Le déficit énergétique des régions polaires [�] Aline Gagnier, coordination pédagogique Philippe Carosone.

FICHE ÉLÈVEEnsemble documentaire type baccalauréat 1re L, ES, S

Régionspolaires

Fiche élèveClasse de secondeSVTLa planète Terre et son environnement

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Le déficit énergétique des régions polaires

6Document 1. – Relevé de l’isotherme de 10°C dans la zone Arctique

La frontière communément admise pour délimiter l’Arctique correspond à une courbe isotherme où la tempéra-ture du mois le plus chaud ne dépasse jamais 10°C. Pour la zone Arctique, le mois le plus chaud est le mois de juillet.On remarque également que sur la ter-re ferme, cette frontière correspond ap-proximativement à la limite des arbres, c’est-à-dire au passage de la taïga (forêt de conifères) à la toundra (végétation rase et herbacée).

Source : fiche Savoir n° �, L’Arctique : un océan bordé

de continents.

6Document 2. – Contraste énergétique entre l’équateur et les régions polaires

1. Faisceau de rayons solaires, ayant une quantité d’énergie X, au niveau de l’équateur.2. Faisceau de rayons solaires, ayant une quantité d’énergie X, au niveau d’une région polaire.3. Axe de rotation de la Terre.

Source : fiche Savoir n° 7, Le climat en Antarctique : le

continent des extrêmes.

CRDPACADÉMIE D’AMIENS

10°C

pôle Nord

R US

S

IE

Isotherme (10°C) :limite des arbres

Extension maximale de la banquise en hiver

Extension minimale de la banquise en été

11

2

3

Le déficit énergétique des régions polaires [2] Aline Gagnier, coordination pédagogique Philippe Carosone.

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6Document 3. – Position de la Terre par rapport au soleil pendant l’été de l’hémisphère Nord

Selon cette vue, le soleil serait à droite de l’illustration.

Source : Soleil, éclipses et phénomènes astronomiques, dossier pédagogique réalisé par la Fondation polaire internationale, 2003.

6Document 4. - Valeurs de l’albédo sur diverses surfaces

Type de surface Valeur de l’albédo (%)neige fraîche

neige ancienne glace de mer

glacerochersable

champ de céréalevilleforêt

océansdésert

la Terre dans sa globalitéla lune

peinture blanchepeinture noire

81 - 8865 - 81 30 - 4043 - 5020 - 2515 - 2515 - 2413 - 155 - 15

2630357

805

Source : Expériences à réaliser, Fondation polaire internationale.

Le déficit énergétique des régions polaires [3] Aline Gagnier, coordination pédagogique Philippe Carosone.

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Glossaire

Albédo. – n. m. Part du rayonnement solaire inci-dent réfléchie vers l’espace, sa valeur varie entre « 0 » pour un corps noir qui absorbe totalement le rayon-nement et « 100 % » lorsque le rayonnement est inté-gralement réfléchi.

Banquise. – n. f. Couche d’eau gelée flottant à la sur-face des mers dans les hautes latitudes ; la température de congélation de l’eau de mer dépend de sa salinité ; plus celle-ci est élevée et plus l’eau gèle à des tempé-ratures négatives (habituellement, cette congélation a lieu autour de -1,8°C en moyenne).

Ecliptique. – n. m. Plan qui porte la trajectoire de la Terre autour du Soleil ; ce plan fait actuellement un angle de 23°27’ avec le plan de l’équateur terrestre.

Isotherme. – adj. Une courbe isotherme relie les points de température égale. L’Arctique est délimité par une telle courbe isotherme, à l’intérieur de laquel-le la température moyenne pour le mois le plus chaud ne dépasse jamais 10°C.

Taïga. – n. f. Formation végétale des hautes latitudes, composées majoritairement de conifères sempervi-rents (qui restent verts toute l’année, comme les pins, sapins et épicéas). Elle s’accompagne habituellement de quelques feuillus tels que le bouleau et le tremble.

