Discussion:Constante solaire

Remarque constructive

J'estime qu'il faudrait améliorer l'article Constante solaire en procédant à quelques modifications :

• sourcer les équations, sinon on pourrait les considérer comme un travail inédit. Cette remarque est valable pour tous les autres articles scientifiques.
• sourcer les affirmations relatives à l'influence du soleil sur le climat terrestre, je ne les conteste pas mais des sources c'est mieux.
• les paramètres de Milanković (ce nom, au moins) mériteraient d'être évoqués dans l'article.
• Concernant l'affirmation Tous les 33 millions d’années, nous traversons le plan de la Galaxie : source nécessaire ; il s'agit d'une des hypothèses évoquées : par qui ? ; pour expliquer les changements climatiques importants : par quoi ? En outre, lorsque la trajectoire d'une étoile est elliptique et inclinée sur un plan (ici le plan galactique), la trajectoire coupe le plan deux fois lors d'une orbite complète, et par conséquent on devrait s'attendre à ce que la périodicité du passage sur le plan coupé soit la moitié de la période de révolution de l'étoile, or on sait que le soleil tourne autour du centre galactique en environ 220 millions d'années (d'après l'article Soleil), il y a donc contradiction apparente.

Giordano Bruno - (d) 6 juillet 2011 à 15:42 (CEST)

Télescopage des notes avec un exposant.

Bonjour, et bonjour spécial à Akkes,

Sans scrupule, je viens de bidouiller la phrase dans laquelle tu as précisé une référence (merci au passage) pour éviter que l'appel de note n'apparaisse immédiatement à la suite de l'exposant (du mètre carré), ce qui pourrait induire en erreur le lecteur (très profane ou très distrait ? ) avec des mesures en mètres élevés à la puissance 21. Bon, clairement, l'appel de note n'est pas exactement tout à fait à sa place habituelle là où je l'ai collé, mais au moins, l'info est plus claire (et puis de toute façons, il ne devrait pas y avoir d'appel de notes dans le RI, alors...)

Cordialement, et Hop ! Kikuyu3 ^{Sous l'Arbre à palabres} 10 juin 2018 à 22:31 (CEST)

Notation d'une valeur avec incertitude

Bonjour bonjour,

Le 25 août, j'ai [[Spécial:diff/151620380|révoqué la formulation introduite par Sg1-in-elsass pour la valeur de la constante solaire sur Terre. J'ai en deux mots supprimé les parenthèses autour de la valeur indiquée ave une incertitude. Aujourd'hui, notre ami remet le texte à l'indentique, en indiquant que les valeurs couplées avec leur incertitude doivent figurer ainsi. Je n'ai rien contre une telle convention de notation, mais je la découvre et je voudrais m'assurer qu'elle a réellement cours. J'aimerais donc bien une confirmation par un tiers plus savant que moi (ce n'est pas difficile, il y en a plein ! ). Je n'ai pas re-re-reverté, en attendant une conclusion consensuelle à cette discussion, à laquelle Sg1-in-elsass est évidemment bienvenue.

Cordialement, et Hop ! Kikuyu3 ^{Sous l'Arbre à palabres} 11 septembre 2018 à 21:52 (CEST)

Surface terrestre

Bonjour Christophe1946 . Comment la surface terrestre pourrait-elle être supérieure à quatre fois le disque équatorial, alors que la Terre est aplatie aux pôles ? Quelle serait sa surface si la Terre était complètement aplatie comme une crêpe, sur son disque équatorial ? Je pense que ton calcul est à revoir, et à justifier par une référence, ou à supprimer. Cordialement. Theon (discuter) 23 mars 2021 à 17:48 (CET)

Merci, Theon !

Il y a deux choses à précisément considérer :

1. - Il faut appliquer la formule exacte d'un ellipsoïde de révolution aplati pour la surface de la Terre : S = 2•π •Réq^2•[1+((1-e^2)/e)•(1/2)•Ln((1+e)/(1-e))] avec l'aplatissement (ou ellipticité) z = (Réq - Rpol)/Réq = 0,003352860 et l'excentricité e = 0.081819791 et e^2 = (Réq^2 - Rpol^2)/Réq^2 = 0,006694478 (deux notions à ne pas confondre !)

