Examen 1 Flashcards
Définir les principales bandes spectrales (dans le spectre électromagnétique) associées à la bioclimatologie
Les principales bandes spectrales retrouvées en bioclimatologie se situent entre 0,3 et 100 µm.
Distinguer entre le rayonnement de courtes vs. grandes longueurs d’onde.
Le rayonnement solaire correspond aux courtes longueurs d’ondes (entre 0,15 et 3 µm). Tandis que le rayonnement infrarouge ou thermique correspond aux longues longueurs d’ondes (entre 3 et 100 µm).
Quelles sont les catégories de spectres de rayonnement solaire
Le rayonnement ultraviolet (UV) sous 0,4 µm;
Le rayonnement utile pour la photosynthèse (PAR ou lumière visible) entre 0,4 et 0,7 µm;
Le proche infrarouge entre 0,7 et 1,5 (ou 3,5) µm;
L’infrarouge lointain supérieur à 1,5 (ou 3,5) µm
Flux lumineux vs densité de flux lumineux
Le flux lumineux ou flux énergétique (Qe) s’agit de la quantité d’énergie radiative émise, transportée ou reçue par unité de temps → J s–1 ou Watt (W).
Alors que la densité de flux énergétique s’agit du flux énergétique par unité de surface → W m-2
Quelle est la conversion entre le rayonnement énergétique (W m–2) et la densité de flux de photons utiles à la photosynthèse (DFPP, µmol m–2 s–1, et vice versa.
2,3 µmol photons m–2 s–1 (DFPP) = 1 W m–2 (0,3 à 3 µm)
4,6 µmol photons m–2 s–1 (DFPP) = 1 W m–2 (0,4 à 0,7 µm)
Qu’est-ce qu’un pyranomètre?
Un capteur permettant de mesurer le rayonnement solaire provenant d’un hémisphère, réfléchi par le sol (lorsqu’inversé) ou diffus (avec anneau)
Qu’est-ce qu’un pyrhéliomètre?
Un capteur permettant de mesurer le rayonnement solaire direct sous une incidence normale (capteur doit suivre la trajectoire solaire)
Qu’est-ce qu’un quantummètre?
Un capteur permettant de mesurer le rayonnement solaire entre 0,4 et 0,7 um
Quels sont les rôles du rayonnement terrestre et du rayonnement atmosphérique dans le bilan radiatif d’une culture ou d’un animal
Le rayonnement atmosphérique consiste du rayonnement absorbé et émis par les gaz constituants l’atmosphère.
Le rayonnement terrestre (grandes λ) est émis par la surface terrestre.
Ces deux rayonnements sont impliqués dans le bilan radiatif d’une culture ou d’un animal.
Énumérer les composantes du bilan radiatif et expliquer chacune d’entre elles
Rayonnement net (Rn): la différence entre le rayonnement incident et le rayonnement émis → en W m–2.
Gains: rayonnement solaire (St) et rayonnement de longues λ provenant du ciel (Ld) (et du sol s’il y a lieu)
Pertes: rayonnement réfléchi (ρs St) et rayonnement de longues λ émis par la surface (Lu)
Qu’est ce que le flux énergétique
Quantité d’énergie radiative émise, transportée ou reçue par unité de temps
Qu’est ce que la densité de flux énergétique
Flux énergétique par unité
de surface
Qu’est ce que l’éclairement énergétique
Densité de flux incidente sur une surface donnée
Qu’est ce que l’exitance énergétique
Densité de flux émise par une surface
Qu’est ce que l’intensité
Flux émis par unité d’angle solide
Qu’est-ce que la luminance
Densité de flux émis par unité d’angle solide
Qu’est ce qu’un corps noir
C’est un « radiateur parfait » transformant l’énergie thermique en énergie radiative au taux maximum que permettent les lois de la thermodynamique; de plus, il absorbe et convertit en chaleur toute l’énergie radiative reçue
Qu’indique la loi de Wien
La longueur d’onde correspondant à la valeur maximale de l’exitance spectrale (λBmax en µm)
Plus un objet est chaud, plus la longueur d’ondes est
Petite
Quelles sont les proportions des bandes spectrales émises par le soleil
~40–45% dans le visible
~40% dans le proche IR
~12% IR moyen et lointain
Qu’est ce que la réflectance
La fraction du rayonnement incident (pour une λ donnée) qui est réfléchi
Quels facteurs influencent a réflectance d’un feuillage
La réflectance du feuillage varie en fonction de la longueur d’onde; elle varie aussi en fonction de l’âge, du statut nutritif et de la teneur en eau
Qu’est ce que l’absorptance
La fraction du rayonnement incident (pour une λ donnée) qui est absorbé par un corps
Qu’est ce que la transmittance
La fraction du rayonnement incident (pour une λ donnée) traversant un corps
α + τ + ρ =
1
Qu’est ce que l’albédo
