5° Origine des climats et des phénomènes météorologiques

Introduction

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La Terre est une planète rocheuse entourée d'une hydrosphère (masse d'eau) et d'une atmosphère (masse de gaz). Ces masses présentent des mouvements (vents, courants marins...)

 

 

Tous les ans on remarque que des objets sont transportés par des vents ou des courants marins comme le montrent ces exemples cités dans des articles.

 

http://france3-regions.blog.francetvinfo.fr/pyrenees/2017/02/23/pyrenees-la-neige-souillee-par-le-sable-du-sahara.html

 

http://www.20minutes.fr/monde/1990995-20170106-video-milliers-oeufs-surprise-echouent-plage-allemande

 

Pour déplacer de la matière il faut de l'énergie. Il y a-t-il un lien entre ces mouvements et l'énergie solaire reçue par la planète ?

 

 

 

 

I ÉNERGIE REÇUE ET CLIMATS

activité 1 : Les rayons lumineux n'arrivent pas tous de la même façon partout sur le globe

observons la  carte des climats

Carte climats

http://classedemyli.over-blog.com/2013/12/les-climats-du-monde-carte-vierge.html

Questions : 

1)Sur la carte vierge, reporter les grandes zones climatiques : froide en bleu, tempérée en vert clair, tropicale en orange, équatoriale en rouge.

Carte zones climatiques a legender

2) Projette un rai lumineux sur le globe au niveau de l'équateur (position B) en Afrique puis au niveau de l’Europe (position C). Observe la forme des deux tâches et compare-les. Dessine la forme de ces deux tâches sur la carte des climats que tu as coloriée.


C:\Users\utilisateur\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\experience lampe terre2.jpg

 

3) Complète le texte suivant :

La tâche n°……… est plus étalée que la tâche n°…..Pourtant le faisceau lumineux est le même. Cette différence est due au fait que la Terre est…………………………… Les rayons lumineux arrivent de manière perpendiculaire à l’…………………………………alors qu’ils ont un angle d’incidence (d’arrivée) plus faible au t……………………………Ainsi pour une même quantité d’énergie reçue, la lumière est plus concentrée sur la tâche n°……que sur la tâche n°…… 

L’………………………. reçoit donc plus d’énergie que le …………………. Et c’est pour cette raison qu’il y fait plus chaud.

Ainsi les zones recevant peu d'énergie au sol présentent des climats ……………et les zones recevant plus d’énergie au sol présentent des climats………………………

La quantité ………………………………..reçue au sol est donc responsable des………………….. 


Schema angle faisceau 1

Mots à placer dans le bilan : grande, sphérique, climats, énergie, températures, diminue, 

Bilan 1 : L’énergie de la lumière du Soleil se répartit sur la surface ………………………..de la planète : plus la latitude augmente et plus la surface éclairée est ………………………..et moins il y a d’……………………….. reçue par seconde et par mètre carré. Ainsi la quantité d’énergie solaire reçue à la surface de la Terre ……………………….. de l’équateur vers les pôles.

La quantité d'énergie reçue au sol est responsable des ………………………... Le climat correspond aux conditions moyennes de ……………………….., précipitations, ensoleillement, humidité de l'air, vitesse des vents, etc...qui règnent sur une région donnée durant une longue période. Pour l'Organisation météorologique mondiale, elle doit être d'au minimum 30 ans.

 

 

 

 

II Énergie solaire et vents

Activité 2a : Exemple du vent de sable du Sahara

Observation :  on voit souvent du sable sur la neige dans les pyrénées : cela signifie que des vents sont partis du Sahara emportant le sable jusqu'en France

Photo publiée sur twitter montrant des étendues sableuse sur la neige ( traces marrons claires)

Photo 1488032854

Photo satellite montrant le vent de sable arrivant au dessus de l'espagne :

Image satellite sable sahara pyrennees

Carte montrant le trajet du vent de sable :

Carte vents sable

Carte montrant l'épaisseur des dépôts de sable :

110401 troplol sable f

On cherche à expliquer l'origine de ce vent.

Questions :

1)      Sur la carte vierge de ta fiche élève, reporte les informations utiles permettant de résoudre le problème :

·         localise par une croix les deux zones géographiques (Sahara et Pyrénées)

·         dessine le trajet du sable

·         repasse en rouge la croix correspondant à la zone la plus chaude

·         repasse en bleu la croix correspondant à la zone la plus froide.

·         Mets un titre

 Activite 2 carte a completer

2)      En utilisant les résultats de l’activité 1, émets une hypothèse permettant d'expliquer l'origine des vents  : pour cela dans le texte complète ou entoure la bonne réponse.

On sait que le Sahara se trouve en zone plus chaude / moins chaude et la France en zone plus chaude / moins chaude.

On peut donc supposer que le déplacement de l’air proviendrait d’une différence de ....................................

L’air se soulèverait dans les zones plus chaudes /moins chaudes emportant le sable et descendrait dans les zones plus chaudes /moins chaudes, déposant le sable.

4)      Réalise les expériences indiquées par le professeur puis interprète et conclus

Expérience 1 : Influence de la température sur le mouvement de l'air ( encens et bloc de glace)

1- Allumer un bâton d'encens et le positionner sur un support

2- observer la direction prise par la fumée.

3- Positionner un bloc froid sur le trajet de la fumée

4- Réaliser un dessin du résultat de cette expérience et rédiger deux phrases commençant par « on constate que » et « on en déduit que »

Encens1

Expérience 2 : Recréer la dynamique des masses d'air ( boite et encens)

 

1- Observer la maquette.

