QCM : Les mécanismes du climat terrestre — 16 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle relation décrit correctement la puissance d’un rayonnement solaire ?

Une longueur d’onde mesurée en nanomètres
Une force exercée par unité de surface
Une énergie stockée par unité de masse
Une énergie échangée par seconde

Une énergie échangée par seconde

Explication

La puissance correspond à une énergie échangée par seconde, ce qui s’écrit en watts (J/s). Les autres propositions confondent la puissance avec une énergie, une force ou une grandeur spectrale.

2. D’où provient l’énergie à l’origine du rayonnement solaire ?

De la chaleur absorbée par les océans
Des réactions de fusion nucléaire dans le Soleil
De la réfraction de la lumière dans l’atmosphère terrestre
De la rotation de la Terre sur elle-même

Des réactions de fusion nucléaire dans le Soleil

Explication

Le rayonnement solaire est alimenté par les réactions de fusion nucléaire qui se déroulent dans le Soleil. Les autres propositions ne produisent pas l’énergie du rayonnement solaire.

3. Qu’appelle-t-on la constante solaire ?

La puissance totale émise par la Terre vers l’espace
La puissance réfléchie par les nuages au sommet de l’atmosphère
La puissance moyenne reçue par 1 m² à la distance Terre–Soleil, perpendiculairement aux rayons
La puissance moyenne reçue par toute la surface du Soleil

La puissance moyenne reçue par 1 m² à la distance Terre–Soleil, perpendiculairement aux rayons

Explication

La constante solaire est définie comme la puissance reçue par unité de surface à la distance Terre–Soleil, pour une surface perpendiculaire aux rayons. Elle ne correspond ni à une puissance totale ni à une moyenne sur toute la Terre.

4. Par quelle grandeur géométrique la puissance solaire est-elle répartie pour déterminer la constante solaire ?

La surface d’un disque de rayon terrestre
La surface d’un cube centré sur le Soleil
La surface d’une sphère de rayon Terre–Soleil
La surface latérale d’un cylindre

La surface d’une sphère de rayon Terre–Soleil

Explication

La puissance émise se répartit sur la surface d’une sphère imaginaire de rayon égal à la distance Terre–Soleil. Le disque intervient pour la Terre interceptant le rayonnement, pas pour la constante solaire.

5. Quelle valeur correspond à la puissance moyenne reçue par mètre carré à l’échelle de toute la Terre ?

3,86×10^26 W/m²
342 W/m²
1,76×10^17 W/m²
1369 W/m²

342 W/m²

Explication

La puissance moyenne reçue par m² sur l’ensemble de la Terre vaut 342 W/m². 1369 W/m² correspond à la constante solaire, et les autres valeurs sont des puissances totales ou mal exprimées.

6. Pourquoi la puissance moyenne reçue par m² sur Terre est-elle inférieure à la constante solaire ?

Parce que l’énergie reçue est répartie sur la surface d’une sphère et non sur le disque interceptant
Parce que la Terre intercepte le rayonnement sur une surface supérieure à celle d’une sphère
Parce que le Soleil émet moins d’énergie quand elle atteint la Terre
Parce que l’atmosphère transforme une grande partie du rayonnement en matière

Parce que l’énergie reçue est répartie sur la surface d’une sphère et non sur le disque interceptant

Explication

La Terre capte le rayonnement sur un disque, puis cette énergie se répartit sur toute la surface de la sphère terrestre, ce qui diminue la moyenne par m². C’est ce passage disque vers sphère qui explique la différence.

7. Dans quel domaine du spectre solaire l’intensité est-elle maximale ?

Dans les micro-ondes
Dans les rayons X
Dans l’ultraviolet lointain
Dans le visible

Dans le visible

Explication

Le maximum d’intensité du spectre solaire se situe dans le visible, entre 400 et 800 nm. Les autres domaines sont bien présents ou non, mais ils ne correspondent pas au pic d’intensité.

8. Quelle affirmation décrit correctement le spectre du rayonnement solaire ?

Il ne comprend que des longueurs d’onde visibles
Il s’étend des ultraviolets aux infrarouges
Il est centré sur des ondes radio très longues
Il est composé uniquement d’infrarouges

Il s’étend des ultraviolets aux infrarouges

Explication

Le Soleil émet un ensemble de rayonnements allant des UV aux IR, avec un maximum dans le visible. Il ne s’agit donc pas d’un rayonnement limité à une seule bande spectrale.

