L`atmosphère et l`espace

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Questions 1 à 32, A à D.
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 7
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Verdict
1 L’ATMOSPHÈRE (p. 222-239)
1. Vrai ou faux ? Expliquez votre réponse.
a) L’atmosphère est la couche d’air de 30 km d’épaisseur qui entoure la Terre.
Faux. Son épaisseur est de plus de 10 000 km, mais sa masse est concentrée dans les 30 premiers
kilomètres au-dessus du sol.
b) L’atmosphère est composée principalement de dioxygène.
Faux. Elle est composée principalement de diazote.
c) L’atmosphère nous protège contre les rayons nocifs du Soleil.
Vrai. Elle nous protège notamment contre les rayons ultraviolets.
a) Il s’agit de la couche la plus froide de l’atmosphère.
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2. À quelle couche de l’atmosphère correspond chacune des descriptions suivantes ?
Mésosphère.
b) Les phénomènes météorologiques se produisent dans cette couche. Troposphère.
c) Elle abrite la couche d’ozone.
Stratosphère.
d) C’est la couche la plus chaude de l’atmosphère.
Thermosphère.
e) La plupart des satellites spatiaux circulent dans cette couche.
Exosphère.
3. Le 23 octobre 2007, la navette spatiale Discovery a décollé du Centre
spatial Kennedy, en Floride, pour aller livrer de l’équipement à la Station
spatiale internationale. Nommez, dans l’ordre, les couches de
l’atmosphère traversées par l’équipage.
Troposphère, stratosphère, mésosphère, thermosphère, exosphère.
4. Nommez trois caractéristiques de l’air qui sont importantes en météorologie.
La pression, la température, le taux d’humidité.
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5. Pour mesurer les caractéristiques de l’atmosphère
en altitude, les météorologues emploient des ballonssondes qui peuvent s’élever jusqu’à 30 km. Ces
ballons sont dotés de matériel de mesure et de
radars, qui envoient les données recueillies vers la
Terre. En s’élevant, les ballons gonflés d’air prennent
de l’expansion. Expliquez pourquoi.
La pression de l’air diminue avec l’altitude, ce qui
permet aux particules d’air à l’intérieur des ballons
de prendre de l’expansion.
6. Les particules d’air exercent-elles une pression plus
faible ou plus forte quand la température augmente ?
Expliquez votre réponse.
Les particules d’air exercent une pression plus faible lorsque la température augmente, parce qu’elles
s’éloignent les unes des autres et que le nombre de collisions entre les particules diminue en
conséquence. Dans l’atmosphère, cependant, la pression de l’air tend à l’équilibre et c’est la masse
7. Qu’est-ce qui cause le vent ?
Le vent provient du déplacement de l’air des zones de haute pression vers les zones de basse pression.
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volumique de l’air qui diminue lorsque la température augmente.
8. Une cycliste de haut niveau quitte Montréal et roule vers Québec. Au même moment, une
cycliste de même calibre effectue ce trajet en sens inverse. Si un système de haute pression
surplombe Montréal et qu’un système de basse pression se trouve au-dessus de Québec, qui
arrivera en premier ? Expliquez votre réponse.
La cycliste qui part de Montréal vers Québec arrivera en premier, puisqu’elle aura le vent dans le dos.
9. Qu’est-ce qui permet la répartition de la chaleur reçue du Soleil entre l’équateur et les pôles ?
Expliquez votre réponse.
C’est la circulation atmosphérique qui permet cette répartition. Il s’agit d’un phénomène de
convection : l’air chaud monte au-dessus de l’équateur et se dirige vers les pôles ; en même temps,
l’air froid des pôles se dirige vers l’équateur.
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10. Le globe est ceinturé de grandes cellules de circulation à l’intérieur desquelles se déplacent
les vents dominants. Combien y a-t-il de cellules de circulation au total ? Comment se
nomment-elles ?
Il existe six cellules de circulation, trois par hémisphère : deux cellules polaires, deux cellules de
Ferrel, deux cellules de Hadley.
11. Un vol entre Montréal et Paris a duré 6 h 25 min. Au retour, le vol a duré 7 h 35 min.
Pourquoi ?
