QCM : Rayonnement solaire et atmosphère (17 questions)

Explication

La diffusion correspond à la déviation dans différentes directions d’une partie du rayonnement, qui n’est pas entièrement absorbée. Une absorption complète sans déviation décrit un processus différent.

Explication

La diffusion de Rayleigh concerne les diffuseurs très petits par rapport à la longueur d’onde, tandis que Mie concerne des particules plus grandes et la diffusion non sélective des particules beaucoup plus grandes. La confusion fréquente consiste à inverser les tailles associées à Mie et à la diffusion non sélective.

Explication

L’intensité varie comme l’inverse de la quatrième puissance de la longueur d’onde, donc doubler celle-ci la divise par $2^4=16$. Une division par deux correspondrait à une dépendance inverse linéaire, et non à la loi de Rayleigh.

Explication

La diffusion de Rayleigh privilégie les courtes longueurs d’onde, ce qui contribue à la couleur bleue du ciel en journée. La lumière rouge orangée observée au coucher du soleil est liée à un trajet atmosphérique plus épais et ne signifie pas que le rouge est davantage diffusé par Rayleigh.

Explication

L’absorption moléculaire a lieu lorsque le photon fournit l’énergie correspondant à une transition du niveau fondamental vers un état excité. Une transition vers le niveau fondamental décrit plutôt une perte d’énergie par une molécule excitée.

Explication

L’absorption UV qui peut dissocier les molécules présente généralement un spectre continu au-delà d’un seuil, alors que les absorptions du visible, de l’infrarouge et des micro-ondes sont quantifiées. Il serait donc erroné d’attribuer le caractère continu aux absorptions des autres domaines.

Explication

Les absorptions atmosphériques sont principalement associées à la dissociation dans l’ultraviolet, aux transitions électroniques dans le visible, aux vibrations dans l’infrarouge et aux rotations dans les micro-ondes. L’association des rotations à l’ultraviolet et des vibrations au visible inverse plusieurs de ces correspondances.

Explication

Dans l’infrarouge, l’absorption correspond à une transition vers un niveau de vibration discret, et une molécule peut avoir plusieurs bandes. Une transition rotationnelle caractérise principalement l’absorption dans les micro-ondes, et non la description de l’absorption infrarouge visée ici.

Explication

Le CO₂ présente une bande à $4{,}2\,\mu\text{m}$ associée à l’étirement asymétrique et une bande à $15{,}0\,\mu\text{m}$ associée à la flexion. Les valeurs de $2{,}5\,\mu\text{m}$ et $6{,}5\,\mu\text{m}$ sont citées pour des bandes de vapeur d’eau, pas pour ces modes du CO₂.

Explication

Les gaz à effet de serre absorbent le rayonnement infrarouge émis par la Terre et le réémettent dans plusieurs directions, dont une partie vers la surface. La réflexion du rayonnement solaire vers l’espace ne décrit pas ce mécanisme.

Explication

Le flux infrarouge descendant s’ajoute au flux solaire incident et contribue à une température de 15 °C, alors qu’elle serait de −18 °C sans atmosphère absorbante. L’inversion des températures attribuerait à l’atmosphère l’effet opposé à celui décrit.

Explication

Le dioxyde de carbone est présenté comme l’un des principaux gaz à effet de serre, et les variations de sa concentration influent sur la température de surface. La distance au Soleil et l’activité solaire sont des facteurs distincts, et le dioxyde de carbone n’agit pas en contrôlant ces facteurs.

Explication

Les satellites météorologiques observent en permanence les radiations émises ou réfléchies par la surface terrestre. Ils ne mesurent pas directement les températures au sol, même si leurs observations peuvent contribuer à l’étude de l’atmosphère et de la surface.

Explication

IASI observe le rayonnement infrarouge émis à la fois par la surface terrestre et par l’atmosphère. L’observation du rayonnement visible réfléchi décrit un autre type de mesure, pas la fonction indiquée pour IASI.

Explication

Ce canal est centré sur une bande d’absorption à 6,25 μm et exploite l’émission des couches humides les plus élevées. La bande de 10,8 μm ne correspond pas à la longueur d’onde indiquée pour le canal vapeur d’eau.

Explication

Un pixel clair correspond à une faible température d’émission et à une couche émettrice située en altitude dans une haute troposphère humide. Une couche basse et une haute troposphère sèche caractérisent plutôt un pixel sombre.

Explication

Les ascendances et la convection correspondent aux pixels clairs, alors que les subsidences correspondent aux pixels sombres. L’association inverse entre ascendances et luminosité est une confusion fréquente, mais elle ne respecte pas la correspondance décrite.