Annale corrigée Exercice

Vent et kitesurf

Polynésie française • Juin 2018

Vent et kitesurf

30 min

25 points

Intérêt du sujet • Le kitesurf est un sport nautique spectaculaire, mais dangereux. Il est utile de connaître les vents utilisés afin d'éviter les accidents. C'est ce que tu vas étudier avec ce sujet.

 

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ph© EpicStockMedia/Adobe Stock

Le kitesurf est un sport nautique où le pratiquant est tracté par une voile. Les accidents de kitesurf ont lieu principalement lors du départ de la plage (le sportif peut être projeté contre les rochers par le vent) ou lorsque le vent emporte le sportif vers le large. Donc une bonne connaissance des vents est préconisée pour cette pratique.

document 1

Au cours d'une journée d'été bien ensoleillée, un phénomène apparaît sur une petite zone située proche des plages. On parle de brise de mer ou brise de terre.

Définitions : la climatologie étudie des phénomènes météorologiques sur une zone étendue du globe et sur une longue durée (de l'ordre de plusieurs mois) alors que la météorologie étudie le temps qu'il fait à court terme (de l'ordre de l'heure à plusieurs journées) et sur une zone limitée (quelques kilomètres).

1. À partir du document 1, justifier le fait que les brises de terre et brises de mer ne sont pas des phénomènes climatiques.

document 2 Relevés de températures en degrés Celsius (°C) au cours d'une journée ensoleillée

sci3_1806_13_01C_02

▶ 2. En utilisant le document 2 :

a) Indiquer quelle est la température du sol à 16 h 00.

b) Comparer l'évolution de la température de la mer et du sol au cours d'une journée d'été.

document 3 Schémas expliquant l'apparition des phénomènes météorologiques « brise de terre » et « brise de mer »

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Brise de terre

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Brise de mer

▶ 3. À partir du document 3 :

a) Identifier le risque encouru par un kitesurfeur selon la brise qui se produit.

b) Déduire des schémas le moment de la journée (matin ou après-midi) où peut se produire une brise de mer.

document 4 Modélisation de déplacements des masses d'air

Des élèves ont cherché à modéliser l'apparition du vent. Pour cela, ils ont placé un glaçon dans une coupelle au-dessus d'une colonne en verre pour refroidir l'air dans la colonne et de l'eau chaude dans une coupelle au-dessus d'une deuxième colonne en verre pour réchauffer l'air dans la deuxième colonne. Ils ont positionné un cône d'encens dans une coupelle sous les deux tubes collecteurs reliés aux deux colonnes.

Le résultat est schématisé ci-dessous :

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© Jeulin 2019-réf. 507069

(d'après Jeulin.fr)

▶ 4. À partir du document 4 :

a) Indiquer quelle est l'hypothèse testée dans la modélisation.

b) Expliquer l'intérêt d'utiliser la fumée produite par l'encens.

c) Indiquer ce que représentent les deux colonnes de températures différentes.

 

Les clés du sujet

Comprendre les documents

Tableau de 4 lignes, 2 colonnes ;Corps du tableau de 4 lignes ;Ligne 1 : Document 1 •Définitions; Ce texte définit la climatologie et la météorologie et présente les deux types de vents présents sur les plages, la « brise de mer » et la « brise de terre ».Compare les données sur les deux types de brises aux définitions de climatologie et de météorologie.; Ligne 2 : Document 2 •Relevés de températures au cours d'une journée ensoleillée; Ce graphique donne les températures relevées dans la mer et dans l'air, au cours d'une journée ensoleillée.Distingue bien les évolutions de la température de l'eau et de l'air (une courbe pour chaque) au cours de la journée pour pouvoir les comparer.; Ligne 3 : Document 3 •Phénomènes météorologiques « brise de mer » et « brise de terre »; Ces deux schémas expliquent la création des brises de terre et de mer en fonction des températures de la mer et du sol.Note bien les températures et le sens du vent, symbolisé par le sens des flèches.; Ligne 4 : Document 4 •Modélisation des déplacements de masse d'air; Ce document présente le résultat obtenu avec un modèle de déplacement de masse d'air effectué par des élèves.La photographie aide à comprendre le montage et son intérêt pour modéliser des mouvements de masse d'air en fonction des différences de température.;

Répondre aux questions

1. Lis bien la définition de la climatologie afin de montrer qu'elle n'étudie pas des phénomènes tels que les brises de terre et de mer.

2. Pour la lecture du graphique, il faut distinguer les deux relevés : température de la mer en pointillés et température du sol en trait continu.

3. Repère le sens des flèches sur les schémas et n'oublie pas les informations sur le kitesurf données dans l'introduction du sujet.

4. Prends le temps de comprendre l'expérience réalisée et en quoi c'est un modèle du déplacement de masses d'air.

▶ 1. Dans le document 1, au cours d'une journée d'été bien ensoleillée, les brises de mer ou de terre apparaissent sur une petite zone située proche des plages. Il est précisé que la climatologie étudie des phénomènes météorologiques sur une zone étendue du globe et sur une longue durée, ce qui n'est pas le cas des brises de terre et de mer. Elles se rapportent à la météorologie car elles apparaissent sur une zone limitée.

▶ 2. a) La température au sol à 16 h est de 30 °C.

conseil

Puisqu'il faut les comparer, il faut décrire les deux variations séparément, puis l'une par rapport à l'autre.

b) La température de la mer est constante avec une valeur de 20 °C, il n'y a qu'une légère élévation vers 16 h. La température du sol est variable entre 14 et 30 °C au cours de la journée d'été. Elle augmente de 4 h du matin jusqu'à 16 h, puis diminue le soir et la nuit. Elle est inférieure à celle de la mer entre 23 h et 10 h et supérieure entre 10 h et 22 h. La température de la mer est constante, celle du sol varie au cours de la journée.

▶ 3. a) La brise de terre est un vent de la terre vers la mer, elle peut éloigner dangereusement le kitesurfeur de la plage. La brise de mer est un vent de la mer vers la terre, elle peut projeter le kitesurfeur sur les rochers.

b) D'après le schéma du document 3, la brise de terre a lieu lorsque le sol est plus froid que la mer et d'après le graphique 2 la température du sol est inférieure à celle de la mer entre 23 h et 10 h. La brise de terre se produit donc le matin.

La brise de mer a lieu lorsque le sol est plus chaud que la mer et la température du sol est supérieure à celle de la mer entre 10 h et 23 h avec un maximum de différence à 16 h. La brise de mer se produit donc l'après-midi.

▶ 4. a) Puisque les deux colonnes sont à des ­températures différentes et qu'ils cherchent à montrer la présence d'un mouvement d'air, les élèves ont testé l'hypothèse que l'apparition du vent est due à une différence de température entre deux milieux.

conseil

Il est nécessaire de comprendre le montage à l'aide de la photographie et du texte.

b) La fumée produite par l'encens permet de visualiser le mouvement de l'air car il entraîne la fumée. Sinon il n'est pas détectable.

c) Les colonnes représentent les deux milieux de températures différentes, donc le sol et la mer.

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