–   la bougie sera allumée sous une des deux ouvertures ;

–   l'encens sera allumé et maintenu au-dessus de la seconde ouverture.

Image boite encens

2- Allumer la bougie puis fermer la boîte rapidement.

3- Allumer l'encens et le maintenir au-dessus de l'ouverture.

5- Observer attentivement pendant 5 minutes.

6- Compléter le schéma puis compléter les phrases ci-dessous


On constate qu'.....

On en déduit que .....

 

 

Activité 2b : La pression atmosphérique et la météo

 

La pression atmosphérique correspond au poids qu’exerce l’air sur le sol. La pression moyenne au niveau de la mer est de 1013,25 Hectopascals.

Dans les zones chaudes l’air s’élève. Il manque de l’air au sol : la pression atmosphérique diminue et on parle de zone de basse pression ou de dépression. On y observe toujours des nuages car l’air chaud entraîne avec lui l’humidité du sol. Dans les zones froides, l’air descend au sol et appuie sur celui-ci : la pression atmosphérique augmente et on parle de zone de haute pression ou anticyclone. Dans cette zone il y a rarement des nuages et il y fait toujours beau.

 

On observe ainsi sur la planète de grandes circulations d’air dont le moteur est la différence de température des régions. On les appelle des « cellules de convection ». Au niveau des colonnes d’air descendantes des cellules de convection, l’air bute sur le sol et glisse de part et d’autre de son point de chute : des vents se forment. Ce sont les alizés, les vents d’ouest et les vents polaires. Ainsi en météorologie on surveille la position des Hautes et Basses pression pour prédire le temps.

 

Une cellule de convection :

Cellule de hadley

Consignes : 

  1. Sur le schéma suivant, une zone de Basse Pression BP a été indiquée au niveau de l’équateur, dans la zone de contact des deux cellules de convection tropicales. Complète le schéma en indiquant si les zones de contact entre les cellules de convection voisines sont des zones de Haute pression HP ou de Basse Pression BP.
  2. Si la ligne de l’équateur correspond à une basse pression, que va-t-on observer dans l’atmosphère tout autour de la Terre au niveau de l’équateur ?
  3. Complète les cases du schéma en indiquant le nom des vents de surface.


 


 

 

Complète le bilan :

 

 

Bilan 2 : Les …………………………….. sont des déplacements de masses d’………………., dus aux différences de températures, plus élevées à l'……………………………..qu'aux …………………………. 

 

 

 

III- Énergie solaire et courants marins

Visionne la vidéo suivante, tu verras des milliers d'oeufs Kinder sur une plage en Allemagne !

http://www.20minutes.fr/monde/1990995-20170106-video-milliers-oeufs-surprise-echouent-plage-allemande

Activité 3 : L'eau se déplace-t-elle à cause de l'énergie solaire ?

Observons la position des courants marins à la surface du globe.

Carte courants marin completee

constat : On remarque des courants chauds qui partent de l’équateur et qui finissent par se refroidir au contact des continents froids des zones tempérées nord et sud.

hypothèse :L'énergie solaire chaufferait l'eau et comme pour l’air provoquerait son déplacement

Expérimentation : prenons deux éprouvettes graduées en communication par deux tuyaux avec un robinet pour empêcher l'eau de circuler d'une éprouvette à l'autre au départ de l'expérience. Dans une versons de l'eau chaude rouge et dans l'autre versons de l'eau froide bleue (schéma 1). Ouvrons les robinets et observons ce qui se passse (schéma 2)

 


C:\Users\utilisateur\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\Courants océaniques.jpg

source : http://laboueeposeidon.free.fr/site_argonautes/4expocean_dossier/expocean.html

On constate que ..............

 

On en déduit que .............

 

On en conclut que les courants marins sont dus à ...........

 

 

Bilan 3: Sur Terre, les océans sont le siège de courants marins :

- chauds : en surface de l'……………………………………vers les ………………………… ;

- froids : plus en profondeur, des ……………………………. vers …………………………….


 Remarque : Les courants équatoriaux ont la même trajectoire que les cyclones : on peut donc dire que les cyclones se formant au-dessus des eaux chaudes et s’alimentant en énergie dans ces eaux chaudes, suivent ces eaux c'est-à-dire suivent les courants chauds. Et comme les courants ne varient pas de trajectoires, voilà pourquoi les cyclones d’une zone donnée du globe suivent globalement toujours les mêmes trajectoires.

 


CycloneXtrème - Cyclone Ouragan Typhon Tempête Dépression - Encyclopédie  cyclonique

 

 

Fiche contrat : Climat et météo sont variables

Connaissances travaillées :

  • Mots à savoir définir : température, pression atmosphérique, courant, vent, météorologie, climatologie, équateur, tropique, pôle, sphérique.
  • Savoir comment se forme un vent.
  • Savoir lire une carte des vents.
  • Savoir ce qu’est une dépression et un anticyclone
  • Savoir comment se forme un courant marin.

Compétences travaillées:

  • C 1.4 Interpréter des résultats/ des données
  • C 1.5 Communiquer sur ses démarches, ses résultats et ses choix, en argumentant. 
  • C 4.1 Lire et exploiter des données présentées sous différentes formes : s’informer à partir d’une carte, d’un texte, d’un tableau.

 

 

Cours en Replay

Énergie Reçue et Climats TERRE # 4 - SVT Collège - Mathrix

Vents et Courants TERRE #5 - SVT Collège - Mathrix

Date de dernière mise à jour : 04/02/2022