À l’allée, le courant-jet a contribué à propulser l’avion. Au retour, l’avion a volé en sens inverse du
courant-jet, ce qui a réduit sa vitesse.
12. À quoi chacune des descriptions suivantes correspond-elle ?
a) Une grande étendue atmosphérique dont la température et l’humidité
sont relativement homogènes.
Une masse d’air.
b) La limite d’une masse d’air froid qui percute une masse d’air chaud, et
Un front froid.
qui entraîne la formation de nuages épais, les cumulus.
c) La limite d’une masse d’air chaud qui percute une masse d’air froid, et
qui entraîne la formation de nuages allongés et superposés en couches. Un front chaud.
b) Quel nom donne-t-on à une telle zone ?
Anticyclone.
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13. Observez bien la photo ci-contre.
a) La région illustrée se trouve-t-elle dans une zone
de basse pression atmosphérique ou de haute
pression atmosphérique ?
Dans une zone de haute pression.
c) Dans quel sens les vents tournent-ils si cette zone
se trouve dans l’hémisphère Nord ?
Dans le sens horaire.
d) Comment se nomme le phénomène inverse ?
Une dépression.
14. En général, les vents soufflent-ils en ligne droite d’une zone de haute pression vers une zone
de basse pression ? Pourquoi ?
Non. Ils sont déviés par l’effet de Coriolis, induit par la rotation de la Terre. Les vents sont déviés vers
la droite dans l’hémisphère Nord, vers la gauche dans l’hémisphère Sud.
15. Vrai au faux ? Expliquez votre réponse.
a) L’effet de serre est un phénomène récent, engendré par les activités humaines sur Terre.
Faux. Les gaz à effet de serre ont toujours existé dans l’atmosphère.
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b) En s’accumulant dans l’atmosphère, les gaz à effet de serre piègent de plus en plus
de rayons ultraviolets.
Faux. Ils piègent les rayons infrarouges émis par le sol.
c) Le déboisement entraîne une augmentation de l’effet de serre à cause de la libération
de dioxyde de carbone lors de la décomposition des arbres coupés.
Vrai. Le carbone emmagasiné dans les forêts retourne dans l’atmosphère sous forme de CO2
lorsqu’on coupe les arbres.
d) La photosynthèse par les végétaux joue un rôle majeur dans la stabilité des températures
sur Terre.
Vrai. Les végétaux absorbent du CO2 lors de la photosynthèse, ce qui diminue l’effet de serre.
16. Pour chacun des gaz à effet de serre suivants, nommez une source d’émission associée
aux activités humaines.
a) Dioxyde de carbone (CO2)
Réponses variables. Exemples. Combustion du pétrole, du gaz naturel, du charbon, par les
voitures ou les procédés industriels.
b) Méthane (CH4)
Réponses variables. Exemples. Élevage de bétail, entreposage et gestion des fumiers, culture en
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rizière, décomposition des ordures ménagères, distribution du gaz naturel.
c) Oxyde nitreux (N2O)
Réponses variables. Exemples. Épandage d’engrais contenant de l’azote sur les terres agricoles,
procédés chimiques.
17. La décomposition des déchets dans les sites d’enfouissement génère du méthane (CH4).
Dans plusieurs sites, on recueille ce gaz et on le brûle, pour le transformer en dioxyde de
carbone (CO2). Ce geste a-t-il un impact positif ou négatif sur l’environnement ? Expliquez
votre réponse.
Positif. Le méthane est un gaz à effet de serre 21 fois plus puissant que le dioxyde de carbone.
18. Expliquez la différence entre l’ozone troposphérique et l’ozone stratosphérique.
Dans les deux cas, il s’agit de la même molécule. À basse altitude (dans la troposphère), l’ozone
constitue un polluant. Il est irritant pour les voies respiratoires. Dans la stratosphère, il forme une
couche qui protège les organismes vivants contre les rayons ultraviolets du Soleil.
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19. Quelles molécules sont principalement responsables de l’amincissement de la couche
d’ozone ? À quels usages ont servi (ou servent encore) ces molécules ?
Les chlorofluorocarbures (CFC). Ces composés chimiques étaient essentiellement utilisés dans les
systèmes de réfrigération ou comme propulseurs dans les bombes aérosols. Toute production de CFC
devrait cesser d’ici 2010.
