Sujet Physique-Chimie — Terminale — Asie — Bac 2019

EXERCICE I. LES OCÉANS SOUS HAUTES SURVEILLANCES (6 points) Les océanographes ne peuvent plus s'en passer. De quoi ? Des satellites Jason ! Ces satellites altimétriques initiés par le lancement de Topex-Poseidon en 1992 puis de Jason 1 en 2001 et Jason 2 en 2008 donnent une cartographie évolutive de la surface des océans avec une précision meilleure que 5 cm. Jason 3 permettra d'assurer au moins jusqu’en 2020 la continuité de ces mesures, capitales dans le contexte du réchauffement climatique. En 2020 et 2026, deux autres satellites Jason le rejoindront sur la même orbite : Jason-CS-A/Sentinel-6A et Jason-CS-B/Sentinel-6B. 1. Principe de l’altimétrie radar par satellite Un radar embarqué sur le satellite émet verticalement des ondes radio sous forme de brèves impulsions. On mesure alors le temps de retour de l’onde émise par le satellite après réflexion sur la surface de la mer. L'écho de chaque impulsion est détecté et analysé à bord du satellite, ce qui conduit à une détermination précise de la distance « altimétrique », c'est-à-dire la distance H entre le a satellite et le niveau de la mer. 19 PYSCOJA 1 Page 2 sur 16 1.1. Donner l’expression de la durée Δt d’un aller-retour du signal radar en fonction de la célérité c supposée constante des ondes envoyées par l’altimètre et de la distance H . a 1.2. Les ondes émises et reçues par l’altimètre traversent un milieu qui n’est pas vide : certaines entités (atomes, molécules, ions...) présentes dans l’atmosphère peuvent ralentir la propagation des ondes et affecter les mesures. C’est le cas des électrons, très abondants vers 400 km d’altitude, de l’air sec et de la vapeur d’eau à plus basse altitude. Sur Jason, c’est le radiomètre AMR qui permet, à l’aide de mesures effectuées à trois fréquences, de connaître le délai induit par l’eau atmosphérique dans la propagation de l’onde radar de l’altimètre. Soit Δt la durée nécessaire à une onde radar de l’altimètre pour effectuer un aller-retour 1 dans un nuage de type cumulonimbus de hauteur h = 2,0 km et d’indice moyen pour l’onde électromagnétique utilisée n = 1,00032. 1 Soit Δt la durée nécessaire à la même onde pour effectuer un aller-retour dans une colonne 2 atmosphérique, dépourvue de nuage, de même hauteur h et d’indice moyen n = 1,00029. 2 Les valeurs des indices n et n ont été obtenues à l’aide du radiomètre. 1 2 Données C L’indice