Météo et climat - Séance 3 - 1h30

La circulation de l'air

Publié le 20 janvier 2022 – Mis à jour le 11 mai 2022

A partir d’une manipulation en groupes, les élèves sont amenés à s’interroger sur le comportement de l’air en fonction de la pression atmosphérique. Des cartes isobares, utilisées par les météorologues, leurs sont présentées. Ils comprennent que les vents se déplacent, horizontalement des zones de haute pression (appelée anticyclone) vers les zones de basse pression (appelées dépression).

Matériel :

Documents

Par élève :
- bilans 2 et 3
- définition du modèle
- fiche activité 5 partie 1

Matériel

Paillasse prof :
- matériel act 3 et 4 pour rappel
- boîte à encens

 
Imprimer les feuilles d’activités 5 et les bilans nécessaires.

Matériel au bureau du prof, activité 5

Boite en carton, bougie, encens

La boite est aménagée avec du plexi devant afin de voir par transparence, un bâtonnet d’encens est positionné devant

Matériel activité 5 suite 1 :

  • Aquarium rempli d’eau (ou à remplir par les élèves)
  • Bouteilles de 50 cL (coupées au 2/3 supérieur, enlever la partie entonnoir), avec un trou fait à 1cm de la base, de moins de 0.5cm de diamètre. Scotcher un rectangle de mouchoir ou sopalin (assez fin) sur le fond de la bouteille et qui vient recouvrir le trou.

Matériel activité 5 suite 2

  • 6 globes,
  • Modèle 1 :
    •  5 bâtonnets d’encens coupés court (environ 3 cm) (ou papier compressé fabriqué manuellement)
    • pâte à modeler pour support du bâtonnet.
  • Modèle 2 :
    • dizaine de feuilles format A5 (au cas où ils se trompent)
    • scotch

Transition

5’

Faire le QCM 2

La nature des mouvements de l’air :
Enseignant aux élèves :
 

On a vu que l’air chaud monte en altitude et que l’air froid à tendance à descendre. On a vu des mouvements verticaux. Amener avec la carte des vents, sur les mouvements horizontaux.

Observation et modélisation

10’

Activité 5.

Mettre en place bougie dans la boîte sous le tuyau vertical.
Prendre bâtonnet d’encens (ou papier très serré), le placer vers le tuyau horizontal.
Observer la fumée qui est aspirée à l’intérieur de la boîte et qui ressort par le tuyau vertical
Distribuer le schéma vierge et le faire légender aux élèves.
Reprendre le schéma de l’hémisphère avec les mouvements verticaux et ajouter les horizontaux.

Notion de modèle à signaler mais sans discuter.

Les élèves observent et décrivent oralement ce qu’ils observent
Les élèves complètent le schéma distribué

Expériences sur la pression atmosphériques

10’

Travail de groupe

Mettre les élèves en groupe,
Distribuer la feuille Activité 5 – Suite 1

Problème :

Comment se comporte l’air en fonction de la pression atmosphérique ?

en lien avec le problème de l’activité
Dire : Réalisez l’expérience et répondez aux questions

Le prof se déplace entre les groupes et vérifie que la manipulation est réalisée correctement (donner éventuellement la consigne comme quoi le mouchoir ne doit pas être mouillé)

Les élèves retournent la bouteille dans l’aquarium. Ils montent puis descendent doucement la bouteille, sans la sortir de l’eau.
Les élèves schématisent et décrivent ce qu’ils observent

PAUSE à l’oral :

5’

Expliquer la notion de pression avec exemple de la seringue. On prend une seringue on bouche l’orifice on appuie sur la seringue

Correction à bien faire écrire aux élèves

L’air se déplace des hautes pressions vers les basses pressions.

A l’oral discussion du modèle : modèle expérimental (qui est différent de celui vu avec la Terre et le Soleil où des éléments réels étaient représentés)

5’
  • Il ne correspond pas à la réalité
  • Il permet de comprendre le rôle de la pression dans la formation des vents
  • Le mouchoir sert à voir le déplacement du vent

Bilan 4 : distribué et surligné

Les élèves répondent au problème posé

BILAN 4

Les vents se déplacent, horizontalement des zones de haute pression (appelée anticyclone) vers les zones de basse pression (appelées dépression).

Pourquoi les vents tournent-ils ?

5’

Transition Les météorologues établissent des cartes de pression atmosphérique ce sont des cartes isobares.
Explication :  les lignes isobares représentent les zones de pression atmosphérique égale.
Activité 5 - Suite 2

10’

Travail de recherche

Distribuer et projeter au tableau la carte isobare vierge et demande de répondre aux questions.
Correction au vidéoprojecteur
A l’oral pourquoi les vents tournent-ils ?

Les élèves légendent la carte et trace les trajets théoriques sur la carte
Ils utilisent la carte du site earth.nullschool.net sur l’Atlantique Nord pour tracer les trajets réels

Des expériences pour se représenter la force de Coriolis

20’

Activité 6. Coriolis

Problème : Comment la rotation de la Terre influence la direction des vents ?

Distribuer les fiches d’activités aux élèves

Consigne aux élèves :

Chaque 1/2 classe va travailler sur un modèle différent et devra réaliser une expérience, représenter les résultats sous forme de schéma et les interpréter. Au bout de 30 minutes vous devrez présenter vos résultats à l'autre moitié de classe.

Les élèves réalisent la modélisation

Travail de recherche :

Pour le modèle1

Allumer le cône d’encens puis faire tourner le globe pour observer la déviation de la fumée

Pour le modèle2 :

Trace un trait du pôle à équateur puis le même trait en tournant le globe

10’

Mutualisation
Regrouper ensuite un groupe modèle 1 avec un groupe modèle 2 pour qu’ils s’expliquent leurs observations et qu’ils les notent

Reprise rapide à l’oral :
Bilan 5

BILAN 5
Les vents sont déviés par une force liée à la rotation de la Terre : c’est la force de Coriolis.

Retour sur la carte des trajets

5’

Introduction de la séance suivante
- projeter carte des trajets possibles (correction jeu) : pointillés quand le bateau plonge donc plus de vents pour avancer
- le bateau utilise les courants marins de surface
- problème : Quelle est l’origine des courants marins ?


Leur dire d’apprendre la leçon et les prévenir qu’il y aura un QCM (non noté) la séance suivante en fin d’heure