2.Composition du rayonnement solaire

  
    Le soleil ainsi que son rayonnement ont de multiples caractéristiques.
 
 
 
  Le Soleil est l’étoile centrale de notre système solaire. D'après la classification astronomique,  notre étoile est de type naine jaune. Elle est composée essentiellement d’hydrogène (78,4 % de la masse) et d’hélium (19,6 % de la masse), les 2% restant étant composé d'autres éléments chimiques dont les principaux sont l'oxygène et le carbone. Autour de lui gravitent la Terre, et sept autres planètes (Mercure, Vénus et Mars qui sont comme la Terre des "planètes telluriques", et Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune qui sont des planètes dites "géantes gazeuses") au moins cinq planètes naines (la plus connue étant Pluton), de très nombreux astéroïdes et comètes ainsi qu'une bande de poussière. Le Soleil représente à lui seul 99,86 % de la masse du système solaire ainsi constitué (Jupiter représentant plus des deux tiers de tout le reste).
    Le Soleil émet un rayonnement de type électromagnétique. La lumière blanche nous parvient en très peu de temps (elle met en moyenne environ 8 minutes et 19 secondes a nous parvenir) (1) car il se déplace à la vitesse de la lumière, soit 299 792 458 m/s.     
    Ce rayonnement constitue un spectre continu allant des ultra-violets à l'infra-rouge en passant par le visible ou il émet avec le maximum d'intensité (2). Cependant, en traversant la chromosphère du Soleil et l'atmosphère de la Terre, les atomes qui les composent absorbent certains photons.
 
 
    Le spectre alors observable depuis la surface de la Terre est donc un spectre de raies d'absorptions (voir ci-dessous)
 


    Ainsi, à la surface de la Terre le rayonnement solaire comprend : 5% d'ultra-violet, 40% de lumière visible et 55% d'infra-rouge, les IR étant porteurs de l'essentiel de l'énergie thermique.


http://www.e-monsite.com/s/2008/03/06/tpe-stvincent-uv/couche-dozone-ckmcq.gif


    Le rayonnement ultra-violet émis par le Soleil est classé en 3 types d'ultra-violet : les UV-A ayant une longueur d'onde de 380 (cette valeur peut varier légèrement selon la source) à 315 nanomètres (1nm=1 x 10¯mètre), les UV-B dont la longueur d'onde est comprise entre 315 et 280 nm ainsi que les UV-C qui ont une longueur d'onde allant de 280 à 200 nm. Cependant seuls les UV-A et une petite partie des UV-B parviennent jusqu'à la surface de la Terre car en traversant l'atmosphère la totalité des UV-C et la majeure partie des UV-B sont soit absorbées ,soit réfléchies. Ainsi le rayonnement solaire que nous recevons comprend seulement 5% d'ultra-violet, ces 5% étant composés à 95% d'UV-A et à 5% d'UV-B.

    Le rayonnement solaire peut être considéré comme un ensemble de photons, particules transportant chacune une quantité d'énergie appelée "quantum d'énergie" et notée "∆E ".L'énergie d'un photon de fréquence υ (en hertz), dont la longueur d'onde λ (en mètre) est égale à la célérité divisée par υ , est exprimée par la relation    ∆E= h x υ = (h x c) / λ , h étant la constante de Planck c'est-à-dire 6,63*10^-34 Joules par seconde. Ainsi, les photons composant le rayonnement ultraviolet, du fait de leur longueur d'onde, transportent un quantum d'énergie plus important que les photons composant le rayonnement infrarouge.

 

 

   

L'énergie que transmet le Soleil à la surface de l'atmosphère par rayonnement est égale à 1 350 Watts/m² (c'est la constante solaire). Cependant, en traversant l'atmosphère, des parties de ce rayonnement sont réfléchies, absorbées ou diffusées, ce qui diminue significativement cette valeur. Cette diminution est d'autant plus forte que la couche d'atmosphère est importante. Ainsi, l'énergie que nous transmet le Soleil dépend de plusieurs facteurs comme l'épaisseur de l'atmosphère où l'on se trouve ou encore la position du Soleil et sa valeur atteint dans les meilleures conditions 900 à 1000 Watts/m² (3) .

    Nous pouvons aussi remarquer que sans ce rayonnement, la Terre ne serait pas comme elle est actuellement.
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