Le Soleil, notre source d'énergie
Le bilan radiatif terrestre permet de comprendre comment la Terre reçoit, absorbe et restitue l'énergie provenant principalement du Soleil. Cette page du programme d'enseignement scientifique explique les échanges de rayonnement entre la Terre, son atmosphère et l'espace, ainsi que le rôle de l'albédo et de l'effet de serre dans l'équilibre climatique. Un cours pour réviser efficacement le programme de Première générale.
Photo Jean Beaufort (CC0)
La Terre reçoit une puissance solaire de surface mesurée au sommet de l'atmosphère de 340 W/m2 en moyenne.
1. Albédo et absorption
Sur la totalité du rayonnement solaire incident :
- L'albédo (A) : C'est la fraction de la puissance solaire incidente réfléchie par la Terre (sol + atmosphère) vers l'espace.
- L'albédo moyen terrestre est d'environ 0,30 (soit 30%).
- L'énergie absorbée : Les 70% restant sont absorbés par l'atmosphère, les océans et les continents, ce qui réchauffe la surface terrestre.
2. L'effet de serre et l'équilibre thermique
La surface terrestre réchauffée émet à son tour un rayonnement infrarouge (car sa température moyenne est d'environ 15°C ou 288 K).
- Une partie de ce rayonnement infrarouge est absorbée par les gaz à effet de serre (GES) de l'atmosphère (H2O, CO2, CH4).
- L'atmosphère réémet cet infrarouge dans toutes les directions, notamment vers le sol : c'est l'effet de serre.
Bilan équilibré : En moyenne annuelle, la puissance totale reçue par la Terre (rayonnement solaire absorbé + effet de serre) est égale à la puissance totale émise (réflexion + rayonnement infrarouge vers l'espace). La température globale de la surface terrestre reste ainsi stable.
- L'albédo est la fraction du rayonnement solaire réfléchie par la Terre (≈ 30%).
- Le bilan radiatif est l'équilibre entre l'énergie reçue et l'énergie émise par la Terre.
- Les gaz à effet de serre (CO2, CH4, H2O) absorbent une partie du rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre.
- L'effet de serre est un phénomène naturel qui permet à la Terre d'avoir une température moyenne de 15°C (contre -18°C sans effet de serre).
- L'augmentation des GES d'origine humaine renforce l'effet de serre et entraîne un réchauffement climatique.
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