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Etude de l'ozone atmosphérique

Posté par
Quentin6781
14-10-20 à 15:46

bonjour  
  Je dois faire une exercice sur l'ozone atmosphérique mais je ne comprend pas :
La question 1 : sur le doc 1 identifier la partie correspondant à l'albédo de la planète (réflexion de l'énergie solaire) et la partie correspondant à son émission thermique dans les infra-rouges.
Egalement la question 2 : Rédiger un court paragraphe argumenté et chiffré indiquant si l'ozone est un GES ou non.

Pour cela un spectre d'émission de la planète terre vue d'un satellite(doc1) ainsi qu'un spectre IR de l'ozone (o3) gazeux en transmittance.

Etude de l'ozone atmosphérique

Etude de l'ozone atmosphérique

Posté par
mmalou Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 14-10-20 à 16:58

Bonjour Quentin6781
le multicompte est strictement interdit sur notre site
Peux-tu fermer les comptes maryne et pierrotdu01 (utilise la fonction "mot de passe oublié" en cas de besoin.
Lorsque cela est fait, Mets un mail à gbm ( [lien]) ou à moi (mail dans mon profil), pouur qu'on te redonne l'accès au site

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 14-10-20 à 20:29

Situation régularisée, l'échange peut reprendre une fois les pistes de réflexion fournies

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 14-10-20 à 20:30

merci !

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 14-10-20 à 20:35

je pense que le maximum d'absorbtion correspond a l'énnergie reflechi mais je ne suis pas sur. mais l'albedo je sais pas ....

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 15-10-20 à 06:24

La première des choses est d'étudier chaque graphique :

Doc 1 : tu as une courbe représentant l'énergie émise par la Terre en fonction de la longueur d'onde du rayonnement émis (vu depuis un satellite)

A quelles longueurs d'onde on a des pics d'émission ?
De quelle nature sont ses rayonnements : IR, UV, visible, ... ?
Conclusion ?

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 15-10-20 à 10:45

On a deux pics à a 10^4 et un autre a 10puissance ? J'arrive pas déterminer 10puissance2.75?

En nm (nanometre)

Les rayonements sont IR

Le pic le plus fort est celui de l'albedo a 10puissance (combien?)nm et le second pic correspond a l'energie emis en IR ?

***Messages regroupés***

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 15-10-20 à 17:16

Gmb ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 15-10-20 à 20:06

Bonsoir,

Désolé pour le délai de réponse mais je travaille en journée :

Etude de l'ozone atmosphérique

(d'après )

Tu as donc un graphique dont l'axe des abscisses est une plage de longueurs d'onde entre 102 nm = 10-1 = 0,1 µm et 105 = 102 = 100 µm

donc oui tu es bien dans le domaine infrarouge (IR). Tu peux préciser à quel domaine de l'IR chaque pic correspond : proche, moyen, lointain ...

Concernant le graphique 2, on a la transmittance en fonction de la longueur d'onde : qu'observes-tu ?

Qu'est-ce que la transmittance ?

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 15-10-20 à 20:10

Attendez ! Déjà pour le graphique 1 je n'ai pas compris ? Où repérer la partie du spectre de l'albédo de la planète et après la partie correspondant a son emission dans les IR ?

La transmittance, en général, est le rapport caractérisant la transmission d'une grandeur dans un système. Elle se calcule par le rapport entre la grandeur en entrée et en sortie.

Sur le graph. 2 je peux observer un grand pic a 10?m et un second a 5?m. Mais comment repondre a : rediger un court paragraphe argumente et chiffré indiquant si l'o3 est un GES ou non ?

***Messages regroupés***

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 15-10-20 à 21:06

Je pense qu'on va réviser un peu certaines notions car tu ne sembles pas saisir ce qu'on te demande :

---------------------------------------

L'albédo correspond au rapport entre l'énergie réfléchie et l'énergie incidente, c'est-à-dire l'énergie reçue par la surface. L'albédo caractérise donc la température d'un corps.

Sa valeur est comprise entre 0 et 1 :
0 = énergie entièrement absorbée par la surface => température élevée
1 = énergie entièrement réfléchie => température faible.

La transmittance exprime la proportion de rayonnement traversant la cuve sans être absorbée :
* Si pour une longueur d'onde donnée il n'y a pas d'absorption alors T = 100 % (= 1)
* Si pour une longueur d'onde donnée un rayonnement est totalement absorbé alors T = 0 %

Ainsi, plus la transmittance est élevée, moins le composé chimique absorbe les longueurs d'onde incidentes, et inversement.

