de longueur d’onde inférieure à 240 nm fournissent l’action nécessaire pour dissocier le dioxygène en atomes d’oxygène, étape initiale de la formation d’ozone. Les UV-B, les UV-A et la lumière visible ne sont pas la condition précisée pour cette dissociation.

Answer

Lorsqu’il reçoit des UV-C dont la longueur d’onde est inférieure à 240 nm

Question 7

7. Quelle comparaison décrit correctement la présence des différents rayonnements ultraviolets à la surface terrestre ?

Les UV-C atteignent largement la surface, les UV-B l’atteignent en partie et les UV-A y sont presque absents.

Les UV-B atteignent largement la surface, les UV-A l’atteignent en partie et les UV-C y sont fréquents.

Les trois catégories d’UV atteignent la surface dans des proportions comparables.

Les UV-A atteignent largement la surface, les UV-B l’atteignent en partie et les UV-C y sont presque absents.

Explication

Les UV-A traversent largement l’atmosphère, tandis qu’une partie des UV-B seulement atteint le sol et que les UV-C sont presque entièrement filtrés. Confondre les UV-A et les UV-C inverse précisément leur capacité respective à parvenir jusqu’à la surface.

Answer

Les UV-A atteignent largement la surface, les UV-B l’atteignent en partie et les UV-C y sont presque absents.

Question 8

8. Pourquoi l’exposition aux UV-B peut-elle être particulièrement nocive pour la peau et les cellules ?

Elle peut augmenter la température corporelle, modifier la pression sanguine et stimuler la respiration.

Elle peut provoquer des coups de soleil, endommager l’ADN et favoriser des mutations cellulaires.

Elle peut produire des infrarouges, perturber le spectre visible et refroidir les tissus.

Elle peut filtrer les UV-C, réduire l’ozone atmosphérique et favoriser la formation des nuages.

Explication

Les UV-B peuvent provoquer des coups de soleil ainsi que des lésions de l’ADN susceptibles d’entraîner des mutations cellulaires. Leur intensité varie notamment avec la saison, l’heure et l’altitude, mais les effets proposés dans les autres réponses ne caractérisent pas leur action biologique.

Answer

Elle peut provoquer des coups de soleil, endommager l’ADN et favoriser des mutations cellulaires.

Question 9

9. Quelle relation entre la dangerosité des UV-C et leur présence au sol est correcte ?

Les UV-C sont surtout responsables des coups de soleil, car le dioxygène les laisse traverser l’atmosphère.

Les UV-C sont peu dangereux pour les cellules, mais l’atmosphère en concentre une grande partie près du sol.

Les UV-C sont modérément dangereux pour les cellules, car l’ozone transforme leur énergie en lumière visible.

Les UV-C sont très dangereux pour les cellules, mais l’atmosphère en filtre presque totalement l’arrivée au sol.

Explication

Les UV-C peuvent causer des lésions graves et la mort cellulaire, mais le dioxygène et l’ozone les filtrent presque entièrement. Les coups de soleil sont plutôt associés aux UV-B, et l’atmosphère ne concentre pas les UV-C près du sol.

Answer

Les UV-C sont très dangereux pour les cellules, mais l’atmosphère en filtre presque totalement l’arrivée au sol.

Question 10

10. Quelle association entre la température d’un astre et son maximum d’émission est correcte ?

Le Soleil et la Terre, malgré leurs températures différentes, présentent tous deux un maximum d’émission dans le visible.

Le Soleil et la Terre présentent tous deux un maximum d’émission dans l’infrarouge en raison de leur nature thermique.

Le Soleil, à environ 5 800 K, émet principalement dans le visible, tandis que la Terre, à environ 288 K, émet dans l’infrarouge.

Le Soleil, à environ 288 K, émet principalement dans l’infrarouge, tandis que la Terre, à environ 5 800 K, émet dans le visible.

Explication

La température beaucoup plus élevée du Soleil place son maximum d’émission autour du visible, alors que la Terre, plus froide, rayonne principalement dans l’infrarouge. La confusion vient de l’inversion des températures et des domaines spectraux associés aux deux astres.

Answer

Le Soleil, à environ 5 800 K, émet principalement dans le visible, tandis que la Terre, à environ 288 K, émet dans l’infrarouge.

