Pourquoi la luminosité du soleil diminue avec l'altitude?
Bonjour,
J'ai pas pu trouver d'explication à cette question, j'ai remarqué qu'au fur et à mesure qu'on s'élève dans les couches de l'atmosphère la luminosité diminue jusqu'à ce que le ciel devient totalement noirpourquoi? normalement on est plus proche du soleil ? non?
J'aimerai savoir aussi si sur la lune lorsqu'il fait jour est ce que la luminosité est suffisante ou pas?
Merci
Bonsoir,
Plus on monte, moins la lumière traverse d'atmosphère pour nous parvenir et moins elle diffuse.
Le ciel est donc de plus en plus sombre mais la quantité de rayonnement provenant du soleil qui nous parvient augmente (dans l'espace, il faudra des visières spéciales).
Il ne faut pas confondre la luminosité diffusée (par l'atmosphère) et le rayonnement direct.
Tu as aussi remarqué qu’à un même endroit la luminosité du ciel varie entre un bleu plus ou moins profond, les jours où il fait sec, un bleu clair et un gris plus ou moins prononcé. Sans parler des nuages qui, s’ils ne sont pas trop épais, sont très lumineux.
C’est l’eau contenue dans l’air qui la première responsable de la nébulosité. Un air sec est pratiquement transparent et nous ferait voir le ciel profond sous sa vraie couleur : noir. C’est la vapeur qui, en absorbant la lumière et en la réémettant, lui donne cette couleur bleue. Plus on monte en altitude plus le ciel est d’un bleu sombre. On peut même voir les étoiles les plus brillantes en plein jour.
La différence de proximité du soleil entre le niveau de la mer et l’altitude est négligeable et n’expliquerait pourquoi tout le ciel est lumineux. D’ailleurs, même sans nuages, quand le soleil est caché il faut toujours jour. On est éclairé par le ciel.
La lune, n’ayant aucune atmosphère et donc pas de vapeur d’eau, a un ciel noir comme dans l’espace.
ND
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Correction : l'essentiel de la diffusion préférentielle de la partie bleue du spectre est du à la présence des molécule diatomique, du fait de la diffusion de Rayleigh.
Le rayonnement électromagnétique est formé d'un champs électrique oscillant. Les molécule d'O2 et de N2 se comportent elles même comme des dipôles qui vont osciller sous l'effet de ce champs inducteur. Un dipôle qui oscille réémet de l'énergie, prise sur le champs inducteur. Le calcul de la puissance diffusée fait intervenir un terme en w4, où w (omega) est la fréquence du champs inducteur. Comme wbleu = 2 wrouge (la longueur d'onde des radiations bleues est deux fois plus petite que celle des radiations rouges, donc leur fréquence est deux fois plus élevée), la puissance rayonnée prise sur la fraction proche du bleu du spectre solaire est 24 fois = 16 fois plus diffusée que celles proches du rouge.
Ensuite, la présence dans l'atmosphère de particules plus grande que les longueurs d'onde de la lumière provoque une diffusion non spécifique : toutes les longueurs d'onde sont diffusée de la même façon (diffusion de Mie). C'est pour ça que les nuages sont blancs. Plus il y a des gouttes d'eau et de poussière dans l'air, plus la diffusion "égalitaire" est amplifiée, ce qui augmente la proportion de vert et de jaune dans le spectre diffusé, donnant une teinte plus claire au bleu du ciel.
a+
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Merci bien
BravoEnvoyé par Gilgamesh
, super explication ultra complète, modérateur battu à plate couture.
myoper 1, Gilgamesh 10 jeu, set et match pour Gilgamesh.
Merci, mais bon, inutile d'appuyer lourdement on ne fait pas la compèt, non plus...Bravo
a+
Parcours Etranges
très bien expliqué effectivement,
j'en profite pour poser une question annexe.
pourquoi les couchers de soleil semblent-ils plus lumineux ( rougeoyants ) que les levers de soleil ; à moins que ce ne soit qu'une fausse impression.
la température de l'air jouerai-t-elle un role dans la diffraction ?
au coucher , les rayons traversent une atmosphère chauffée par la journée, à l'opposé de la situation au lever.