Les gaz à effet de serre (GES) sont des composants gazeux qui absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre et contribuent ainsi à l'effet de serre.

---------------------------------------

L'objectif de ce sujet est donc de vérifier si l'ozone est un GES.

Le document 2 te montre une transmittance de 0,2 (ce qui signifie quoi ?) à la longueur d'onde environ environ entre 9 et 10 µm = entre 9.103 et 104 nm

Or, d'après le document 1, qu'observes-tu à la longueur d'onde environ égale à 104 nm ?

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 15-10-20 à 21:53

On observe a 10^4 une énergie émise a 1w.m^2.nm^-1. Donc d'après la définition de l'albédo, l'énergie est totalement refléchie

Donc question 1 :

La partie du spectre qui correspond a l'albédo est donc le pic a 10^-4 nm. Mais qu'en est-il pour la partie correspondant à son émission thermique dans les IR ?

Pour la question 2 : si la transmittance est élevée, moins le composé chimique absorbe les longueurs d'onde incidentes, et inversement alors on peut observer sur le graphique que 11nm on a une transmittance de 0.1 % ce qui veut dire que le composé chimique absorbe les longueur d'ondes incidents et par conséquent l'o3 absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre ?

C'est donc un GES qui contribue au réchauffement climatique

Du coup sur le doc 2 on observe a environs 10?m une transmittance de 0.2%. Or 10 ?m = 10^4 nm ce qui correspond au moment ou il y a une réflexion de l'énergie solaire (cf doc 1) donc l'o3 est une GES (c est a dire qu'il absorbe les IR émient à la surfance de la terre c'est a dire qu'il nous protege et il contribue à l'effet de serre ?

***Messages regroupés***

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 16-10-20 à 12:54

Bonjour,

Regroupe tes messages quand tu postes, sinon cela s'apparente à du flood.

De ton document 1 tu en déduis que l'ozone absorbe les rayonnements dans l'infrarouge thermique : 9,5 µm (entre 9 et 10 µm).

Or d'après le document 2, cela correspond à une longueur d'onde 104 nm = 10 µm pour laquelle de l'énergie est émise par la Terre.

Donc pour une même longueur d'onde, une énergie infrarouge thermique émise par la Terre est absorbée par l'ozone, en ce sens c'est un gaz à effet de serre (cf. la rappel de définition dans mon message du 15-10-20 à 21:06).

Il te reste à nuancer ton propos en étudiant le pic d'émission de la Terre dans infrarouge, tout en constatant que l'ozone absorbe peu pour cette même longueur d'onde.

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 16-10-20 à 13:01

Pour la question 1 tout d'abord l'albedo correspond au pic de 10^-4 nm mais son emission thermique c'est ou ?

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 16-10-20 à 18:14

Question 1 )

l'énergie de l'émission thermique de la terre dans les IR est le pic a 10^4

La partie correspondant a la réflexion de l'énergie solaire est ou ?

Je vois pas la ou vous voulez en venir sur le doc 2 (ma photo 2) pouvez vous m'indiquer la partie du spectre correspondant a l'albédo (réflexion de l'énergie solaire) puis la partie correspondant à son émission thermique dans les IR ?

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 16-10-20 à 18:25

Pour la question deux voici la réponse finale : dans le document 1 on observe que l'ozone absorbe les rayonnements dans l'IR thermique a lambda = 9 um. Or d'après le doc 2 cela correspond à une longueur d'onde de 10^4 nm. Soit 10 um pour laquelle l'énergie est émise par la terre. Donc pour une même longueur d'onde une energie IR thermique de la terre est absorbée par l'O3. C est donc un GES.

Ai-ce bon comment réponse ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 09:35

Bonjour,

Je t'ai déjà répondu pour cette longueur d'onde autour de 9-10 µm (d'où le 9,5 µm) dans mon message du 16-10-20 à 12:54. Il faut faire la synthèse de tout notre échange là-dessus.

Il ne reste plus qu'à étudier le maximum d'énergie émise (quelle longueur d'onde ?) du doc 1 ...

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 10:22

l'énergie de l'émission thermique de la terre dans les IR est le pic a 10^4

Mais il faut trouver La partie correspondant a la réflexion de l'énergie solaire est ou ?
Grace au doc 2 pas le 1!

