Activité - L' effet de serre

La Terre possède une atmosphère contenant des gaz à effet de serre. Ces derniers renvoient une partie du rayonnement infra-rouge émis par la Terre vers sa surface, qui les absorbe et se réchauffe. Ainsi sa température d'équilibre est plus grande que celle attendue si on ne prenait pas en compte cet effet. L'objectif de cette activité est de calculer la puissance de l'effet de serre.

1. Complétez le schéma avec les valeurs déjà calculées (puissances surfaciques).

2. Calculez la puissance totale émise par unité de surface par la Terre notée ΦEm-Tot en vous basant sur sa température d’équilibre moyenne réelle de la Terre (15°C) et la loi de Stephan-Boltzmann.

3. Ajoutez ΦEm-Tot  sur le schéma.

4. Rappelez la relation entre la puissance surfacique émise ΦEm et la puissance surfacique absorbée ΦAbs lorsqu'un corps est à sa température d'équilibre (cf. Q2 activité précédente). En déduire la valeur de la puissance surfacique moyenne réellement absorbée par la Terre qu'on notera ΦAbs-Tot.

5. Exprimez la relation entre la puissance totale absorbée par unité de surface par la Terre ΦAbs-Tot, la puissance absorbée par unité de surface provenant du soleil ΦAbs calculée lors de l'activité n°1 et la puissance infrarouge rétrodiffusée par les GES et absorbée par la Terre qu'on notera ΦAbs-ES

6. Calculez la puissance par unité de surface supplémentaire reçue et absorbée par la Terre grâce aux gaz à effet de serre ΦAbs-ES

7. Ajoutez ΦAbs-ES  sur le schéma.

8. Comparez cette puissance ΦAbs-ES à celle reçue du soleil et absorbée par la Terre ΦAbs. Qu'en dîtes-vous ?