Agence spatiale canadienne
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Les vents martiens et sur les autres planètes
Notes pour les enseignants
À souligner
La rotation de la Terre n’est pas seulement responsable du cycle des jours et des nuits.
La direction des vents et des courants marins est fortement influencée par la rotation de la Terre.
La déflexion apparente des objets en mouvement dans un système en rotation est appelée l’effet de Coriolis.
La recherche scientifique exige un processus d’investigation en plusieurs étapes : poser une question initiale, planifier le travail de recherche, enregistrer les observations et recueillir les données, analyser les données pour en tirer une conclusion et communiquer les découvertes.
L’effet de Coriolis
Les courants d’air (et les courants marins) sur la Terre sont défléchis du nord au sud (ou du sud au nord) en de grands mouvements circulaires appelés mouvements cycloniques. Cet effet est causé par la rotation de la Terre.
Image de la navette spatiale,
gracieuseté du National Space Science
Data Center et de la NASA
L’image de gauche montre une tempête cyclonique typique.
Image du télescope Hubble,
gracieuseté du Space Telescope Institute
et de la NASA
Tempêtes cycloniques sur Mars :
Cliché de transparent
Vestiges des tempêtes
cycloniques sur mars :
Cliché de transparent
son atmosphère.
À part les énormes tempêtes de poussière, Mars a très peu d’éléments météorologiques observables. Néanmoins, de grosses tempêtes cycloniques ont été observées près des pôles martiens. La composition des nuages martiens est incertaine, malgré que des preuves semblent indiquer qu’ils se composent de cristaux de glace d’eau, comme dans les nuages terrestres.
L’effet de Coriolis sur Mars est moins important que l’effet de Coriolis sur Terre parce Mars a un plus petit diamètre que la Terre et aussi parce Mars tourne un peu moins vite que la Terre.
Construire un simulateur d’effet de Coriolis
Objectif
Construire une plate-forme rotative simulant la rotation de la Terre afin d’observer le comportement d’objets à partir d’un cadre de référence en rotation.
Matériaux
On peut se procurer les pièces mécaniques sur une vieille chaise pivotante. Soyez créatif si nécessaire.
La planche doit être assez solide pour supporter deux élèves assis à chaque extrémité, en toute sécurité.
La base doit être stabilisée avec beaucoup de poids (comme une boîte de bois remplie de sable) pour l’empêcher de basculer.
L’expérience
Faire asseoir un élève sur chaque bout de la planche pour balancer le poids.
Donner un ballon à un d’entre eux.
Pendant que le système est stationnaire, les élèves doivent se lancer le ballon à quelques reprises pour s’exercer.
Donner une poussée délicate afin de faire tourner la planche (dans le sens contraire des aiguilles d’une montre si on veut simuler la rotation de la Terre, vue d’en haut du pôle Nord).
Demander aux élèves de se lancer le ballon à quelques reprises.
La simulation
L’effet de Coriolis
Les élèves sont toujours assez surpris lorsqu’ils tentent cette expérience. Même une faible rotation cause une importante déflexion du ballon.
Avec un peu de pratique, on peut lancer le ballon en prévoyant le changement de sa direction.
Ce qui est important ici, c’est que l’effet observé est exactement le même effet qui fait tourner les vents des tempêtes cycloniques de basse pression dans le sens contraire des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère Nord et qui fait que la circulation atmosphérique autour des systèmes de haute pression se fait dans le sens des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère Nord.
Le point de vue de la classe
Il est important de noter que l’effet de Coriolis crée l’illusion qu’une force mystérieuse fait changer la direction du ballon. Mais il n’y a pas de telle force.
Le ballon se déplace en ligne droite du point de vue de la classe. (Bien sûr, la gravité fait courber le trajet du ballon lorsqu’on regarde de côté.)
Les vents de la surface terrestre se déplacent également en ligne droite par rapport aux étoiles, mais la rotation de la Terre donne l’illusion qu’une force les fait changer de direction.
Le vent sur les autres planètes
En combien de temps la Terre complète-t-elle une rotation sur son axe?
Quel serait l’effet sur les systèmes éoliens de la Terre si la planète tournait beaucoup plus vite que son rythme actuel?
La planète Jupiter prend environ 10 heures pour tourner sur son axe une fois. À l’aide d’un petit télescope ou même d’une bonne paire de jumelles, un observateur patient peut observer la rotation de Jupiter! On peut voir les mouvements des vents en observant de légères variations dans les couleurs du couvert nuageux dans l’atmosphère de Jupiter. Trouvez des photos de la planète Jupiter et discutez de l’influence de l’effet de Coriolis sur Jupiter.
Si les astronautes vont explorer et travailler sur la surface de Mars, ils devront d’abord comprendre le comportement des systèmes météorologiques martiens afin d’y faire des prévisions météorologiques fiables.
Visitez le site Internet :
www.msss.com/mars_images/moc/weather_reports/
pour obtenir des mises à jour hebdomadaires du temps qu’il fait sur Mars.
pour l'Agence spatiale canadienne
