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Situer la Terre dans le Système Solaire

Mise à jour le 03/06/2016
Par Isabelle Veltz
A l'aide du logiciel Build Your Own Earth, il est possible de faire découvrir aux élèves l'impact de la distance au soleil, de la forme de l'orbite terrestre et de l'angle d'inclinaison sur un paramètre simple comme la température à la surface de la Terre. Avec ce logiciel assez intuitif il est possible de comparer le modèle Terre courant avec des modèles Terres dont les élèves auront modifié un paramètre.
Place dans le BO - Cycle 4

La  Planète Terre, l'environnement et l'action humaine.

Connaissances

La Terre dans le système solaire

Compétences 

Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques :

interpréter un résultat, en tirer une conclusion.

Mobiliser des outils numériques  : 

pour simuler des phénomènes.

Se situer dans l'espace et le temps :

Se situer dans l'environnement et maîtriser la notion d'échelle.

Pour se familiariser avec le logiciel il est possible de consulter un tutoriel

 

 

Rotation de la Terre autour de son axe incliné et alternance Jour/Nuit.

informations techniques activités proposées / données disponibles indices de réponse
  • Se connecter au site BYOE à partir du lien suivant :

 

  • Cliquer sur :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Une autocorrection est possible en cliquant dans la fenêtre Earth 1 sur Alien, puis en choisissant dans le menu déroulant "Ice Planet"

 

 

 

 

  • Observer la Terre et le Soleil.

 

  • Décrire les mouvements de la Terre.

 

  • Décrire l'inclinaison de la Terre par rapport à la verticale.

 

 

  • Décrire l'alternance Jour/Nuit.

 

  • Représenter sur le même schéma la surface éclairée de la Terre.

 

 

 

 

 

 

 

Le Soleil éclaire la Terre, elle reçoit de l'énergie de son étoile.

La terre tourne sur elle même autour d'un axe qui est oblique.

Ce mouvement permet une alternance entre des périodes où une partie du globe est éclairé (Jour) et où une partie du globe est à l'obscurité (Nuit).

auto-correction

 

Influence de la Distance entre le soleil et les planetes sur leur température de surface.

informations techniques activité proposées / données disponibles indices de réponse
  • Se connecter au site BYOE à partir du lien suivant :

 

  • Cliquer sur :

 

  • Paramétrer le logiciel en suivant les consignes suivantes.
  • Dans la fenêtre "Earth 1", choisir : "Recent", puis dans le menu déroulant choisir "Solar constant" et dans le nouveau menu déroulant choisir "Control" afin de paramétrer le modèle Terre de référence.

  • Dans la fenêtre "Change climate property" choisir "Atmosphere", "Mean Temperature" et "Surface"

  • Valider en cliquant sur "View Model". 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La fenêtre qui s'ouvre montre la répartition des températures sur Terre et leurs fluctuations au cours du temps.

 

 

 

 

 

 

  • Arrêter le défilement des mois en cliquant sur

 

  • Cliquer sur "Feb" pour étudier la répartition des températures en février.

 

 

 

 

 

 

  • Cliquer sur "Aug" pour étudier la répartition des température en Août.

 

  • Repérer à l'aide de l'échelle des températures les couleurs correspondant à une température supérieure à 20°C et les couleurs correspondant à une température inférieure à 0°C.
  • Observer les variations de la température à la surface du globe en fonction du mois de l'année.

 

 

 

  • Repérer les zones où la température est inférieure à 0° et colorier sur la première carte à compléter ces régions (pour télécharger les cartes).
  • Repérer les zones où la température est supérieure à 20°C et colorier ces régions sur la même carte.
  • Repérer la France et faire une croix sur chacune des cartes.
  • Compléter les légendes.

 

  • Réaliser le même travail sur la seconde carte pour les températures en Août.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Dans la fenêtre "Earth 2 " cliquer sur "Add Earth 2"

  • Dans la fenêtre qui s'ouvre choisir "Recent", "Solar constant" puis dans le menu déroulant choisir "As for Mars".

 

 

 

 

 

 

 

  • Observer l'emplacement du Soleil si la Terre était située à la place de la planète Mars et dire si la distance entre la planète et sont étoile est plus ou moins importante.

 

 

 

 

  • Cliquer sur "view climate model" pour étudier la répartition des zones froides et chaudes si la Terre était à la place de la planète Mars.
  • En jouant avec le curseur au dessus des cartes il est possible de de consulter en même temps les deux cartes ou de les étudier l'une après l'autre.

  • Dans la fenêtre "Earth 2" choisir "87.3% Earth-Sun distance" afin d'étudier les températures si la Terre était presque à l'emplacement de Venus.