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 10:28

Quel est a justification ?  

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 10:33

Il faut étudier la partie du spectre correspondant à l'albédo (réflexion de l'énergie solaire) et la partie correspondant à son émission thermique dans les IR grâce à mon doc 2 : celui ciEtude de l'ozone atmosphérique

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 13:09

Ce que tu me demandes est de te donner la solution alors que je t'ai posé une question précise ...

Tu ne sembles même pas avoir compris que c'est grâce à l'analyse des docs 1 et 2 qu'on en a déduit une propriété de GES pour l'ozone à 9,5 µm.

Il ne reste plus qu'à étudier de la même façon l'autre pic d'émission sur le doc 1 et regarder le doc 2 pour cette même longueur d'onde

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 13:20

L'autre pic est environs a 4.2 ųm. Pour une transmittance plus élever : à 0.5 %

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 13:24

Soit 4.2 10^2 nm

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 13:29

Puissance 3 pardon

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 17:51

A vue de nez (n'ayant pas l'échelle précise des abscisses), on semble être plus proche des \lambda \approx 6.10^2 ~nm = 0,6 µm

Attention aux échelles des longueurs :

Autant dire qu'on ne peut pas utiliser le doc 2 puisque l'axe des abscisse ne couvre pas ces longueurs d'onde. On ne regardera donc que le document 1 ce qui est bien dommage.

Qu'en déduis-tu ?

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 17:57

je ne vois pas comment vous avez trouvé 0.6 µm

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 18:02

sommes nous bien d'accord que le document un est la courbe de l'énergie émise en fonction de la longueur d'onde en nm
et le doc 2 est la transmittance en fonction de la longueur d'onde en µm ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 18:03

J'ai pris une règle et voici ce que j'ai fait :

Etude de l'ozone atmosphérique

Tu vois bien qu'on est forcément au-dessus de 500 nm

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 18:05

si vous parlez bien du document 1 je trouve aussi 6*10^2 nm je suis d'accord.
J'observe que le pic correspond à la reflexion de l'énergie solaire avec une émergie émise à 8.1 W/m^2/nm

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 18:08

Nous sommes donc d'accord !

Oui c'est un pic d'émission pour lequel l'ozone ne semble pas l'absorber, cela va donc partir dans l'univers.

Est-ce un peu plus clair cet exercice



***Message complété***

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 18:14

je pense pas ...

pour la question une : La partie du spectre correspondant à l'albédo de la Terre est autour de 6*10^2 nm (avec au max un pic à 8.1 W.m^2.nm^-1) soit 0.6 µm. La partie qui correspond à son émission thermique dans les infra-rouge est le pic à 10^4 nm ???

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 18:38

D'après , l'IR thermique est un domaine situé entre l'infrarouge moyen et les hyperfréquences.

D'après le document 1 (allure simplifiée du spectre d'émission de la Terre depuis un satellite, donc au-delà de l'atmosphère terrestre), on observe deux pics d'émissions :
- 1 grand pic autour de 6.102 nm ;
- 1 petit pic autour des 104 nm.

Si on regarde le document 2 (spectre infrarouge de l'ozone en transmittance) :

La transmittance exprime la proportion de rayonnement traversant la cuve sans être absorbée :
* Si pour une longueur d'onde donnée il n'y a pas d'absorption alors T = 100 % (= 1)
* Si pour une longueur d'onde donnée un rayonnement est totalement absorbé alors T = 0 %
Ainsi, plus la transmittance est élevée, moins le composé chimique absorbe les longueurs d'onde incidentes, et inversement.

Or on constate qu'autour de 9,5 µm (entre 9 et 10 µm), la transmittance est faible, donc l'ozone absorbe donc l'énergie à cette longueur, qui correspond au petit pic d'émission d'énergie par la Terre.

Or, les gaz à effet de serre (GES) étant des composants gazeux qui absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre (et contribuant ainsi à l'effet de serre), on en conclut que l'ozone est un GES puisqu'il absorbe une partie de l'énergie IR émise par la Terre vers l'univers.

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 18:43

d'accord maintenant c'est plus clair !!

cependant pour etre sur les deux pics dont vous parler sont bien 6.10^2 nm : reflexion de l'énergie thermique
-et le deuxième à  10^4 nm l'émission thermique de la terre ???

