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mis à jour le 27/06/2008
Un formulaire permet d'évaluer la valeur de l'énergie solaire reçue au sol en fonction de la date, de l'heure, de la nébulosité et de la latitude . Les calculs peuvent être utilisés pour construire des courbes de rayonnement.
mots clés : rayonnement solaire, flux solaire, énergie solaire, tice, simulation
Simuler le flux énergétique reçu par la surface terrestre |
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Exemples d'utilisation |
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La mesure du coefficient d'absorption atmosphèrique et des différentes simulations peuvent constituer le support d'activités "tableur" et pourront être le point de départ de:
Exemple1 : Flux énergétique pour le journée du 19/04/2000 à Challans Latitude:46.53N Longitude1.53W Des relevés de la constante solaire, de l'énergie captée perpendiculairement au rayonnement, de l'énergie captée par m2 de sol ont été effectués toutes les heures à Challans, le maximum d'énergie reçue se situe vers 14h30 correspondant au 12h solaire (heure d'été): variation du flux solaire dû à la rotation de la Terre. Exemple2 : Flux énergétique reçue tous les 21 de chaque mois, à 12 heures solaires, à La Guadeloupe. L'énergie reçue au sol est pratiquement égale à celle captée par une surface placée perpendiculairement au rayonnement pendant les mois de mai, juin, juillet et aout: Recherche d' explications: le soleil est pratiquement à la verticale ce qui peut être vérifié en plaçant sur le graphe, au dessus de chaque point, l'angle que fait le soleil par rapport à la verticale. Influence de l'épaisseur d'atmosphère traversée: vérifier en indiquant sur le graphe les épaisseurs. Influence des saisons, expliquer le "creux" observé au mois de juin en indiquant sur le graphe la position de l'équateur météo, compléter éventuellement par l'observation d'images Météosat. Expliquer l'allure de la courbe "Constante solaire". Exemple 3:Flux énergétique reçue tous les 21 de chaque mois, à 12 heures solaires, à une latitude de 70°. Mise en évidence de l'hiver polaire (novembre, décembre), un travail analogue peut être effectué à la latitude -70°. Exemple 3:Flux énergétique reçue au sol , les 21 /06 et le 21/12, à 12 heures solaires pour toutes les latitudes.
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Comment simuler différentes situations ? |
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Les cases vertes sont des cases modifiables, la modification de leurs contenus est prise en compte dans les calculs; ces derniers se mettent à jour par un "clic" sur n'importe quel endroit du tableau. ou sur "Calculer" Les cases blanches sont des cases calculées, la modification de leurs contenus est sans effet. Correction GMT (Case A): Il s'agit de la correction par rapport au méridien de Greenwich du lieu où est implanté l'ordinateur. Par défaut, il s'agit du fuseau horaire de la France Métropolitaine. Choix de la ville "cible" (Case B): Pour choisir une ville dont on veut connaître le flux solaire, il suffit de sélectionner une ville dans la liste déroulante Fuseau horaire de la ville "cible" (Case C): Il s'agit du fuseau horaire de la ville cible (+1 pour les villes de la France métropolitaine) Correction fuseau horaire (Case D): Certaines villes ont une heure locale qui ne correspond pas à celle de leur fuseau horaire, cette liste déroulante permet d'effectuer une correction. Choix de la nébulosité (Case E) : Permet de mettre en évidence "la qualité" de l'atmosphère dans le flux reçu au sol. Choix de la température de la photosphère (Case F) : Permet de montrer l'influence de la source (le soleil) sur le rayonnement reçu
Mon ordinateur est situé à Nantes, la correction GMT (case A) est à +1 car Nantes est en France Métropolitaine pour laquelle l'heure légale est en avance d'une heure par rapport à l'heure du méridien (Greenwich); je choisis dans la liste, la ville cible: Nantes (case B). Il ne me reste plus qu'à relever les valeurs encadrées d'un double trait bleu en fonction de dates ou d'heures que j'aurais choisies.
