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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.

Température d'équilibre, effet de serre, cycle bio-géochimique du carbone : des bases pour comprendre le climat et certaines de ses variations.

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.

Présentation du système climatique, des impacts anthropiques et des études des variations passées du climat.

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

Influence de l'activité solaire sur le climat de la Terre et sur la nébulosité de l'atmosphère.

Effet de serre et calcul des températures de surface planétaire, simulations numériques pour une étude comparative Terre-Vénus-Mars.

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

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.

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

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

Les oscillations océaniques et leur influence sur le climat.

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

Explication du gradient thermique de la troposphère, rôle de la vapeur d'eau et du gaz carbonique.

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

Les variations saisonnières de température et l'inertie thermique des continents et des océans.

Le bilan radiatif terrestre, relation rayonnement solaire, albédo et température de surface.

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

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

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.