Voir ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Ellipsoïde_de_révolution#Aire

2.- La surface plane n'est pas un "disque équatorial", mais une ellipse, car la surface de référence est So = π•Réq•Rpol

et donc S/So = 2•Réq/Rpol [...] = 2/(1-z)•[...] = 2•1.003364139•[...] = 4.004488

avec [...] = 1.995531022

CQFD

Cordialement,

Christophe1946 (discuter) 23 mars 2021 à 23:27 (CET)

Dans ta formule donnant l'aire So de la surface de référence apparaissent le rayon polaire et le rayon équatorial. Tu ne prends donc pas le disque équatorial, comme indiqué dans l'article, mais l'ellipse passant par les pôles. La conclusion est donc toujours incorrecte. L'aire d'un ellipsoïde de révolution aplati aux pôles est inférieure à quatre fois celle du disque équatorial. Theon (discuter) 24 mars 2021 à 08:53 (CET)

Physiquement c’est la Terre qui reçoit du Soleil son rayonnement sur une surface d’incidence qui n’est pas du tout un disque équatorial, Là est la faute, Ce disque équatorial, purement théorique, est à remplacer par l’ellipse réelle qui intercepte effectivement ces 1361 W/m^2 sur la grande sphère centrée sur le Soleil et de rayon valant exactement 1 UA. Le même calcul a été fait pour Jupiter qui est encore plus aplati.Voir la publicaion de Li Liming de 2018 ( https://www.nature.com/articles/s41467-018-06107-2 ) à partir des mesures de la sonde Cassini. C’est à la lecture de cet article que j’ai vérifié qu’il en est de même, en plus faible bien sûr, pour la Terre pour avoir un calcul correct. Il n’est pas tout à fait la même chose de diviser par 4 ou par presque 4,0045 !

Bien cordialement,

Christophe1946 Christophe1946 (discuter) 24 mars 2021 à 22:10 (CET)

Sauf erreur de ma part, pour e petit, on a au second ordre S = 4*Seq*(1-e^2/2) < 4*Seq, avec Seq = π*Req^2. Par ailleurs, je ne vois pas trop l'intérêt de proposer un calcul à une précision de un millième (et même parfois avec une précision de un milliardième), alors que le résultat final n'est donné raisonnablement qu'avec trois chiffres significatifs. Raison pour laquelle je propose de supprimer ce calcul. Cordialement. Theon (discuter) 24 mars 2021 à 10:38 (CET)

Pour votre information, cher Theon, le chiffre de 1 / 298,257 223 563 est donné par le WGS 84 (World Geodetic System, révision 2014) qui donne aussi e^2 = 0,006 694 379 990 14, donc avec quatorze décimales ! Ces chiffres, certes d’une rare précision, correspondent exactement au rayon équatorial de 6 378 137 m et à un rayon polaire de, tenez-vous bien, 6 356 752,3142 m, donc à 0,1 mm près ! Les miens ne retiennent que 6 356 752 m pour le rayon polaire. Je n’ai donc rien inventé dans cette précision raffinée, en supprimant seulement 31,42 cm dans le rayon polaire ! Mais l’effet de cette minime longueur est patent dans les décimales.

Voyez vous-même ici : https://en.wikipedia.org/wiki/World_Geodetic_System !

Bien cordialement,

Christophe1946 Christophe1946 (discuter) 24 mars 2021 à 22:37 (CET)

Il est inutile d'utiliser 14 décimales (ou même 5) alors que le résultat final n'est donné qu'avec trois chiffres significatifs. Je pense qu'on peut être d'accord sur ce point. Il est également inutile de mener un calcul avec un résultat final de trois chiffres significatifs si ce calcul apporte une variation inférieure à cette précision. Par ailleurs, nous sommes bien d'accord que la surface terrestre est inférieure à quatre fois l'aire du disque équatorial ? Il convient donc de corriger l'article qui, dans sa version actuelle, affirme que la surface terrestre est supérieure à quatre fois la surface du disque équatorial. J'ignore quelles étaient les intentions du rédacteur initial. Peut-être a-t-il pris un modèle sphérique pour simplifier, le modèle ellipsoïdal n`apportant pas de précision significative supplémentaire. En tout cas, l'article ne peut pas rester en l'état. On peut proposer comme rédaction : Cette énergie est dissipée sur l'ensemble de la surface terrestre, soit quasiment quatre fois la surface d'un disque de rayon terrestre, ou toute autre formulation expliquant pourquoi on divise par 4 la valeur de F. Cordialement. Theon (discuter) 26 mars 2021 à 09:43 (CET)

Je note par exemple que la Nasa se borne ici à diviser par 4 sans se poser d'autres questions. Theon (discuter) 26 mars 2021 à 10:15 (CET)

Cher Theon,

À votre suggestion j'ai repris votre phrase et supprimé les décimales, tout en gardant un minimum d'explications.

Il en résulte ce texte :

"Cette énergie est dissipée sur l'ensemble de la surface terrestre (qui est celle d'un ellipsoïde aplati, d'ellipticité 0,003353 avec une surface globale de 510,0656 millions de km²), soit quasiment quatre fois l'aire de la surface d'incidence (qui est une ellipse d'excentricité 0,081819 avec une surface de 127,3735 millions de km²), donc plus précisément 4,0045."