Toundra. – n. f. Formation végétale rase, dominée par la présence de plantes herbacées, de mousses et de lichens, s’installant dans les très hautes latitudes, sur le sol pauvre et peu épais, souvent gelé en profondeur.

Questions

Document 1Colorez sur la carte la zone que l’on nomme officiellement Arctique. Décrivez la forme de cette zone sur le globe.

Document 2Comparez la surface terrestre éclairée par un même faisceau lumineux à l’équateur (Se) et au pôle nord (Sp).A partir d’un raisonnement rigoureux, expliquez pourquoi un mètre carré de la surface terrestre reçoit moins d’énergie au pôle nord qu’à l’équateur. (Faites un raisonnement mathématique théorique à partir de X, Se et Sp)

Documents 1 et 3 En utilisant le document 3, expliquez pourquoi le centre de la zone froide de l’Arctique ne cor-respond pas parfaitement au pôle Nord géographique.

Document 4Sachant que l’Arctique est une gigantesque banquise, expliquez comment l’albédo peut ampli-fier le refroidissement de la zone polaire antarctique.

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Programme concernéSeconde, « La planète terre et son environnement »

Objectifs notionnelsLa sphéricité de la Terre est responsable de la répartition latitudinale des climats. Les climats les plus froids étant situés dans les zones polaires et les plus chauds à proximité de l’équateur. L’albédo est de valeur différente selon la surface mise en jeu, certaines surfaces renvoient davantage les rayons lumineux incidents.L’albédo a un rôle amplificateur sur les variations climatiques.

Compétences travailléesSavoir extraire d’un texte des informations et les retranscrire sur une carte.Savoir analyser un tableau de valeursMettre en relation des informations pour proposer une explication à un phénomène

Organisation et situation pédagogiqueDurée de l’étude : une heure trente.Travail en classe entière sur les documents.Bilan réalisé avec les élèves en fin d’étude ou au cours suivant.

Introduction Les régions polaires jouent un rôle important dans la régulation du climat planétaire. A l’échelle de la Terre, ce sont d’importantes sources de froid qui contrastent avec les zones chaudes équatoriales. Le maintien de l’équilibre climatique global implique des transferts de chaleur permanents entre ces régions grâces aux courants marins et atmosphériques qui se mettent en place. Le déficit énergétique des régions polaires, responsable de son climat si froid, a deux origines. Premièrement, la sphéricité de la Terre fait que les rayons solaires arrivant sur les pôles ont une très forte obliquité. Deuxièmement, les surfaces glacées des pôles reflètent énormément les rayons solaires, l’albédo est fort, ce qui amplifie le refroidissement.

Pour aller plus loinMesures directes de surfaces éclairées par un faisceau de lumière sur une maquette du globe terrestre et de l’énergie reçue par cette surface.Etude des saisons observées dans les zones polaires afin de comprendre l’importance de l’obliquité de l’axe de rotation de la Terre.Mesure directe de l’albédo d’une surface en classe ou utilisation comme base de travail pour un TPE.Modélisation de l’influence de la nature de la surface sur l’albédo et donc sur la température du mi-lieu.Calculs de valeurs moyennes d’albédo sur Terre à des périodes géologiques différentes.Le site http://www.educnet.education.fr/obter/principe/albedo/albedo61.htm propose un exercice intéressant.Discussion sur les risques de la fonte des glaces aux pôles en lien avec l’albédo et le réchauffement climatique.

 Sitographie et bibliographieFiches « Savoir » n° 1, n° 6, n° 7 à l’adresse :http://crdp.ac-amiens.fr/edd2/index.php?/themes/&uid=365&category=21&fuid=83Dossiers pédagogiques de la Fondation polaire internationale Soleil, éclipses et phénomènes astronomi-ques, et Expériences à réaliser, disponibles sur le site Educapôles.Animations sur www.educapoles.org

Le déficit énergétique des régions polaires [�] Aline Gagnier, coordination pédagogique Philippe Carosone.

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Fiche professeurTerminale SSpécialité SVT