La réception de l'énergie solaire sur Terre
Cette section examine comment l'énergie solaire est reçue et distribuée à la surface de la Terre, un facteur crucial pour comprendre le climat et les écosystèmes terrestres.
Le rayonnement solaire sur la Terre varie considérablement selon plusieurs facteurs. La puissance surfacique reçue est exprimée par la formule : P = Pincident × cos θ, où θ est l'angle d'incidence des rayons solaires.
Highlight: Plus l'angle d'incidence est grand, plus la puissance surfacique reçue est faible, ce qui entraîne une température moyenne plus basse.
L'irradiation solaire W/m2 n'est pas constante et varie selon :
- La rotation de la Terre sur elle-même, modifiant l'angle d'incidence des rayons solaires au cours de la journée.
- L'inclinaison de l'axe terrestre par rapport au plan de l'écliptique, responsable des variations saisonnières.
Exemple: La puissance reçue par m² lors du solstice d'été est plus grande que celle du solstice d'hiver dans l'hémisphère nord.
L'inclinaison des rayons du soleil en été et en hiver explique les variations de température saisonnières. En hiver, les rayons sont plus inclinés, se répartissant sur une surface plus grande, ce qui résulte en une température plus basse.
Vocabulaire: L'écliptique est le plan de l'orbite terrestre autour du Soleil.
Pour calculer la puissance du rayonnement solaire reçu par la Terre, il faut tenir compte de la surface éclairée. La relation entre la puissance arrivant au sol P (en W) et la puissance surfacique p (W/m²) est donnée par : P = p × surface éclairée (en m²).
Les saisons explication simple repose sur l'inclinaison de l'axe terrestre. Cette inclinaison expose les hémisphères à des angles d'incidence variables des rayons solaires selon le moment de l'année, créant ainsi les saisons.
Highlight: Les saisons sont inversées entre l'hémisphère nord et sud. La durée du jour est la plus courte le 21/12 dans l'hémisphère nord, puis augmente progressivement jusqu'au 21/06.