La géodésie a atteint un tel degré de précision, sinon d'exactitude, comme je vous l'ai déjà indiqué ci-dessus, qu'il serait dommage de ne pas en profiter.

Christophe1946 Christophe1946 (discuter) 26 mars 2021 à 12:07 (CET)

C'est bien mieux comme cela. Un dernier détail : La surface d'incidence So que tu prends et la valeur 4,0045 que tu donnes ne sont valides que pendant les équinoxes. Au solstice, l'ellipse interceptant les rayons solaires est un peu plus grande, et donc le rapport plus petit que 4,0045. Sauf erreur de ma part, je trouve 3.9975 au moment du solstice. Si tel est bien le cas, il est très curieux que l'inclinaison de l'axe terrestre soit précisément tel que la moyenne du facteur à l'équinoxe et au solstice soit de (4,0045+3.9975)/2=4.001, soit tout près du 4 résultant du modèle sphérique, et alors même qu'on utilise un modèle ellipsoïdal. Je serais donc d'avis d'ajouter la précision à l'équinoxe, par exemple quand on parle de l'ellipse d'incidence, et supprimer la valeur 4,0045 qui n'est pas significative, et trompeuse car elle n'intervient qu'à un moment donné de l'année. Le must serait de trouver des références vers un site qui donne le facteur à utiliser et qui tienne compte à la fois de la forme de la Terre et de son mouvement en cours d'année, ou qui détaille des formules permettant le calcul. C'est en tout cas un problème très intéressant. Je laisse à d'autres le soin de juger s'il est alors pertinent de converser six ou sept décimales pour les données. Cordialement. Theon (discuter) 26 mars 2021 à 15:23 (CET)

Oups, dans mes calculs, j'avais fait une faute de frappe en entrant la valeur de l'inclinaison de l'axe terrestre. Je modifie donc les calculs précédents : à l'équinoxe, le rapport est 4,0045 et au solstice, le rapport est 4,0024. Cordialement. Theon (discuter) 26 mars 2021 à 17:19 (CET)

J'ai mis en note le calcul pour l'ellipsoïde à l'équinoxe, celui-ci n'apportant pas de modification particulière par rapport aux trois chiffres significatifs donnés par le modèle sphérique. Theon (discuter) 28 mars 2021 à 11:26 (CEST)

Oui, c'est très bien d'avoir mis ces indications en note.

Il y a bien sûr une complication supplémentaire à considérer qui infirme un peu ce que vous avez écrit.

En effet, la valeur de 1361 W/m^2 de la constante solaire standard est celle de l'irradiance à exactement 1 UA, soit un demi-grand axe de l'orbite terrestre (à 16,8 km près !). Or cette distance ne correspond strictement ni aux équinoxes ni aux solstices, ni au périhélie, ni à l'aphélie. À l'aphélie (1,01671 UA) l'irradiance vaut 1316,6 W/m^2 et au périhélie (0,98329 UA) 1407,6 W/m^2, valeurs qui représentent des écarts considérables avec les 1361 W/m^2 standard. On sait que le solstice d'hiver est assez proche du périhélie (3 janvier), et le solstice d'été de l'aphélie (3 juillet) et donc le calcul que vous faites sur les solstices ne s'applique pas. Par contre, les équinoxes sont assez proches de la distance moyenne au Soleil (1,00014) avec 1360,6 W/m^2 et aussi du demi-petit axe (0,99986 UA) avec 1361,4 W/m^2) ; donc la valeur de 1361 W/^2 (puis 339,87 W/m^2 avec le coefficient plus exact 4,0045) correspond parfaitement à ce que reçoit la surface d'incidence elliptique donnée. Remarquez que 1361 W/m^2 / 4 donne 340,25 W/m^2 ! L'arrondi porte bien sur 339,87 à 340 plutôt que sur 340,25 à 340. On peut calculer que cette différence "minime" de 0,38 W/m^2 (votre "un millième") rapportée à la Terre entière (510 millions km^2) donne une puissance totale de tout de même 1,938 10^14 W, soit en une année une énergie de 1,7 EWh = 6 10^21 J ; c'est dix fois plus que l'énergie primaire mondiale annuelle qui est de 6 10^20 J = 0,17 EWh qui elle, correspond assez bien à une heure d'irradiance solaire avec une puissance totale de 1,7 10^17 W (= 340 W/m^2 x 510 10^12 m^2).

Bien cordialement, Christophe Christophe1946 (discuter) 29 mars 2021 à 10:57 (CEST)

Mes interventions se sont bornées à la seule question du rapport de la surface terrestre sur celle de la surface plane incidente. La variation de l'irradiance au cours de l'année est un autre problème. Cordialement. Theon (discuter) 29 mars 2021 à 17:35 (CEST)