Abonnez-vous à Universalis pour 1 euro

BILAN RADIATIF DE LA TERRE

Le bilan radiatif de la Terre permet de quantifier l’énergie reçue et perdue sous forme de rayonnement par le système climatique, qui est constitué par cinq grands compartiments (ou réservoirs) : l’atmosphère, l’hydrosphère, la cryosphère, la biosphère et les surfaces continentales.

L’équilibre énergétique global de ce système dépend des quantités d’énergie entrante et sortante. La quasi-totalité des échanges d’énergie du système avec son environnement, principalement l’espace, se fait sous forme de rayonnement. L’énergie solaire est en effet de loin la source externe d’énergie principale, les autres sources d’énergie pouvant être négligées, telle que celle provenant de l’intérieur de la Terre (géothermie). L’énergie perdue vers l’espace s’effectue par le rayonnement solaire réfléchi et le rayonnement infrarouge émis. À l’équilibre, le bilan énergétique du système est nul – et donc aussi son bilan radiatif –, la part de rayonnement gagnée compensant exactement celle perdue vers l’espace. Dans ce cas, la température moyenne du système climatique reste stable.

Au sein du système climatique, les différents compartiments sont en interaction permanente à travers des processus physiques, chimiques et biologiques. Les échanges d’énergie entre compartiments peuvent se traduire par des mouvements de matière. Le climat en chaque point de la Terre est ainsi dépendant de ces échanges.

Toutefois, l’équilibre du système climatique peut être modifié ou contraint par des facteurs externes, anthropiques tels que les conséquences des activités humaines, ou naturels tels qu’une variation de l’énergie solaire incidente. L’action de ces facteurs, ou forçages externes, peut déplacer l’équilibre énergétique du système et ainsi entraîner une modification notable du climat terrestre.

Équilibre radiatif global de l’atmosphère terrestre

À l’échelle globale, le système climatique terrestre reçoit très majoritairement son énergie du Soleil (99,97 % de l’énergie totale entrante). Rappelons qu’en physique un échange d’énergie peut se réaliser selon différents processus :

– par rayonnement, qui se propage parfaitement dans le vide et ne nécessite donc pas nécessairement la présence de matière. C’est un transfert d’énergie radiative ;

– par conduction, du fait du contact des systèmes, ou par convection, du fait d’un déplacement de fluide (liquide ou gaz). Ce sont des transferts d’énergie sensible qui entraînent une modification de la température de la matière sans en changer la phase ;

– par changement d’état (de phase), tel que l’évaporation, qui nécessite un apport d’énergie, ou la transpiration des plantes. C’est un transfert d’énergie latente qui provoque une modification de la phase mais sans changement de température.

L’énergie solaire est transférée vers la Terre sous forme d’un rayonnement électromagnétique, avec des longueurs d’onde comprises principalement entre 0,2 et 4 micromètres (µm). Lors de son interaction avec l’atmosphère, une partie de ce rayonnement incident est réfléchie vers l’espace et donc perdue pour le système climatique. L’autre partie est absorbée (énergie gagnée) et contribue à le réchauffer. Un rayonnement de plus grande longueur d’onde est alors émis par la Terre vers l’espace, principalement entre 4 et 100 µm (rayonnement infrarouge) correspondant à une perte d’énergie pour le système. Le bilan radiatif terrestre consiste donc à comparer l’énergie radiative gagnée et celle perdue par le système climatique. Un bilan positif conduira à un réchauffement du système climatique, un bilan négatif à son refroidissement. Le bilan radiatif est fondamental pour les phénomènes météorologiques car, avec la gravitation et la rotation de la Terre, il est à l’origine des mouvements atmosphériques.[...]

La suite de cet article est accessible aux abonnés

  • Des contenus variés, complets et fiables
  • Accessible sur tous les écrans
  • Pas de publicité

Découvrez nos offres

Déjà abonné ? Se connecter

Écrit par

  • : professeur des Universités, enseignant-chercheur, laboratoire d'optique atmosphérique, université de Lille

Classification

Pour citer cet article

Philippe DUBUISSON. BILAN RADIATIF DE LA TERRE [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Énergie solaire gagnée chaque seconde par la Terre - crédits : Encyclopædia Universalis France

Énergie solaire gagnée chaque seconde par la Terre

Bilan d’énergie global annuel du système climatique de la Terre - crédits : Encyclopædia Universalis France

Bilan d’énergie global annuel du système climatique de la Terre

Bilan radiatif simplifié de la Terre - crédits : Encyclopædia Universalis France

Bilan radiatif simplifié de la Terre

Autres références

  • ÂGE DE LA TERRE

    • Écrit par Pascal RICHET
    • 5 143 mots
    • 5 médias

    Que la Terre et même l’Univers aient un âge est de nos jours une évidence. Le fait que ces âges se comptent par milliards d’années est lui-même couramment connu : 4,55 pour la Terre et sans doute environ trois fois plus pour l’Univers, comme l’ont respectivement établi les géochimistes au milieu du...

  • TERRE BOULE DE NEIGE HYPOTHÈSE DE LA

    • Écrit par Françoise DREYER
    • 7 142 mots
    • 5 médias

    Peut-on imaginer la Terre entièrement couverte de glace ? L’hypothèse d’une Terre « boule de neige » ou SnowballEarth, proposée en 1992, a pris de plus en plus de cohérence et semble admise en 2017 au vu de la synthèse effectuée par une équipe internationale et interdisciplinaire conduite...

  • ACCÉLÉROMÈTRES SPATIAUX

    • Écrit par Raphaël F. GARCIA, Pierre TOUBOUL
    • 4 883 mots
    • 3 médias
    Pourquoi cette orbite est-elle si basse ? L'objectif scientifique de la mission Goce consiste à déterminer de façon très précise les anomalies du champ de gravité terrestre. En un point donné, la pesanteur est la résultante de l'attraction gravitationnelle suivant la loi de Newton et de l'accélération...
  • AÉRONOMIE

    • Écrit par Gaston KOCKARTS
    • 4 157 mots
    • 11 médias
    ...fondée sur les variations de la pression atmosphérique avec l'altitude et distingue l'homosphère, l'hétérosphère et l'exosphère. Pour l'atmosphère terrestre (fig. 1), la distribution verticale de la pression indique clairement un changement de pente aux environs de 100 km d'altitude....
  • ÂGE DE LA LUNE

    • Écrit par Maud BOYET
    • 393 mots

    Lors de la mission Apollo-16 en 1969, un échantillon d'une masse de 1,8 kilogramme (échantillon 60025) a été récolté et son étude pousse à reconsidérer l'âge de la Lune. Cette mission fut la seule à permettre l'échantillonnage de la croûte anorthositique lunaire, car située...

  • ASTÉROÏDES

    • Écrit par Christiane FROESCHLÉ, Claude FROESCHLÉ, Patrick MICHEL
    • 10 700 mots
    • 13 médias
    Parmi les astéroïdes de notre système solaire, il existe une population bien singulière dont la principale caractéristique est de se mouvoir sur des orbites qui s'approchent de l'orbite de la Terre ou même la croisent. En 2007, un peu plus de 4 500 de ces petits corps, appelés aussi N.E.A. (selon...
  • Afficher les 88 références

Voir aussi