Le bilan radiatif de la Terre

Physique

CHAPITRE 2 : Le bilan radiatif de la Terre

La terre reçoit en permanence un rayonnement électromagnétique transportant une grande quantité d’énergie en provenance du Soleil. Cette énergie apporte la lumière et la chaleur si la température sur Terre dépend de plusieurs paramètres (heure, latitude, saison, …), la moyenne à la surface du globe n’en demeure pas moins relativement stable.

Energie solaire et albédo

Puissance de rayonnement solaire

Le Soleil émet un rayonnement électromagnétique dans toutes les directions à travers notre système solaire. Après avoir parcouru la distance Terre – Soleil (150 millions de km) la totalité de la puissance libérée par le Soleil sur l’ensemble de la surface d’une sphère de 150 x 106 km de rayon. Seule une infime partie de l’énergie libérée par la Terre.

P reçue = (4πR^2)/(πr^2 ) = (4R^2)/r^2

La lumière passant par un disque de rayon terrestre atteint le sol avec un angle d’incidence plus ou moins grand avec la surface de la Terre. La puissance reçue du Soleil au niveau de l’équateur est plus « directe » et donc plus importante que celle reçue au niveau des pôles.

La puissance reçue (solaire) pour la Terre dépend donc de la distance Terre-Soleil et du rayon de la Terre.

Toutefois, la totalité de cette énergie reçue par l’ensemble du globe terrestre- atmosphère n’est pas « utilisable ». Lorsqu’une onde arrive sur une surface, une partie de cette onde peut être réfléchie et il en va de même pour l’énergie qu’elle transporte, elle est alors absorbée et ne permet de réchauffé la Terre.

L’albédo terrestre

L’albédo désigne plus particulièrement le phénomène de réflexion du rayonnement solaire.

L’albédo : il représente la proportion de l’énergie solaire réfléchie par une surface par rapport à l’énergie solaire incendie arrivant au Soleil. C’est une grandeur sans unité.

La valeur de l’albédo est comprise entre 0 (énergie totalement absorbée) et 1 (énergie totalement réfléchie).

Globalement, l’albédo de la Terre est d’environ 0,3, c’est-à-dire 30 % de l’énergie solaire reçue est réfléchie. Cette valeur moyenne est obtenue en tenant compte des différentes surfaces de rencontre le rayonnement solaire, aussi bien dans l’atmosphère qu’au sol. L’albédo de la Terre est principalement dû aux nuages, de la glace.

Attention : Les activités humaines et notamment certains gaz contenus dans les aérosols (les chloroflucarbures, CFC…), dans le calcul de cette valeur.

On peut donc constater que seule une partie de l’énergie solaire arrivant sur la Terre est « utilisée » par celle-ci.

On considère que la puissance surfacique reçue du Soleil, au niveau de la Terre et son atmosphère équivaut à environ 340 W/m2

25 % est réfléchie par l’atmosphère soir 85 W. m2

6 % est réfléchie par la surface terrestre, soit 20 W/ m2

Le reste, (235 W/ m2) est absorbée par l’atmosphère (1/3) et par le sol (2/3).

La puissance est l’énergie solaire reçue par la Terre dépend

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