Schéma récapitulatif du bilan radiatif terrestre

Le schéma bilan radiatif terrestre présenté illustre les différents flux d'énergie impliqués dans le bilan radiatif de la Terre. Toutes les valeurs sont exprimées en W/m² (Watt par mètre carré).

Exemple: Le rayonnement solaire incident est de 342 W/m², dont 89 W/m² sont réfléchis par l'atmosphère et 17 W/m² par la surface terrestre.

Le bilan radiatif du sol peut être décomposé comme suit :

1. Énergie reçue par le sol :

   • Absorption du rayonnement solaire : 171 W/m²
   • Absorption du rayonnement infrarouge émis par l'atmosphère : 220 W/m² Total : 391 W/m²

2. Énergie émise ou réfléchie par le sol :

   • Émission d'un rayonnement infrarouge : 391 W/m²

Highlight: Le bilan radiatif du sol est à l'équilibre car l'énergie reçue $391 W/m²$ est égale à l'énergie émise $391 W/m²$.

Pour le système Terre dans son ensemble :

• Énergie reçue (rayonnement solaire incident) : 342 W/m²
• Énergie émise vers l'espace :
  • Réfléchie par l'atmosphère : 89 W/m²
  • Émise par l'atmosphère : 197 W/m²
  • Émise par la surface : 39 W/m²
  • Réfléchie par la surface : 17 W/m² Total : 342 W/m²

Définition: Le bilan radiatif de la Terre correspond à la différence entre l'énergie reçue et l'énergie émise par le système Terre.

Lorsque le bilan radiatif est à l'équilibre, comme c'est le cas dans ce schéma, la température globale de la Terre reste constante. Ce schéma illustre parfaitement les concepts clés du bilan radiatif terrestre et est particulièrement utile pour l'enseignement scientifique sur ce sujet.

Puissance solaire et albédo terrestre

Le bilan radiatif de la Terre commence par la réception du rayonnement solaire. La Terre ne reçoit qu'une infime partie de l'énergie émise par le Soleil, soit environ 0,45 x 10^-7% de sa puissance totale. Ce rayonnement se compose de différentes longueurs d'ondes, allant des rayons gamma aux infrarouges.

Définition: L'albédo est la capacité d'une surface à renvoyer un rayonnement lorsqu'elle reçoit de l'énergie lumineuse. Il s'exprime par une valeur comprise entre 0 et 1.

L'albédo terrestre moyen est d'environ 30%, ce qui signifie que 70% du rayonnement solaire incident est absorbé par le système Terre. La répartition de cette énergie se fait comme suit :

• Une partie est diffusée vers l'espace par les nuages et le sol
• Une partie est absorbée par l'atmosphère
• Une dernière partie est conservée par l'atmosphère et le sol

Highlight: L'albédo dépend de la blancheur d'une surface. Plus une surface est blanche, plus elle réfléchit la lumière, augmentant ainsi son albédo.

La quantité d'énergie solaire reçue par une planète dépend de plusieurs facteurs :

• Son rayon
• Sa distance par rapport au Soleil

En réponse à l'énergie reçue et absorbée, le sol terrestre émet un rayonnement électromagnétique infrarouge. Une partie de cette puissance est absorbée par l'atmosphère, qui à son tour émet un rayonnement infrarouge vers le sol (effet de serre) et vers l'espace.

Vocabulaire: Le bilan radiatif terrestre correspond à la différence entre l'énergie reçue et l'énergie émise par la Terre.

Le bilan radiatif est considéré à l'équilibre lorsque la puissance moyenne reçue par le sol est égale à celle qu'il émet. Dans ce cas, la température du sol reste constante. La puissance reçue par le sol en un lieu donné est la somme de la puissance reçue du Soleil et de celle reçue de l'atmosphère, ces deux valeurs étant généralement du même ordre de grandeur.