Nous savons tous que c'est la Terre qui tourne autour du Soleil. Mais pour nous, qui sommes sur la Terre, c'est le Soleil que nous voyons tourner autour de la Terre d'est en ouest. C'est ce qu'on appelle la course apparente du Soleil. Celle-ci varie au cours des saisons. Elle varie d'autant plus que la latitude du lieu d'observation est élevée.

Remarque:

• Cette animation illustre la course apparente du Soleil pour un habitant de l'hémisphère nord entre 40° et 50° de latitude. Un habitant de l'hémisphère sud voit le Soleil vers le nord mais toujours d'est en ouest.
• Les heures sont exprimées en temps solaire: midi (12 heures) est l'instant où le Soleil atteint son élévation maximale.

L'effet de serre est un phénomène naturel causé par certaines molécules présentes dans l'atmosphère terrestre (vapeur d'eau, dioxyde de carbone, ozone, méthane ...).

La surface terrestre est exclusivement chauffée par l'énergie solaire (les sources géothermiques sont dix mille fois plus faibles). La moitié de cette énergie solaire est captée par la Terre sachant que le reste est absorbé par l'atmosphère et pour une faible partie réfléchie dans l'espace. La Terre, ainsi chauffée, émet elle aussi un rayonnement mais dans l'infrarouge. Les molécules de gaz à effet de serre présentes dans l'atmosphère absorbent principalement ces longueurs d'ondes infra-rouges et ré-émettent vers la Terre 80% de cette énergie.

C'est ce piège énergétique qu'on appelle l'effet de serre. Il est à l'origine du maintient de l'eau à l'état liquide sur notre planète et a donc favoriser le développement de la Vie sur Terre; sans lui, la température au sol avoisinerait -18°C.

Mais l'activité humaine est en voie de perturber cet équilibre en augmentant les concentrations de plusieurs gaz à effet de serre, notamment celles du dioxyde de carbone (CO2) et du méthane (CH4).

Une atmosphère est une couche de gaz qui entoure une planète.

L'atmosphère terrestre est cloisonnée par les scientifiques en 5 couches théoriques:

• La troposphère contient 80% des 5 millions de milliards de tonnes d'air! Au contact direct du sol et chauffé par ce dernier, cette couche d'air est le siège d'importants échanges thermiques responsables des phénomènes météorologiques.
• Dans la Stratosphère, la température augmente avec l'altitude. Cette inversion de température agit comme une limite pour les nuages. C'est dans cette couche que se trouve la couche d'ozone qui filtre une grande partie des rayons ultraviolets provenant du Soleil.
• Dans la mésosphère, la température repart à la baisse.
• Les rares particules encore présentes dans la thermosphère interagissent avec le rayonnement solaire. En absorbant cette énergie, elles accroissent leur température et se ionisent. C'est l'ionosphère. Cette partie de la thermosphère possède d'importantes propriétés électromagnétiques. La station spatiale internationale (ISS) se situe dans la thermosphère, au delà de l'ionosphère.
• Les particules sont si rares dans l'exosphère que la probabilité de collision entre elles est négligeable. Certaines échappent même à l'attraction terrestre. Sans que sa frontière soit clairement identifiée, le début de l'exosphère marque le début de l'espace. La majorité des satellites, situés entre 800 km et 36000 km d'altitude, se situent dans l'exosphère.

L'enfant saura-t-il trouver des stratégies pour émettre moins de CO₂ et ainsi aider à lutter contre le réchauffement climatique provoqué par effet de serre ?

Ce petit quizz représente pour le maître un outil pédagogique intéressant pour sensibiliser les enfants sur leur propre mode de vie et ses conséquences à l'échelle planétaire.

Dans le cadre de la 4e Année polaire internationale (2008), l’explorateur Jean-Louis Étienne, avec la participation de très nombreux partenaires et sponsors, pilote l’expédition Total Pole Airship.
Son objectif principal est de mesurer l’épaisseur de la banquise (glace de mer) pour observer les effets du réchauffement climatique et servir de point de référence pour des études futures. Il s’agit aussi de mesurer la position précise du pôle Nord magnétique et le champ magnétique sur l’océan Arctique.
Ces mesures devaient être faites entre avril et mai 2008, lorsque l’épaisseur de la glace de mer est maximale mais le dirigeable a été détruit en janvier 2008.

L'alternance des saisons provient des variations de l'inclinaison de la terre par rapport aux rayons venant du soleil. Les tropiques du Capricorne et du cancer délimitent les régions de la Terre où le soleil apparaît au zénith au moins une fois l'an.

Attention, dans cette animation, la Terre est vue dans un référentiel géocentrique dont l'un des axes pointe vers le soleil. Dans ce repère, l'axe des pôles oscille au cours de l'année. Dans le référentiel héliocentrique, cet axe garde une inclinaison fixe.

Les saisons sont les périodes de 3 mois qui séparent les équinoxes (printemps, automne) et les solstices (été, hiver).

L'alternance des saisons provient des variations de l'inclinaison terrestre face aux rayons venant du soleil. L’axe de rotation de la Terre fait un angle de 23,5° par rapport à la perpendiculaire au plan de son orbite autour du Soleil, qu’elle parcourt en une année. Comme l’axe est fixe par rapport à l’espace, la Terre présente davantage au Soleil un pôle puis l’autre à 6 mois d’intervalle.
Les échelles ne sont pas respectées.

La Terre est inclinée sur son orbite. Ceci est la cause d'un ensoleillement inégal au cours de l'année responsable des saisons. On illustrera les variations de la durée du jour et les saisons des différents hémisphères.

Les trois villes représentées sont situées sur le même méridien. Il s'agit de Stockholm, Brazzaville, Le Cap.

Les échelles ne sont pas respectées.