Mon ordinateur est situé à Nantes, la correction GMT (case A) est à +1 car Nantes est en France Métropolitaine pour laquelle l'heure légale est en avance d'une heure par rapport à l'heure du méridien (Greenwich); je choisis dans la liste, la ville cible: Strasbourg (case B). Il ne me reste plus qu'à relever les valeurs encadrées d'un double trait bleu en fonction de dates ou d'heures que j'aurais choisies.
Mon ordinateur est situé à Marseille, la correction GMT (case A) est à +1 car Marseille est en France Métropolitaine pour laquelle l'heure légale est en avance d'une heure par rapport à l'heure du méridien (Greenwich); je choisis dans la liste, la ville cible: La Martinique (case B). ; la case C m'indique que La Martinique est à -4 fuseaux horaires, comme Marseille est à +1 fuseau horaire, le décalage horaire est de -5 heures. Quand il est 18h05 à Marseille, il est 13h05 à La Martinique soit 12h solaire. Il ne me reste plus qu'à relever les valeurs encadrées d'un double trait bleu en fonction de dates ou d'heures que j'aurais choisies.
Mon ordinateur est situé à La Martinique, la correction GMT (case A) doit être paramétrée à -4 car La Martinique est à -4 fuseaux horaires de celui de Greenwich. Je choisis dans la liste, la ville cible: Toulouse (case B). ; la case C m'indique que Toulouse est à +1 fuseau horaire, comme La Martinique est à -4 fuseaux horaires, le décalage horaire est de +5 heures.
Quand il est 12h05 à La Martinique, il est 17h05 à Toulouse soit 15h10 solaire. Il ne me reste plus qu'à relever les valeurs encadrées d'un double trait bleu en fonction de dates ou d'heures que j'aurais choisies.
Mon ordinateur est situé à La Martinique, la correction GMT (case A) doit être paramétrée à -4 car La Martinique est à -4 fuseaux horaires de celui de Greenwich.
Je choisis dans la liste, la ville cible: La Martinique (case B). ; la case C m'indique que La Martinique est à -4 fuseaux horaires, les corrections A et C s'annulent: l'heure locale de l'ordinateur correspond à celle du lieu choisi. (La Martinique) Il ne me reste plus qu'à relever les valeurs encadrées d'un double trait bleu en fonction de dates ou d'heures que j'aurais choisies.
Mon ordinateur est en France Métropolitaine et j'effectue une simulation sur une ville imaginaire située à la longitude de Greenwich et à une latitude de 70°(Cercle polaire Nord). Je sélectionne dans la liste déroulante (case B) "Ne pas choisir de ville", je paramètre la case Latitude à +70 et la case Longitude à 0. A minuit, sur le cercle polaire, le soleil est encore au dessus de l'horizon (+03°56), il est au Nord (+166,06° avec le sud), les heures de lever et de coucher sont indéterminables (NaN:NaN) puisque le soleil ne se couche pas: c'est l'été polaire.
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Jean-Pierre Leclerc, professeur de SVT au lycée François Truffaut de Challans
niveau : 2nde, Terminale S
type pédagogique : exercice, scénario, séquence, travaux pratiques
public visé : enseignant, élève
contexte d'usage : atelier, classe, laboratoire, salle multimedia
référence aux programmes :
La planète Terre et son environnement
Du passé géologique à l'évolution future de la planète
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mesure de l'énergie solaire | 13/06/2008 |
un dispositif simple permet de mesurer l'énergie reçue au sol à partir de l'élévation de température d'un cylindre de laiton, les résultats de la mesure sont ensuite intégrés dans un formulaire de cal ... | ||
énergie solaire, absorption atmosphérique, flux solaire, soleil, insolation, tice, simulation | Jean-Pierre Leclerc |
sciences de la vie et de la Terre - Rectorat de l'Académie de Nantes