Le coefficient de réflexion (du rayonnement solaire) d’une surface naturelle
Qu’est ce que l’émissivité
Rapport du flux d’énergie émis par un objet sur le flux émis par un corps noir qui a la même T°
Qu’indique la loi de Kirchoff
αλ = ελ
Quels facteurs influencent la réflectance d’un sol
Dépend de :
* la teneur en eau (θ)
* contenu en matière organique
* taille des particules
* angle d’incidence du soleil
Qu’est ce que le zénith
Point dans la sphère directement au-dessus de l’observateur
Qu’est ce que l’élévation du soleil (β)
Degrés au-dessus de l’horizon
Qu’est ce que l’angle solaire zénithal (Z)
Degrés entre les rayons du soleil et le zénith
Plus l’angle entre le faisceau et la surface est aigu, plus le faisceau est dispersé sur une _____________ superficie
Grande
Qu’indique la loi de Lambert
La densité de flux sur une surface en fonction de l’angle d’élévation solaire
Qu’indique la loi de Stefan-Boltzmann
L’énergie totale émise par unité de surface et de temps en watt par mètre carré (W m–2)
Quelles sont les caractéristiques d’un couvert végétal qui affectent le profil lumineux
- L’indice de surface foliaire (ISF) ou leaf area index (LAI) en anglais)
- L’angle d’inclinaison des feuilles
Qu’est ce que l’ISF
Cet indice foliaire représente la somme des surfaces foliaires du couvert projetées en m2 par m2 de sol sous-jacent
Qu’est ce qu’un couvert planophylle
Prédominance de feuilles horizontales
Qu’est-ce qu’un couvert uniforme
Probabilité d’inclinaison des feuilles : la même pour tous les angles
Qu’est ce qu’un couvert érectophylle
Prédominance de feuilles verticales
Qu’est-ce qu’un couvert plagiophylle
Les feuilles inclinées entre 30 et 60° sont les plus fréquentes
Qu’est ce qu’un couvert extrémophylle
2 inclinaisons des feuilles possibles → horizontale ou verticale
Quelles sont les composantes du bilan énergétique
Flux de chaleur dans le sol (par conduction)
Flux de chaleur sensible (réchauffement de l’air)
Flux de chaleur latente (évaporation de l’eau)
Énergie « métabolique » (photosynthèse)
Variation du stock de chaleur (sol ou couvert)
Qu’est-ce que la conduction
Transfert d’énergie (chaleur) selon un gradient thermique d’une région de T° élevée vers une de T° plus basse sans
déplacement de matière (par ex. un fluide)
Qu’est-ce que la convection
Transport de l’énergie thermique par un fluide en mouvement; il y a donc transfert de matière (de masse) à l’état fluide
Qu’est ce que la conductivité thermique
Coefficient caractérisant l’aptitude d’un matériau à transmettre la chaleur par conduction
Qu’est ce que la conductivité thermique massique
Correspond à l’apport de chaleur nécessaire pour élever la T° d’une unité de masse d’une substance de 1 K.
À quoi sont dus les transferts de chaleur ou de matière par diffusion
Aux collisions thermiques aléatoires des molécules; c’est le mécanisme principal dans les fluides immobiles tel que l’air dans les cavités sous-stomatiques des
feuilles.
À quoi sont dus les transfert par convection et turbulence
À un mouvement de masse à l’intérieur d’un fluide amenant un transfert et un mélange d’énergie et de matière; la convection est généralement associée au mouvement vertical dans l’atmosphère
Quels sont les trois types de convection
Convection libre (naturelle) : transfert de chaleur résultant du mouvement naturel d’un fluide généré par une différence de T° ou de densité
Convection forcée (mécanique) : mouvement du fluide provoqué par un champ de force extérieur
Convection mixte : libre + forcée
Qu’est-ce que la couche limite
La zone près de la surface où la vitesse moyenne du vent (u) est moindre que la vitesse du vent ambiant (uo)
Qu’est-ce que l’écoulement laminaire
Mouvement du fluide parallèle à la surface; les couches de fluide glissent les unes sur les autres sans se mélanger
Qu’est-ce que l’écoulement turbulent
Le mouvement désordonné des molécules individuelles à l’intérieur du fluide; les couches du fluide s’entremêlent
Dans la couche limite laminaire, il n’y a pas de ______________; les transferts de chaleur et de matière s’y effectuent par ______________
Convection; diffusion moléculaire
Que permet de calculer le nombre de Reynolds
l’épaisseur de la couche limite où l’écoulement est laminaire