9. Que représente l’albédo d’une surface ?

La différence entre la puissance solaire et la puissance infrarouge
Le rapport entre la puissance absorbée et la puissance émise
La fraction d’énergie transformée en chaleur dans l’atmosphère
Le rapport entre la puissance réfléchie et la puissance reçue

Le rapport entre la puissance réfléchie et la puissance reçue

Explication

L’albédo est défini comme le rapport de la puissance réfléchie à la puissance reçue. Un albédo plus élevé signifie donc une réflexion plus importante et une absorption plus faible.

10. Quel est le devenir d’une partie du rayonnement solaire reçue par la Terre ?

Elle disparaît sans effet thermique
Elle est totalement transformée en rayons X
Elle est absorbée par l’atmosphère et/ou le sol, ce qui participe au réchauffement
Elle repart intégralement vers l’espace sans interaction

Elle est absorbée par l’atmosphère et/ou le sol, ce qui participe au réchauffement

Explication

Une partie du rayonnement est absorbée par l’atmosphère et/ou le sol, ce qui contribue au réchauffement. La part réfléchie, elle, repart vers l’espace sans chauffer directement le système.

11. Quel rôle jouent les gaz à effet de serre dans l’atmosphère ?

Ils absorbent une partie du rayonnement infrarouge émis par la Terre
Ils absorbent principalement la lumière visible du Soleil
Ils transforment les infrarouges en rayons ultraviolets
Ils empêchent toute arrivée de rayonnement solaire

Ils absorbent une partie du rayonnement infrarouge émis par la Terre

Explication

Les gaz à effet de serre absorbent une partie des infrarouges émis par la Terre, puis réémettent ce rayonnement. Ils n’arrêtent pas tout le rayonnement solaire et n’effectuent pas la conversion proposée.

12. Quel gaz est présenté comme le plus important pour l’effet de serre ?

La vapeur d’eau
L’argon
L’oxygène
Le diazote

La vapeur d’eau

Explication

La vapeur d’eau est indiquée comme le principal gaz à effet de serre, représentant une grande part de l’effet de serre. Le diazote, l’oxygène et l’argon ne jouent pas ce rôle majeur.

13. Que compare le bilan radiatif terrestre ?

La vitesse du vent et la température des continents
La masse de l’atmosphère et la masse des océans
La puissance reçue par la Terre et la puissance qu’elle réémet
La quantité de pluie et la quantité de neige

La puissance reçue par la Terre et la puissance qu’elle réémet

Explication

Le bilan radiatif terrestre compare l’énergie reçue du Soleil avec l’énergie réémise par la Terre. C’est cette comparaison qui permet de comprendre les variations de température.

14. Que signifie un état d’équilibre dynamique pour le bilan radiatif terrestre ?

La Terre cesse d’émettre de l’infrarouge
Le Soleil arrête toute émission d’énergie
Les flux radiatifs se compensent tout en continuant à circuler
Plus aucun rayonnement n’entre ni ne sort

Les flux radiatifs se compensent tout en continuant à circuler

Explication

À l’équilibre dynamique, les échanges continuent mais la puissance reçue et la puissance réémise se compensent. Il ne s’agit donc pas d’un arrêt des flux radiatifs.

15. Quel changement tend à faire augmenter la température terrestre dans l’exemple étudié ?

Une diminution de l’albédo liée à la réduction des calottes glaciaires
Une diminution du rayonnement solaire reçu par le Soleil
Une disparition complète des rayonnements infrarouges
Une augmentation de l’albédo liée à l’extension des glaces

Une diminution de l’albédo liée à la réduction des calottes glaciaires

Explication

Si les calottes glaciaires diminuent, l’albédo baisse, la Terre absorbe davantage d’énergie et la température augmente. Une augmentation de l’albédo produirait au contraire un effet refroidissant.

16. Quel effet une hausse du taux de CO2 a-t-elle sur le bilan radiatif ?

Elle transforme le rayonnement solaire en rayonnement visible
Elle diminue le bilan radiatif en supprimant l’effet de serre
Elle augmente le bilan radiatif en réduisant la réémission vers l’espace
Elle ne modifie que l’albédo sans agir sur les infrarouges

Elle augmente le bilan radiatif en réduisant la réémission vers l’espace

Explication

Une hausse du CO2 renforce l’absorption des infrarouges et limite leur réémission vers l’espace, ce qui augmente le bilan radiatif et la température. Ce n’est pas un simple effet sur l’albédo.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 16 flashcards sur Les mécanismes du climat terrestre.

Puissance du Soleil — valeur ?

3,86×10^26 W.

Constante solaire — définition ?

Puissance reçue par m² à 1,5×10^11 m, perpendiculaire aux rayons.

Puissance reçue par m² — valeur moyenne ?

342 W/m².

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