Question 11

11. Une planète possède une température moyenne proche de celle de la Terre, soit environ 288 K. Dans quel domaine son émission thermique maximale devrait-elle se situer ?

Dans les rayons X, car son émission est d’origine thermique.

Dans l’infrarouge, comme pour la Terre.

Dans le visible, comme pour le Soleil.

Dans l’ultraviolet, en raison de sa température modérée.

Explication

Un astre proche de 288 K présente un maximum d’émission thermique dans l’infrarouge, domaine caractéristique du rayonnement terrestre. Le visible correspond plutôt au maximum d’émission du Soleil, dont la température est bien plus élevée.

Answer

Dans l’infrarouge, comme pour la Terre.

Question 12

12. De quels paramètres dépend l’absorption du rayonnement infrarouge par l’atmosphère ?

De la distance à la Lune et de la vitesse de rotation de la planète.

De la pression océanique et de la direction du champ magnétique.

Du gaz atmosphérique considéré et de la longueur d’onde du rayonnement.

De la couleur du sol et de la quantité de lumière visible reçue.

Explication

L’atmosphère n’absorbe pas toutes les longueurs d’onde de la même façon, et chaque gaz possède ses propres capacités d’absorption. Les paramètres astronomiques, géologiques ou magnétiques proposés ne définissent pas directement cette absorption infrarouge.

Answer

Du gaz atmosphérique considéré et de la longueur d’onde du rayonnement.

Question 13

13. Quels gaz atmosphériques absorbent fortement les infrarouges autour de $15\,\mu\text{m}$ ?

L’ozone et l’hydrogène moléculaire.

Le dioxygène et l’azote moléculaire.

Le méthane et l’hélium.

La vapeur d’eau et le dioxyde de carbone.

Explication

Autour de $15\,\mu\text{m}$ , la vapeur d’eau et le dioxyde de carbone présentent une forte absorption infrarouge. Le dioxygène et l’azote sont les principaux constituants de l’air, mais ils ne correspondent pas à l’association indiquée pour cette longueur d’onde.

Answer

La vapeur d’eau et le dioxyde de carbone.

Question 14

14. En moyenne, quelle part du rayonnement solaire reçu au sommet de l’atmosphère est absorbée par le système Terre ?

Environ 50 %

Environ 90 %

Environ 30 %

Environ 70 %

Explication

Le système Terre absorbe environ 70 % des 340 W·m−2 reçus au sommet de l’atmosphère, tandis qu’environ 30 % sont réfléchis. Confondre ces deux fractions revient à attribuer l’absorption à la part réfléchie.

Answer

Environ 70 %

Question 15

15. Quelle situation caractérise un équilibre radiatif du système Terre ?

L’énergie reçue est convertie en énergie chimique dans l’atmosphère

L’énergie reçue diminue progressivement dans les océans

L’énergie reçue égale l’énergie renvoyée vers l’espace

L’énergie reçue dépasse l’énergie renvoyée vers l’espace

Explication

L’équilibre radiatif est atteint lorsque le système Terre reçoit autant d’énergie qu’il en renvoie vers l’espace, sans gain ni perte nette. Un excédent d’énergie reçue indiquerait au contraire un déséquilibre radiatif.

Answer

L’énergie reçue égale l’énergie renvoyée vers l’espace

Question 16

16. Que devient une partie du rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre lorsqu’elle est absorbée par l’atmosphère ?

Elle est réfléchie par les continents vers le Soleil

Elle est réémise vers l’espace et vers la surface

Elle est transformée en rayonnement solaire entrant

Elle est convertie en rayonnement ultraviolet atmosphérique

Explication

L’atmosphère absorbe une partie du rayonnement infrarouge de la surface, puis la réémet sous forme de rayonnement infrarouge vers l’espace et vers la surface. Elle ne transforme pas ce rayonnement en rayonnement solaire ou ultraviolet.

Answer

Elle est réémise vers l’espace et vers la surface

Question 17

17. Comment calcule-t-on l’augmentation de température moyenne associée à l’effet de serre naturel, entre une Terre sans effet de serre et la Terre actuelle ?