Il y a une possibilité envisageable effectivement, c'est que durant la journée, l'air chaud montant du sol a pu se charger de poussière et de vapeur d'eau qui en se condensant vont provoquer un diffusion plus forte des rouges en moyenne au coucher qu'au lever.
Mais ce n'est qu'un supputation de ma part.
pas de façon déterminante il me semble mais ça joue par contre sur la réfraction atmosphérique cad concrètement sur la hauteur de l'objet à l'horizon au moment de son coucher/lever.la température de l'air jouerai-t-elle un role dans la diffraction ?
wiki
"La réfraction dépendant de la pression et de la température, les valeurs ci-dessous sont données pour 10°C et 100,3 kPa. Ajouter 1 % à la réfraction pour chaque 3°C de baisse de température ; le soustraire pour une augmentation de température de 3°C (l'air chaud étant moins dense, l'effet est plus faible). On ajoute (respectivement soustrait) également 1 % pour chaque 0,9 kPa d'augmentation (respectivement diminution) de pression."
voir cette page perso par exemple :
http://canigou.allauch.free.fr/Refract_atm.htm
a+
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Re : Pourquoi la luminosité du soleil diminue avec l'altitude?
Je profite pour poser une autre question
sur la lune , la luminosité est- elle suffisante pour avoir une bonne acuité visuelle càd est ce qu'il fait jour et nuit comme sur terre et combien durent les jour et les nuits? et pendant le jour est ce qu'on pourrait avoir une bonne acuité visuelle?
Sur la Lune la diffusion a lieu via le sol uniquement. Le sol est très sombre (albedo ~ 0,1), presque comme de la suie, mais cela suffit d'une part pour avoir la vision d'un sol éclairé (et donc faire la différence jour/nuit insensible au dessous des tête, a part en direction du soleil évidemment) et ça suffit également pour éclairer les objets dans la pénombre (ici le côté gauche du LEM).
L'acuité visuelle est meilleurs que sur Terre en l'absence de diffusion atmosphérique, par contre l'appréciation des distances est perturbée de ce fait : sur Terre, les lointains sont légèrement bleuis par l'épaisseur atmosphérique et ça nous sert à faire une estimation sommaire de la distance.
Le cycle nocto-diurne dure le temps d'une révolution autours de la Terre, soit 28 jours au lieu de 24 h.
a+
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Re : Pourquoi la luminosité du soleil diminue avec l'altitude?
Merci beaucoup
Juste une précision : le fait que les molécules initiales soient des diatomiques ne joue pas, je pense. Ce qui se comporte comme un dipole oscillant, c'est le nuage d'electrons de la molécule, et donc ça vaut pour toute molécule, diatomique ou non. Après dans l'air, c'est effectivement O2 et N2 qui jouent.
Il m'est arrivé de me retrouver sur un sommet montagneux, à 3000 m, au moment du lever du Soleil. Les rochers apparaissaient d'une couleur bleutée, contrairement au moment du coucher quand ils prennent une teinte plutôt rose. Ce phénomène n'est pas visible en plaine. A quoi cela peut il être dû ?
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Effectivement. Si on détaille le phénomène, la puissance réémise est en P ~ ω4μ2, avec ω la pulsation et μ le moment dipolaire.
Le moment dipolaire est μ = δ.d avec δ la charge et d la distance.
Pour que le processus fonctionne, il faut une séparation des charges (la plus importante et la plus loin possible). Pour une molécule monoatomique, le moment permanent est nul mais il existe un moment dipolaire induit, par la rayonnement lui même.
On a µ = [α]E avec [α] un tenseur des polarisabilité et E la champ local.
On peut chercher la trace α de ce tenseur pour différents atomes et molécules et effectivement pour l'argon on trouve 1.64 contre 1.581 pour l'O2.
Dernière modification par Gilgamesh ; 19/03/2017 à 07h50.
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