20. Observez bien la photo ci-contre.
a) De quels gaz dégagés par les voitures l’ozone de
la troposphère provient-il ?
Des oxydes d’azote (NOx).
b) Comment nomme-t-on l’épais brouillard de
pollution que forment l’ozone et d’autres polluants
atmosphériques dans certaines conditions ?
Le smog.
c) Ce brouillard a-t-il toujours la même composition ? Expliquez votre réponse.
Non. L’ozone troposphérique se combine avec divers polluants atmosphériques pour former le
smog. Sa composition varie selon la période de l’année.
21. Indiquez deux avantages et deux inconvénients associés à l’énergie éolienne.
Réponses variables. Exemples.
Inconvénients : les éoliennes peuvent briser l’harmonie d’un paysage; le vent souffle de façon
intermittente; il est impossible d’emmagasiner l’énergie éolienne.
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Avantages : c’est une énergie renouvelable; elle n’émet pas de gaz à effet de serre.
2 L’ACTION DU SOLEIL ET DE LA LUNE SUR LA TERRE (p. 239-245)
22. Comment nomme-t-on les réactions qui transforment l’hydrogène en hélium au cœur
du Soleil ?
Des réactions nucléaires.
23. Sous quelle forme l’énergie solaire nous parvient-elle sur la Terre ?
Sous forme d’énergie rayonnante (ondes électromagnétiques).
24. Quelles ondes électromagnétiques provenant du Soleil parviennent jusqu’à la Terre ?
La lumière visible, une partie des rayons infrarouges et une infime partie des rayons ultraviolets.
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25. Expliquez le sens de l’affirmation suivante : la courbure du globe est à l’origine de plusieurs
phénomènes atmosphériques.
À cause de la courbure du globe, les régions tropicales reçoivent plus d’énergie solaire que les pôles.
Les différences de température entre les régions du globe créent les vents et les courants marins.
26. À quoi chacune des descriptions suivantes correspond-elle ?
a) Un grand panneau de verre qui capte la chaleur du Soleil et la transmet à un liquide qui
circule sous sa surface.
Capteur solaire.
b) Un dispositif qui convertit la lumière du Soleil en courant électrique.
Cellule photovoltaïque.
27. Décrivez deux éléments qui font partie des systèmes de chauffage passif.
Réponses variables. Exemple. De grandes fenêtres orientées vers le sud; des matériaux, comme le
béton, qui absorbent l’énergie solaire.
28. Indiquez deux avantages et deux inconvénients associés à l’énergie solaire.
Réponses variables. Exemples.
Avantages : c’est une énergie renouvelable; elle n’émet pas de gaz à effet de serre; elle permet
d’alimenter des installations isolées.
position du Soleil et l’épaisseur de nuages.
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Inconvénients : ses coûts de construction sont élevés; la quantité d’énergie solaire est variable selon la
29. À 11 h, Geneviève a laissé sa serviette et son livre sur la plage pour aller se promener. À son
retour, une heure plus tard, ses effets personnels avaient été emportés par la marée. Elle est
surprise : la veille, la marée était à son plus haut vers minuit. Comment peut-elle de nouveau
être si haute ?
La Terre a fait un demi-tour sur elle-même. Geneviève se trouve sur la face de la Terre opposée à la
Lune. La marée est haute puisque à cet endroit les eaux sont moins attirées par la Lune que la Terre
elle-même.
30. Vrai ou faux ? Expliquez votre réponse.
a) Les marées sont provoquées uniquement par l’attraction de la Lune.
Faux. Le Soleil joue aussi un rôle dans le phénomène des marées.
b) À tout moment, il y a deux marées hautes et deux marées basses sur la Terre.
Vrai. Les marées hautes se produisent du côté qui fait face à la Lune et du côté opposé à la Lune.
Les marées basses se produisent sur les deux autres côtés de la Terre.
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c) La force gravitationnelle de la Lune est due au fait qu’elle tourne sur elle-même.
Faux. La force gravitationnelle n’est pas due à la rotation de la Lune, mais à sa masse.
31. Remettez dans le bon ordre les étapes suivantes, associées à la production d’énergie
marémotrice.
