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Les complexités du système climatique

Astronomie et géographie des climats

L'atmosphère et la surface de notre planète — ce que l'on appelle le « système climatique » — transforment une partie (70 p. 100 ou 240 W/m2 en moyenne sur le globe et sur l'année) du flux de rayonnement solaire en chaleur. Ce même flux énergétique repart vers l'espace dans la partie infrarouge du spectre ; l'effet de serre dû à l'opacité partielle de l'atmosphère dans l'infrarouge conduit à des températures de surface supérieures à la température qui correspond à ces 240 watts par mètre carré. Les mesures spatiales du bilan radiatif planétaire confirment l'équilibre global de ce flux énergétique, elles détaillent en même temps les déséquilibres qui existent en fonction du lieu, de la date et de l'heure.

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Spectre du rayonnement terrestre infrarouge

Dessin : Spectre du rayonnement terrestre infrarouge

Spectre du rayonnement terrestre infrarouge. Le spectre représenté ici a été élaboré à partir des données prises par le satellite Nimbus-4, au-dessus du Sahara par temps clair à midi. Le rayonnement émis par la surface chaude de la Terre — rayonnement comparable à celui d'un corps... 

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Ces déséquilibres proviennent avant tout des facteurs astronomiques gouvernant les cycles jour-nuit et été-hiver, et la répartition de l'apport d'énergie solaire entre le Nord et le Sud, les pôles et l'équateur. Sauf près des pôles, la rotation de la Terre fait varier le flux solaire incident entre zéro, pendant la nuit, et un maximum de plusieurs centaines de watts par mètre carré à midi. Cette variation de l'apport solaire se traduit par une variation diurne de la température à la surface, très faible sur les océans, forte sur les déserts quoique moins marquée que sur la Lune dépourvue d'atmosphère. La variation diurne de l'échauffement entraîne à son tour une modification du taux d'évaporation s'il y a de l'eau, et des variations diurnes plus ou moins marquées de la nébulosité. Cependant, une partie de la chaleur d'origine solaire est stockée dans le sol et dans l'atmosphère entre jour et nuit.

De plus, l'insolation moyennée sur vingt-quatre heures suit le cycle des saisons en fonction de la latitude, induisant des variations de la température au sol, de l'évaporation, de la formation et de la dissipation des nuages. Avec le stockage de chaleur entre été et hiver, les saisons [...]

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Pénétration du rayonnement ultraviolet solaire dans l'atmosphère

Pénétration du rayonnement ultraviolet solaire dans l'atmosphère
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Spectre du rayonnement solaire direct

Spectre du rayonnement solaire direct
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Spectre du rayonnement terrestre infrarouge

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Distribution annuelle du bilan radiatif du système Terre-atmosphère en fonction de la latitude et transports méridiens de chaleur

Distribution annuelle du bilan radiatif du système Terre-atmosphère en fonction de la latitude et transports méridiens de chaleur
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Écrit par :

  • : directeur de recherche honoraire du C.N.R.S., laboratoire de météorologie dynamique, École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Robert KANDEL, « ENVIRONNEMENT GLOBAL », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 septembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/environnement-global/