18 + (-15) = 3\,^{\circ}\mathrm{C}

18 - (-15) = 33\,^{\circ}\mathrm{C}

15 - (-18) = 33\,^{\circ}\mathrm{C}

15 + (-18) = -3\,^{\circ}\mathrm{C}

Explication

L’augmentation se calcule en soustrayant la température sans effet de serre, soit $-18\,^{\circ}\mathrm{C}$ , de la température actuelle, soit $+15\,^{\circ}\mathrm{C}$ , ce qui donne $33\,^{\circ}\mathrm{C}$ . Additionner les deux valeurs conduirait à une différence de température incorrecte.

Answer

$$15 - (-18) = 33\,^{\circ}\mathrm{C}$$

QCM : Atmosphère, rayonnements et climat (17 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quels domaines composent le rayonnement solaire avant sa traversée de l’atmosphère ?

2. Quelle bande de longueurs d’onde correspond aux UV-B ?

3. Comment l’ozone et le dioxygène contribuent-ils au filtrage des ultraviolets atmosphériques ?

4. À quelle longueur d’onde l’ADN absorbe-t-il fortement les ultraviolets, et dans quel domaine cette longueur se situe-t-elle ?

5. Quelle succession d’étapes décrit la formation de l’ozone sous l’action des UV-C de longueur d’onde inférieure à 240 nm ?

6. Dans quelle condition le dioxygène peut-il amorcer la formation d’ozone dans l’atmosphère ?

7. Quelle comparaison décrit correctement la présence des différents rayonnements ultraviolets à la surface terrestre ?

8. Pourquoi l’exposition aux UV-B peut-elle être particulièrement nocive pour la peau et les cellules ?

9. Quelle relation entre la dangerosité des UV-C et leur présence au sol est correcte ?

10. Quelle association entre la température d’un astre et son maximum d’émission est correcte ?

11. Une planète possède une température moyenne proche de celle de la Terre, soit environ 288 K. Dans quel domaine son émission thermique maximale devrait-elle se situer ?

12. De quels paramètres dépend l’absorption du rayonnement infrarouge par l’atmosphère ?

13. Quels gaz atmosphériques absorbent fortement les infrarouges autour de $15\,\mu\text{m}$ ?

14. En moyenne, quelle part du rayonnement solaire reçu au sommet de l’atmosphère est absorbée par le système Terre ?

15. Quelle situation caractérise un équilibre radiatif du système Terre ?

16. Que devient une partie du rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre lorsqu’elle est absorbée par l’atmosphère ?

17. Comment calcule-t-on l’augmentation de température moyenne associée à l’effet de serre naturel, entre une Terre sans effet de serre et la Terre actuelle ?

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Questions et réponses du QCM

1. Quels domaines composent le rayonnement solaire avant sa traversée de l’atmosphère ?

2. Quelle bande de longueurs d’onde correspond aux UV-B ?

3. Comment l’ozone et le dioxygène contribuent-ils au filtrage des ultraviolets atmosphériques ?

4. À quelle longueur d’onde l’ADN absorbe-t-il fortement les ultraviolets, et dans quel domaine cette longueur se situe-t-elle ?

5. Quelle succession d’étapes décrit la formation de l’ozone sous l’action des UV-C de longueur d’onde inférieure à 240 nm ?

6. Dans quelle condition le dioxygène peut-il amorcer la formation d’ozone dans l’atmosphère ?

7. Quelle comparaison décrit correctement la présence des différents rayonnements ultraviolets à la surface terrestre ?

8. Pourquoi l’exposition aux UV-B peut-elle être particulièrement nocive pour la peau et les cellules ?

9. Quelle relation entre la dangerosité des UV-C et leur présence au sol est correcte ?

10. Quelle association entre la température d’un astre et son maximum d’émission est correcte ?

11. Une planète possède une température moyenne proche de celle de la Terre, soit environ 288 K. Dans quel domaine son émission thermique maximale devrait-elle se situer ?

12. De quels paramètres dépend l’absorption du rayonnement infrarouge par l’atmosphère ?

13. Quels gaz atmosphériques absorbent fortement les infrarouges autour de 15 μm15\,\mu\text{m}15μm ?

14. En moyenne, quelle part du rayonnement solaire reçu au sommet de l’atmosphère est absorbée par le système Terre ?

15. Quelle situation caractérise un équilibre radiatif du système Terre ?

16. Que devient une partie du rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre lorsqu’elle est absorbée par l’atmosphère ?

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