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 18:50

gbm @ 17-10-2020 à 18:38

D'après , l'IR thermique est un domaine situé entre l'infrarouge moyen et les hyperfréquences.

D'après le document 1 (allure simplifiée du spectre d'émission de la Terre depuis un satellite, donc au-delà de l'atmosphère terrestre), on observe deux pics d'émissions :
- 1 grand pic autour de 6.102 nm ;
- 1 petit pic autour des 104 nm.

Si on regarde le document 2 (spectre infrarouge de l'ozone en transmittance) :

La transmittance exprime la proportion de rayonnement traversant la cuve sans être absorbée :
* Si pour une longueur d'onde donnée il n'y a pas d'absorption alors T = 100 % (= 1)
* Si pour une longueur d'onde donnée un rayonnement est totalement absorbé alors T = 0 %
Ainsi, plus la transmittance est élevée, moins le composé chimique absorbe les longueurs d'onde incidentes, et inversement.

Or on constate qu'autour de 9,5 µm (entre 9 et 10 µm), la transmittance est faible, donc l'ozone absorbe donc l'énergie à cette longueur, qui correspond au petit pic d'émission d'énergie par la Terre.

Or, les gaz à effet de serre (GES) étant des composants gazeux qui absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre (et contribuant ainsi à l'effet de serre), on en conclut que l'ozone est un GES puisqu'il absorbe une partie de l'énergie IR émise par la Terre vers l'univers.



et donc cela est la justification de la question 2 ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 18:54

L'albédo correspond au rapport entre l'énergie réfléchie et l'énergie incidente, c'est-à-dire l'énergie reçue par la surface.

Si la longueur d'onde 6.102 nm correspond à une énergie émise par la Terre et qui ne semble pas être absorbée, on en déduit qu'elle est ...

Ensuite, le document 1 te fournit un spectre d'émission entre les longueurs d'onde 102 nm = 0,2 µm et 105 nm = 100 µm, tu te trouves donc dans quelle(s) domaine(s) du spectre électromagnétique d'après les liens fournis ?

--------

Citation :
et donc cela est la justification de la question 2 ?

Si tu as compris ce qu'on a fait, tu es capable d'y répondre par toi-même.

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 18:58

il est dans les IR moyen.

Donc 6*10^2 est l'énergie réfléchie de la Terre
quand à 10^4 c'est l'énergie absorbée ?

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 19:01

10^4 correspond à l'émission thermique de la terre pardon

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 19:34

si c'est exacte c'est le seul truc que je ne comprends pas je ne vois pas comment le justifier meme si ce n'est pas demandé, j'ai compris tout le reste sinon...

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 21:11

Je commence à me demander si tu as eu un cours sur le sujet

Le premier pic d'émission terrestre est à 6.102 nm = 600 nm, tu es donc dans le domaine du visible (entre 400 et 800 nm). Cela ne correspond-il pas à une partie du spectre d'émission du rayonnement solaire ? C'est donc la partie réfléchie du spectre solaire reçu par la Terre.

Pour le deuxième pic d'émission, OK pour l'IR moyen d'après le tableau fourni ( 15-10-20 à 20:06). La Terre, tout comme n'importe quel corps réchauffé (par l'énergie qu'elle reçoit du Soleil), émet un rayonnement infrarouge => ce phénomène d'émission est donc thermique.

Cela répond donc à la question 1.

Pour la question 2, il faut se concentrer sur le pic d'émission dans l'infrarouge en s'inspirant de mon message du 17-10-20 à 18:38.

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 17-10-20 à 21:25

mais justement non ! nous n'avons pas eu de cours la dessus ! ça n'a rien avoir avec le cour ! le cour était sur le cycle du carbone etc !

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 18-10-20 à 09:59

Bonjour Quentin,

OK, j'ai donc répondu à tes question du 17-10-20 à 18:58 dans mon message du 17-10-20 à 21:11.

C'est effectivement plus délicat quand on n'a pas eu de cours avant cet exercice ...

Posté par
Quentin6781
re : Etude de l'ozone atmosphérique 18-10-20 à 11:08

Alors si tu es clôt, je vous remercie vivement de votre aide !

Posté par
gbm Webmaster
re : Etude de l'ozone atmosphérique 18-10-20 à 11:47

Je t'en prie, reprends ça à tête reposée et fait la synthèse de nos échanges et tu en auras fini avec cet exercice

Bon dimanche !

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