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Variations géographiques et temporelles des composantes du bilan radiatif

Les séries pluriannuelles de mesures spatiales permettent de dresser les cartes en moyennes mensuelles, saisonnières et annuelles des composantes du bilan radiatif planétaire, et d'en établir la variabilité, notamment celle qui est associée aux événements du type E.N.S.O. (El Niño Southern Oscillation).

Du côté des ondes courtes, le flux solaire incident est modulé selon les cycles annuel et diurne en fonction de la latitude. Quant au flux absorbé, la modulation est renforcée par l'augmentation de l'albédo planétaire quand le Soleil est bas sur l'horizon. Moyennée sur vingt-quatre heures, la puissance solaire absorbée est forte dans les zones tropicales (de l'ordre de 400 W/m2), faible aux latitudes élevées, plus forte sur l'hémisphère d'été que du côté hiver, nulle dans la nuit polaire. À ces tendances générales se superposent les effets des nuages (albédos de 30 à 85 p. 100) et, pour les régions à ciel clair, les contrastes entre terres (albédos allant de 10 p. 100 pour les forêts tropicales à 30-50 p. 100 pour les déserts), mers (de 5 à 15 p. 100) et surfaces de neige ou de glace (de 60 à 85 p. 100).

L'émission infrarouge vers l'espace dépend à la fois de la surface (température, émissivité), de la nébulosité (étendue, épaisseur optique, température des sommets nuageux) et de la répartition de la vapeur d'eau dans l'atmosphère. Le cycle diurne modulant le flux solaire se retrouve atténué et souvent déphasé dans le flux aux ondes longues sortant de l'atmosphère comme dans le flux solaire réfléchi, selon les variations diurnes systématiques et les fluctuations météorologiques de la couverture nuageuse et de la température du sol. Le flux aux ondes longues sortant, inférieur à 150 watts par mètre carré pendant l'hiver sur l'Antarctique, est également très faible sur la zone de convergence intertropicale, aux sommets nuageux très froids. En revanche, sur les zones subtropicales sans nuages, ce flux sortant peut dépasser 300 watts par mètre carré, ce qui donne un bilan négatif sur les déserts, l'albédo du sol étant bien plus élevé que celui des océans aux mêmes latitudes.

L'analyse des moyennes zonales du bilan radiatif planétaire (moyennes sur les longitudes pour chaque bande de latitude) permet de déterminer les transports méridiens (nord-sud et vice versa, généralement de l'équateur vers les pôles) de chaleur dans l'ensemble océan-atmosphère. Ces transports atteignent entre 5 × 1015 et 6 × 1015 watts dans chaque hémisphère. Après soustraction de la partie atmosphérique (déduite des données météorologiques), on obtient les transports de chaleur par les courants océaniques, qui s'avèrent comparables aux advections atmosphériques. Cette redistribution d'énergie d'origine solaire modère les contrastes pôles-équateur et hiver-été.

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Bilan radiatif de la planète

Bilan radiatif de la planète
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Variation du bilan radiatif de la Terre

Variation du bilan radiatif de la Terre
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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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, « TERRE - Bilan énergétique », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/terre-bilan-energetique/