BILAN RADIATIF DE LA TERRE
- 1. Équilibre radiatif global de l’atmosphère terrestre
- 2. Bilan radiatif et température d’équilibre radiatif
- 3. Bilan radiatif à l’échelle locale et conséquences
- 4. Mesure du bilan radiatif
- 5. Mieux comprendre les variations du bilan radiatif pour mieux prévoir l’évolution du climat
- 6. Bibliographie
- 7. Sites internet
Mesure du bilan radiatif
Une mesure précise du bilan radiatif terrestre, nécessitant d’être réalisée sur la totalité du globe, est une tâche difficile. Plusieurs milliers de stations météorologiques automatiques permettent une mesure des paramètres météorologiques (température, pression, humidité, direction et vitesse du vent) et radiatifs (densité des flux radiatifs solaire et infrarouge) à la surface de la Terre. Toutefois, leur distribution spatiale est inégale : très forte en Europe, en Asie ou en Amérique du Nord, mais plus faible en Afrique et en Amérique du Sud, et presque inexistante au-dessus des océans. De plus, ce type de mesures est rare en altitude, par radiosondage atmosphérique consistant à mesurer les paramètres grâce à un ballon ascendant muni d’une radiosonde.
Les observations obtenues depuis l’espace permettent toutefois d’estimer le bilan radiatif à l’échelle globale. Cette estimation reste délicate car les instruments spatiaux ne réalisent pas une mesure directe des paramètres météorologiques ni des densités des flux radiatifs solaire et infrarouge. Ils obtiennent une luminance dans une direction donnée et pour certaines longueurs d’onde seulement. Il est alors nécessaire de développer des algorithmes capables de convertir ces mesures en densité de flux radiatif afin de les exploiter pour déterminer le bilan radiatif terrestre et ses conséquences sur la température à la surface de la Terre. Des exercices de validation sont régulièrement réalisés en comparant les estimations issues de ces algorithmes avec les mesures de flux radiatifs des stations locales situées au sol. Ils permettent d’améliorer les estimations du bilan radiatif à partir de mesures spatiales.
Bilan radiatif au sommet de l’atmosphère terrestre mesuré depuis l’espace
NASA
Les mesures spatiales ont donc permis les premières estimations du bilan radiatif global terrestre. Ces données satellitaires ont d’abord été obtenues avec des instruments simples (radiomètres mesurant les luminances que dans quelques longueurs d’onde seulement) embarqués sur Explorer-7 (1959), puis Tiros-1 (premier satellite de météorologie lancé en avril 1960) de la NASA. Entre 1978 et 1990, les instruments américains ERB (Earth Radiation Budget, embarqués sur les satellites polaires Nimbus) puis ERBE (Earth Radiation Budget Experiment, installés sur les satellites ERBS, NOAA-9 et NOOA-10), ont permis d’effectuer des séries de mesures du bilan radiatif de la Terre. Après ERBE, les radiomètres ScaRaB (Scanner for Radiation Budget), issus d’une coopération entre l’Allemagne, la France et la Russie, ont été utilisés entre 1994 et 1999 sur les satellites russes de la série Meteor-3. Une version améliorée, SCARAB-3, a équipé le satellite franco-indien Megha-Tropiques lancé en 2011. En parallèle, à partir de 1997, le programme spatial CERES (Clouds and the Earth’s Radiant Energy System, terme désignant à la fois le projet et les instruments) de la NASA a permis de poursuivre les mesures d’ERBE, avec des instruments embarqués sur les satellites TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission), première mission conjointe entre les agences spatiales américaine et japonaise. D’autres équipements CERES ont ensuite été embarqués sur les satellites américains Terra (lancé en 1999) et Aqua (lancé en 2002). À partir des nombreuses mesures réalisées par ces instruments lors des missions spatiales successives, il est donc possible d’étudier la variabilité spatiale et temporelle du bilan radiatif terrestre sur plusieurs dizaines d’années. Ces séries temporelles de données sont indispensables pour surveiller cette évolution et ainsi mieux évaluer l’impact des activités anthropiques sur la température de l’atmosphère.
Les observations, réalisées à partir de satellites en orbite polaire, permettent d’obtenir des mesures pour tous les lieux de la planète, y compris aux pôles, mais ont toutefois l’inconvénient de présenter un échantillonnage[...]
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- 2. Bilan radiatif et température d’équilibre radiatif
- 3. Bilan radiatif à l’échelle locale et conséquences
- 4. Mesure du bilan radiatif
- 5. Mieux comprendre les variations du bilan radiatif pour mieux prévoir l’évolution du climat
- 6. Bibliographie
- 7. Sites internet
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Écrit par
- Philippe DUBUISSON : 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
Encyclopædia Universalis France
Bilan d’énergie global annuel du système climatique de la Terre
Encyclopædia Universalis France
Bilan radiatif simplifié de la Terre
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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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...
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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...
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ACCÉLÉROMÈTRES SPATIAUX
- Écrit par Raphaël F. GARCIA, Pierre TOUBOUL
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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
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...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
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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...
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ASTÉROÏDES
- Écrit par Christiane FROESCHLÉ, Claude FROESCHLÉ, Patrick MICHEL
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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
- MESURE INSTRUMENTS DE
- RAYONNEMENT SOLAIRE
- CIRCULATION ATMOSPHÉRIQUE GÉNÉRALE
- ALBÉDO
- TEMPÉRATURE, météorologie et climatologie
- SATELLITES MÉTÉOROLOGIQUES
- LONGITUDE & LATITUDE TERRESTRES
- ÉNERGÉTIQUE TRANSFERT, géophysique
- GULF STREAM
- STEFAN-BOLTZMANN LOI DE
- IRRADIANCE SOLAIRE
- CIRCULATION OCÉANIQUE
- RAYONNEMENT, physique du globe
- CYCLE SOLAIRE
- RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE
- GAZ À EFFET DE SERRE
- EFFET DE SERRE
- SATELLITES GÉOSTATIONNAIRES
- ANTHROPISATION
- CONSTANTE SOLAIRE
- STATION MÉTÉOROLOGIQUE
- ÉNERGIE SOLAIRE, physique du globe
- FORÇAGE RADIATIF
