CLIMATOLOGIE
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Les mécanismes de contrôle du climat terrestre
Le bilan radiatif contrôle la température de la Terre
La Terre, située à environ 150 millions de kilomètres du Soleil, intercepte une petite fraction du rayonnement, égale à 1 370 W.m–2 (c'est la fameuse constante solaire qui n'en est pas une, découverte par le physicien français Pouillet en 1838). En raison du rapport géométrique entre la surface du disque terrestre (surface d'interception du rayonnement solaire) et la surface de la sphère terrestre, le rayonnement solaire au sommet de l'atmosphère est de 342 W.m–2. Dans l'atmosphère, une partie de ce rayonnement solaire (107 W.m–2) est réfléchie par les nuages, par les particules présentes dans l'air, puis par la surface terrestre. Le rapport entre le rayonnement réfléchi et le rayonnement solaire incident définit l'albédo planétaire α. La fraction restante est absorbée par la surface terrestre (continent/océan). À l'équilibre radiatif, le rayonnement solaire reçu est compensé par une perte d'énergie sous forme de rayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde dominante est fonction de la température de la planète. La Terre, dont la température globale moyenne est de 15 0C, émet un rayonnement infrarouge dont la puissance est égale à STe4, où Te est la température d'équilibre du système Terre et σ une constante. Une partie du rayonnement infrarouge émis par la Terre est absorbée par l'atmosphère et est réémise vers le sol, ce qui a pour conséquence de réchauffer la surface. Cette boucle constitue l'effet de serre (ES). En l'absence d'effet de serre (ES = 0), la température d'équilibre de la Terre est de 255 K (soit — 18 0C). Avec l'effet de serre, la température moyenne de surface est de 15 0C. L'effet de serre est donc avant tout un phénomène naturel réchauffant la surface de la Terre de près de 33 0C. La température de la Te [...]
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Écrit par :
- Frédéric FLUTEAU : professeur des Universités à l'Institut de physique du globe de Paris
- Guillaume LE HIR : maître de conférences à l'université de Paris-VII-Denis-Diderot
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Pour citer l’article
Frédéric FLUTEAU, Guillaume LE HIR, « CLIMATOLOGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 juillet 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/climatologie/