On peut se demander pourquoi il fait froid dans les r�gions polaires. L'id�e principale est que la quasi-totalit� de la chaleur re�ue par la surface de la Terre provient du rayonnement solaire et que ce sont les r�gions polaires qui en re�oivent le moins, en raison d'un ensemble de plusieurs ph�nom�nes que nous allons voir :

• des pertes d'�nergie lors de la travers�e de l'atmosph�re,
• un �talement au sol du rayonnement solaire,
• l'existence de la nuit polaire,
• un fort alb�do.

Comme on peut le voir sur le dessin, les rayons du soleil qui atteignent les p�les doivent parcourir une plus grande distance dans l'atmosph�re que ceux de la r�gion �quatoriale, ce qui entra�ne des pertes d'�nergie plus importantes.

Les rayons du soleil ne frappent pas perpendiculairement le sol comme � l'�quateur, mais au contraire d'une fa�on oblique. Un m�me rayon s'�tale donc sur une plus grande surface aux p�les, en cons�quence l'�nergie re�ue par unit� de surface y est nettement inf�rieure.

• Accrocher la feuille de papier au mur et faire le noir dans la classe.
• Eclairer � faible distance la feuille et jouer sur l'angle du faisceau de la lampe (de perpendiculaire � oblique) pour visualiser l'�talement de la surface illumin�e.

La dur�e de l'ensoleillement est un autre param�tre important. En effet, l'�t� polaire est caract�ris� par l'absence ou la quasi-absence de nuit, alors que l'hiver l'obscurit� dure plusieurs mois. L'�nergie solaire arrive donc continuellement durant l'�t�, mais elle reste faible et ne compense pas l'hiver sans lumi�re. Le bilan saisonnier d'�nergie est donc n�gatif dans les r�gions polaires.

• La balle de ping-pong repr�sentera le globe terrestre.
• Percer la balle avec l'aiguille, elle symbolisera l'axe de rotation de la Terre.
• Mettre la balle dans le faisceau horizontal de la lampe torche qui sera le soleil.

La Terre tourne sur elle m�me, mais son axe est inclin� par rapport � la verticale. Au cours de sa rotation autour du soleil, elle pr�sente � tour de r�le vers celui-ci sa partie sup�rieure (21 juin) ou sa partie inf�rieure (21 d�cembre). C'est ce qui explique les saisons (et qu'elles sont oppos�es entre les deux h�misph�res) car plus les rayons du soleil atteignent la Terre directement plus ils chauffent sa surface.

• Faire observer qu'en raison de l'inclinaison de la Terre, et malgr� sa rotation sur elle m�me, durant l'hiver bor�al le p�le nord n'est pas atteint par les rayons lumineux de la torche tout au long de la journ�e, alors qu'au p�le sud le jour dure 24 heures. R�aliser ensuite l'inverse.

Uniquement une partie de l'�nergie solaire qui atteint le sol est absorb�e, alors que le reste est r�fl�chi. En climatologie, la fraction entre le rayonnement solaire r�fl�chi et le rayonnement incident est appel�e alb�do, il est d'autant plus fort que les rayons sont r�fl�chis.

Au niveau du sol la proportion r�fl�chie d�pend des propri�t�s optiques de la surface, essentiellement d�termin�es par sa teneur en eau et sa couleur. Or, la neige et la glace ont un tr�s fort alb�do, les r�gions polaires r�fl�chissent donc la plus grande partie des rayons lumineux qui les atteignent d�j� difficilement. Il y a donc un auto-entretient des conditions froides.

• Peindre une plaque en noir, l'autre en blanc.
• Placer les deux plaques � l'ext�rieur, sur l'isolant thermique, � l'abris du vent.
• Mesurer � intervalle de temps r�gulier la temp�rature de chaque plaque. Pour cela placer la sonde du thermom�tre �lectronique entre la plaque et l'isolant.
• Reporter les mesures dans un tableau.

Au soleil, les plaques vont absorber l'�nergie lumineuse et vont s'�chauffer jusqu'� atteindre une temp�rature d'�quilibre presque constante. Cette temp�rature sera plus �lev�e pour la plaque noire qui r�fl�chie beaucoup moins les rayons du soleil.

On peut aussi faire le lien avec les v�tements et d�terminer les couleurs les plus adapt�es � l'�t� ou l'hiver.