 

 

 

  • Quelle serait la température de la Terre si elle était située à la même place que Mars ? Rappeler  l'état de l'eau à ces températures.

 

 

 

 

 

  • Quelles seraient les températures de la Terre si elle était située à la même place que Vénus ? Rappeler l'état de l'eau à ces températures.

 

 

 

 

 

Rq : il y a des variations saisonnières de la températures mais globalement elles sont toujours positives.

 

 

Quel est l'impact de la forme de l'orbite (circulaire ou Elliptique) sur la température à la surface de la Terre ?

Ce travail peut faire suite au précédent, mais au cas où il est réalisé indépendamment, les étapes de la découverte de la répartition des températures en février et en août sont a faire avant de réaliser le travail proposé ci-dessous. Modifier juste dans la consigne initiale le paramétrage du menu déroulant en choisissant "Eccentricity" à la place de "Solar constant".

informations techniques activités proposées / données disponibles indices de réponse
  • Dans la fenêtre "Earth 2 " cliquer sur "Add Earth 2"

  • Dans la fenêtre qui s'ouvre choisir "Recent", "Eccentricity" puis dans le menu déroulant choisir "Perfectly circular".
  • Arrêter le défilement et se fixer sur "Feb" et déplacer le curseur.

 

 

  • Se fixer sur "Aug" et déplacer le curseur.

 

 

  • Dans le menu déroulant de la fenêtre "Earth 2 " choisir à présent "4x current"
  • Faire l'étude des températures en août puis en février

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Rechercher si en février on observe des variations de la répartition des zones froides ou des zones chaudes.

 

  • Rechercher si en août on observe des variations de la répartition des zones froides ou des zones chaudes.

 

  • Rechercher en août les températures sont globalement plus chaudes ou plus froides?
  • Rechercher en février si les températures sont globalement plus chaudes ou plus froides ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Que ce soit en février ou en août il n'y a pas de grosses variations des zones chaudes et froides. On peut donc conclure que la terre a actuellement une orbite proche du circulaire.

 

avec une orbite elliptique, les températures en août sont globalement moins chaudes et en février elles sont plus chaudes à l'équateur et plus froides aux pôles.

Quel est l'impact de l'angle d'inclinaison sur la température à la surface de la Terre ?

Ce travail peut faire suite au second, mais au cas où il est réalisé indépendamment, les étapes de la découverte de la répartition des températures en février et en aout sont a faire avant de réaliser le travail proposé ci-dessous. Modifier juste dans la consigne initiale le paramétrage du menu déroulant en choisissant "Axial tilt" à la place de "Solar constant" puis dans le second menu déroulant choisir "23.44° (current)" qui correspond à l'angle actuel de l'inclinaison de l'orbite sur son axe.

informations techniques activités proposées / données disponibles indices de réponse
  • Dans la fenêtre "Earth 2 " cliquer sur "Add Earth 2"

  • Dans la fenêtre qui s'ouvre choisir "Recent", "Axial tilt" puis dans le menu déroulant choisir "0°".
  • Cliquer sur "view property" afin d'observer l'orientation du globe.

 

 

  • Cliquer sur "view climate model"
  • Arrêter le défilement des mois en cliquant sur

 

  • Cliquer sur "Feb" pour étudier la répartition des température en février.

 

 

 

 

 

 

 

  • Cliquer sur "Aug" pour étudier la répartition des température en Août.

 

 

 

 

 

  • Représenter l'axe de rotation du globe sur le schéma à compléter (pour le télécharger). 
  • Représenter sur le même schéma la surface éclairée de la Terre.

 

 

 

 

 

  • Repérer les zones où la température est inférieure à 0° et colorier sur la première carte à compléter ces régions (pour télécharger les cartes).
  • Repérer les zones où la température est supérieure à 20°C et colorier ces régions sur la même carte.
  • Repérer la France et faire une croix sur chacune des cartes.
  • Compléter les légendes.
  • Réaliser le même travail que précédemment sur deux nouvelles cartes.
  • Comparer les cartes représentant les zones chaudes et froides lorsque la terre est inclinée de 23° et lorsque qu'elle est parfaitement verticale afin de monter que l'inclinaison est responsable de variations saisonnières des températures qu'on ne retrouve pas quand la Terre est verticales

 

 

 

 

 

 

 

 

 

On voit bien que la répartition des zones froides et chaudes est quasiment identique en février et en août. l'inclinaison de la terre est donc responsable des saisons.

 

 

 

  • Dans la fenêtre "Earth 2" choisir un angle de "45° et réaliser le même travail que précédemment.
 

avec un angle plus élevé, les changements climatiques annuels sont beaucoup plus intense et passent du caniculaire au glacial dans une même région au cours de l'année.