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Observer et comprendre les notions d'opacité et de transparence au rayonnement visible et infrarouge pour aborder sereinement le principe d'effet de serre radiatif et sa modélisation, et comprendre les spectres d'émission terrestres.

Principes physiques de l'effet de serre : rayonnement visible, rayonnement infra-rouge, absorption-émission, et présentation d'un modèle simple d’effet de serre avec une plaque recouverte par une vitre.

Les changements d'état de l'eau à la surface de la Terre, vapeur d'eau dans l'atmosphère et cycle de l'eau sans ébullition.

L'absorption du rayonnement solaire par les constituants de l'atmosphère. Structure de l'atmosphère et caractéristiques du spectre solaire, rôle de l'ozone dans le phénomène d'absorption des rayons ultraviolets et température de l'atmosphère.

Périodicité des variations des paramètres astronomiques de révolution de la Terre autour du Soleil. Mise en évidence de ces cycles dans les enregistrements sédimentaires du fait de leur impact climatique et utilisation de ces périodicités astronomiques pour une Échelle de Temps Géologique sur 23 Ma.

Simulations numériques permettant la comparaison du rayonnement pour une planète froide, une planète chaude et une étoile.

Deuxième partie du cours sur le rayonnement thermique, l'effet de serre et le bilan radiatif de la Terre.

Explication de la température de surface d'équilibre d'une planète, expérimentation sur les paramètres contrôlant cette température : la distance au soleil, l'albédo et l'effet de serre.

Simulations numériques permettant le calcul de la température de surface de la Terre avec différents modèles d'atmosphère.

Modélisation analogique permettant de montrer l'inégalité de la quantité d'énergie solaire reçue par la Terre en fonction de la latitude.

Modélisation analogique permettant de calculer l'énergie solaire reçue par une planète.

Modélisation de l'inégale répartition de l'énergie solaire à la surface du globe.

Estimation de la part de l'activité volcanique et sismique dans le bilan radiatif de la Terre.

Présentation de deux modélisations climatiques, l'une sur le dernier le millénaire et l'autre sur le siècle dernier.

Réactions de photo-dissociation / recombinaison de l'oxygène moléculaire, libération d'énergie et agitation moléculaire dans la haute atmosphère.

Les variations saisonnières de température en relation avec la variation de l'angle d'incidence des rayons solaires.

Expérience permettant de comprendre pourquoi l'énergie solaire reçue par unité de surface est plus faible aux pôles qu'à l'équateur.

L'influence des aérosols sur l'évolution de la température moyenne à la surface de la Terre.

L'évolution de la composition atmosphérique : augmentation de l'effet de serre, conséquences directes et indirectes. Les modèles de circulation générale de l'atmosphère.

Le Soleil émet de l'énergie dans toutes les directions de l'espace. L'énergie solaire émise est donc répartie sur une sphère centrée sur le Soleil. Effets sur la température d'équilibre d'une planète en fonction de sa distance au Soleil et mise en évidence de l'effet de serre.