QCM : Les fondamentaux de l'énergie solaire sur Terre — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel énoncé décrit correctement la répartition de l’énergie solaire sur Terre ?

Elle augmente lorsque la surface éclairée s’étend
Elle dépend de l’angle d’incidence et de la surface éclairée
Elle est répartie uniformément quelle que soit la latitude
Elle ne varie qu’en fonction de la couleur de la surface

Elle dépend de l’angle d’incidence et de la surface éclairée

Explication

La même énergie solaire se répartit sur une surface plus ou moins grande selon l’angle d’incidence, ce qui modifie la puissance reçue par unité de surface. Une surface éclairée plus grande entraîne donc une énergie par m² plus faible.

2. Que devient la puissance reçue par unité de surface quand l’angle d’incidence augmente ?

Elle reste constante quelle que soit l’inclinaison
Elle augmente car les rayons arrivent plus directement
Elle diminue car l’énergie se répartit sur une plus grande surface
Elle devient nulle dès que la surface n’est plus horizontale

Elle diminue car l’énergie se répartit sur une plus grande surface

Explication

Quand l’angle d’incidence augmente, la tache lumineuse s’étale et la même puissance se répartit sur une surface plus grande. La puissance par unité de surface diminue donc.

3. Quels facteurs expliquent les variations de l’ensoleillement d’un lieu au cours du temps ?

La couleur du sol, l’altitude et la vitesse du vent
La taille des continents, l’humidité et la couverture nuageuse uniquement
La latitude, l’heure de la journée et le moment de l’année
La salinité des océans, la pression atmosphérique et les marées

La latitude, l’heure de la journée et le moment de l’année

Explication

Les variations d’ensoleillement étudiées dépendent de la latitude, de l’heure de la journée et de la période de l’année, car ces facteurs modifient l’angle d’incidence. Ils changent donc la puissance reçue par unité de surface.

4. Comment s’appelle la valeur de référence du flux solaire reçu au voisinage de l’orbite terrestre ?

Le bilan radiatif
L’albédo terrestre
La puissance infrarouge moyenne
La constante solaire

La constante solaire

Explication

La constante solaire est la valeur de référence du flux solaire reçu au voisinage de l’orbite terrestre. Elle sert à quantifier l’énergie incidente avant sa répartition sur la Terre.

5. Quel rôle l’atmosphère joue-t-elle sur le rayonnement solaire et infrarouge ?

Elle absorbe et réémet une partie de l’infrarouge émis par le sol
Elle transforme tout le rayonnement solaire en chaleur sans échange
Elle ne modifie jamais le rayonnement qui traverse l’air
Elle empêche totalement le rayonnement solaire d’atteindre le sol

Elle absorbe et réémet une partie de l’infrarouge émis par le sol

Explication

L’atmosphère absorbe une partie du rayonnement infrarouge émis par le sol, puis la réémet vers l’espace et vers le sol. C’est un mécanisme central du bilan radiatif et de l’effet de serre.

6. Comment calcule-t-on expérimentalement l’albédo d’une surface ?

En soustrayant la lumière incidente à la lumière réfléchie
En faisant le rapport entre la lumière réfléchie et la lumière incidente
En divisant la lumière incidente par la lumière réfléchie
En multipliant la lumière incidente par la surface

En faisant le rapport entre la lumière réfléchie et la lumière incidente

Explication

L’albédo est défini comme le rapport entre l’énergie lumineuse réfléchie et l’énergie lumineuse reçue. Une surface claire a donc un albédo plus élevé qu’une surface sombre.

7. Quelle répartition des surfaces du globe correspond aux proportions moyennes indiquées ?

Océans 48 %, nuages 20 %, déserts 17 %, végétation 10 %, neige et glace 5 %
Océans 5 %, nuages 10 %, déserts 17 %, végétation 20 %, neige et glace 48 %
Océans 20 %, nuages 48 %, déserts 5 %, végétation 17 %, neige et glace 10 %
Océans 10 %, nuages 5 %, déserts 20 %, végétation 48 %, neige et glace 17 %

Océans 48 %, nuages 20 %, déserts 17 %, végétation 10 %, neige et glace 5 %

Explication

Les proportions moyennes données pour le globe sont bien : océans 48 %, nuages 20 %, déserts 17 %, végétation 10 % et neige et glace 5 %. Ces parts servent à pondérer l’albédo moyen terrestre.