A. La marée descend.
D. Une porte s’ouvre.
B. La marée monte.
E. L’eau est captée dans un bassin.
C. L’eau sort et fait tourner une turbine.
B, E, A, D et C.
32. Indiquez deux avantages et deux inconvénients associés à l’énergie marémotrice.
Réponses variables. Exemple.
Avantages : c’est une énergie renouvelable; elle n’émet pas de gaz à effet de serre.
Inconvénients : elle nécessite des installations coûteuses; elle nécessite une amplitude de marée
suffisante.
A. Afin de faire sa part pour l’environnement, Sophie choisit de laisser sa voiture à la maison
deux jours par semaine et de se rendre au bureau à pied. Avant de quitter son domicile, elle
écoute la radio. Au bulletin météo, on annonce qu’une zone de haute pression s’est installée
au-dessus de la ville où elle habite.
a) Comment se nomme le système météorologique qui trône au-dessus de la ville ?
Anticyclone.
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QUESTIONS SYNTHÈSES
b) Sophie devrait-elle songer à emporter un parapluie au bureau ? Expliquez votre réponse.
Ce n’est pas nécessaire. Les anticyclones sont associés à un temps sec et ensoleillé.
B. Répondez aux questions suivantes à l’aide de l’information donnée en A.
a) Grâce à sa nouvelle routine, quels gaz polluants bien connus Sophie évite-t-elle d’émettre ?
Du dioxyde de carbone, des oxydes d’azote et du dioxyde de soufre.
b) Quels problèmes environnementaux Sophie aide-t-elle ainsi à prévenir ?
Les changements climatiques et la formation de smog.
c) Les concitoyens de Sophie n’ont pas tous eu la même idée et des milliers d’automobilistes
sont coincés dans les bouchons pour se rendre au centre-ville. Une fumée jaunâtre est
visible au-dessus de la ville. Cette fumée devrait-elle disparaître au cours de la journée ?
Expliquez votre réponse.
C’est peu probable. La haute pression empêche les polluants de s’échapper.
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C. La famille Tremblay et la famille Therrien ont toutes les deux construit un chalet de chasse en
région isolée, dans le nord du Québec. Le réseau électrique de la province ne dessert pas
leurs chalets. Les Tremblay ont choisi de construire une petite éolienne pour subvenir à leurs
besoins. Les Therrien ont installé des capteurs solaires et des panneaux photovoltaïques.
a) Sur le plan des émissions de gaz à effet de serre, quelle famille affichera le bilan le plus
avantageux ? Expliquez votre réponse.
Aucune différence. Dans les deux cas, aucun gaz à effet de serre n’est émis durant la phase
d’utilisation de l’équipement.
b) À quel problème fera face chacune des familles en ce qui concerne l’alimentation en
énergie ?
Les Tremblay ne seront pas approvisionnés quand le vent tombera à plat. Les Therrien ne seront
pas approvisionnés la nuit et lorsque le ciel sera couvert.
c) Les deux familles envisagent de coupler leurs systèmes de production pour créer un petit
réseau qui alimenterait les deux chalets. Qu’en pensez-vous ? La solution est-elle parfaite ?
Excellente idée. Un système pourra prendre la relève de l’autre quand l’un d’eux ne sera pas en
mode de production. L’alimentation restera problématique lors des nuits ou des journées nuageuses
où il ne ventera pas.
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D. Préparez votre propre résumé du chapitre 7 en construisant un réseau de concepts.
Voir la section « Réseaux de concepts » dans le guide B.
1. Au Québec, les taux de smog ont augmenté en moyenne de 15 % depuis le début des années
1990, essentiellement dans le sud de la province. Expliquez pourquoi.
À cause de l’augmentation du nombre de véhicules sur les routes et du développement des activités
industrielles. Les émissions de smog sont concentrées dans le sud, puisque c’est dans cette région que
se trouvent les zones urbaines.
2. Le Québec ne peut agir seul pour régler le problème du smog sur son territoire. Il doit
collaborer avec ses voisins des autres provinces et les États américains. Expliquez pourquoi.
Parce que les polluants atmosphériques peuvent voyager à des centaines de kilomètres de leur point
d'émission, poussés par les vents. Même si le Québec réduit ses émissions, les résultats ne seront pas
probants tant que ses voisins n'en feront pas autant.
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