8. Qu’est-ce que l’équilibre dynamique de la Terre dans le bilan radiatif ?

Une situation où la Terre n’émet plus aucun rayonnement infrarouge
Une situation où la température de surface ne peut jamais changer
Une situation où la Terre reçoit et émet en moyenne la même puissance
Une situation où toute l’énergie solaire est réfléchie vers l’espace

Une situation où la Terre reçoit et émet en moyenne la même puissance

Explication

L’équilibre dynamique correspond au fait que la puissance reçue et la puissance émise sont égales en moyenne, ce qui stabilise la température de surface. Si cet équilibre est perturbé, la température peut évoluer.

9. Quel phénomène correspond à l’effet de serre naturel ?

La rétention d’une partie du rayonnement infrarouge par l’atmosphère
L’arrêt complet des échanges d’énergie entre le sol et l’air
La réflexion totale du rayonnement solaire par les nuages
La conversion directe du rayonnement solaire en dioxygène

La rétention d’une partie du rayonnement infrarouge par l’atmosphère

Explication

L’effet de serre naturel repose sur l’absorption d’une partie de l’infrarouge par l’atmosphère, puis sa réémission. Ce mécanisme contribue à maintenir une température compatible avec la vie.

10. Pourquoi la diminution de la banquise peut-elle amplifier le réchauffement climatique ?

Parce qu’elle remplace une surface claire par une surface plus sombre
Parce qu’elle diminue la quantité de rayonnement solaire reçu par la Terre
Parce qu’elle augmente l’albédo et renvoie plus d’énergie solaire
Parce qu’elle réduit l’absorption solaire et refroidit l’océan

Parce qu’elle remplace une surface claire par une surface plus sombre

Explication

Quand la banquise fond, elle laisse place à l’océan, qui a un albédo plus faible et absorbe davantage le rayonnement solaire. Cela renforce le réchauffement dans un cercle vicieux.

11. Quel est le bon ordre des rendements énergétiques associés à une feuille éclairée ?

100 % reçus, 63 % absorbés, 10 % diffusés, 27 % transmis, 1 % utile à la photosynthèse
100 % reçus, 1 % absorbés, 63 % transmis, 27 % diffusés, 10 % utile à la photosynthèse
100 % reçus, 27 % absorbés, 45 % transmis, 10 % diffusés, 63 % utile à la photosynthèse
100 % reçus, 10 % absorbés, 63 % diffusés, 27 % transmis, 45 % utile à la photosynthèse

100 % reçus, 63 % absorbés, 10 % diffusés, 27 % transmis, 1 % utile à la photosynthèse

Explication

Le schéma indique 100 % d’énergie lumineuse reçue, dont 63 % absorbés, 10 % diffusés, 27 % transmis, et seulement 1 % réellement utile à la photosynthèse. Les autres propositions mélangent ces voies.

12. Quelle part de l’énergie solaire reçue par la feuille est effectivement utile à la photosynthèse ?

Environ 10 %
Environ 27 %
Environ 63 %
Environ 1 %

Environ 1 %

Explication

La part d’énergie solaire utile à la photosynthèse est indiquée comme 1 % sur le schéma. Cela montre que la conversion de l’énergie lumineuse en matière organique est très faible à l’échelle de la feuille.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 24 flashcards sur Les fondamentaux de l'énergie solaire sur Terre.

Répartition de l’énergie solaire

L’énergie solaire est inégalement répartie selon la latitude et l’angle d’incidence.

Angle d’incidence — définition ?

L’angle entre les rayons solaires et la normale à la surface.

Puissance par unité de surface — rôle ?

Mesure de l’intensité du rayonnement reçu par surface.

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Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Les fondamentaux de l'énergie solaire sur Terre.

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