Fiche cours - Chapitre 2 - Le bilan radiatif terrestre

Savoirs et savoir-faire à acquérir

Savoirs	Savoir -faire
La proportion de la puissance totale, émise par le Soleil et atteignant la Terre, est déterminée par son rayon et sa distance au Soleil. Une fraction de cette puissance, quantifiée par l’albédo terrestre moyen, est diffusée par la Terre vers l’espace, le reste est absorbé par l’atmosphère, les continents et les océans.	Calculer la proportion de la puissance émise par le Soleil qui atteint la Terre. L’albédo terrestre étant donné, déterminer la puissance totale reçue par le sol de la part du Soleil.
La surface terrestre émet un rayonnement électromagnétique dans le domaine infra-rouge (longueur d’onde voisine de 10 µm) dont la puissance par unité de surface augmente avec la température. Une partie de cette puissance est absorbée par l’atmosphère, qui elle-même émet un rayonnement infrarouge vers l’espace et vers la surface terrestre (effet de serre). La puissance reçue par la surface terrestre en un lieu donné est égale à la somme de la puissance reçue du Soleil et de celle reçue de l’atmosphère. Ces deux dernières sont du même ordre de grandeur. Un équilibre, qualifié de dynamique, est atteint lorsque la surface terrestre reçoit au total une puissance moyenne égale à celle qu’il émet. La température moyenne de la surface terrestre est alors constante.	Commenter la courbe d’absorption de l’atmosphère terrestre en fonction de la longueur d’onde Représenter sur un schéma les différents rayonnements reçus et émis par le sol. Expliquer qualitativement l’influence des différents facteurs (albedo, effet de serre) sur la température terrestre moyenne.

Savoirs

Savoir -faire

La proportion de la puissance totale, émise par le Soleil et atteignant la Terre, est déterminée par son rayon et sa distance au Soleil.
Une fraction de cette puissance, quantifiée par l’albédo terrestre moyen, est diffusée par la Terre vers l’espace, le reste est absorbé par l’atmosphère, les continents et les océans.

Calculer la proportion de la puissance émise par le Soleil qui atteint la Terre.
L’albédo terrestre étant donné, déterminer la puissance totale reçue par le sol de la part du Soleil.

La surface terrestre émet un rayonnement électromagnétique dans le domaine infra-rouge (longueur d’onde voisine de 10 µm) dont la puissance par unité de surface augmente avec la température.
Une partie de cette puissance est absorbée par l’atmosphère, qui elle-même émet un rayonnement infrarouge vers l’espace et vers la surface terrestre (effet de serre).
La puissance reçue par la surface terrestre en un lieu donné est égale à la somme de la puissance reçue du Soleil et de celle reçue de l’atmosphère. Ces deux dernières sont du même ordre de grandeur.
Un équilibre, qualifié de dynamique, est atteint lorsque la surface terrestre reçoit au total une puissance moyenne égale à celle qu’il émet. La température moyenne de la surface terrestre est alors constante.

Commenter la courbe d’absorption de l’atmosphère terrestre en fonction de la longueur d’onde
Représenter sur un schéma les différents rayonnements reçus et émis par le sol.
Expliquer qualitativement l’influence des différents facteurs (albedo, effet de serre) sur la température terrestre moyenne.

Le Soleil émet un rayonnement électromagnétique dont une très faible proportion atteint la Terre et son atmosphère.

La puissance du rayonnement solaire qui atteint l'atmosphère terrestre est d'environ 342 W.m^-2.

Ce rayonnement dépend à la fois de la distance entre la Terre et le Soleil et du rayon de la Terre.

Définition : l'albédo

L'albédo terrestre, noté A, correspond au rapport de la puissance du rayonnement réfléchi et diffusé par la Terre vers l'espace, P_Terre, par la puissance du rayonnement solaire reçu sur Terre P_Solaire.

\(A=\frac{P_{Terre}}{P_{Solaire}}\)

L'albédo est un nombre sans unité, compris entre 0 et 1 qui peut-être exprimé en pourcentage.

L'albédo terrestre dépend de la nature de la surface qui réfléchit (ou diffuse) le rayonnement (océan, glace, neige, forêt, roche...).

Remarque : une partie du rayonnement solaire reçu sur Terre est absorbé par l'atmosphère, les continents, les océans.

Complément : l'effet de serre

L'effet de serre est un phénomène naturel dû à la présence de différents gaz dans l'atmosphère terrestre (vapeur d'eau, dioxyde de carbone, méthane...) qui provoquent une augmentation de la température à la surface de la Terre.

Sans effet de serre, la température moyenne à la surface de la Terre serait de -18°C au lieu des +15°C actuellement.

L'équilibre dynamique :

La Terre est soumise à un équilibre thermique dynamique stable au cours du temps (température constante au niveau du sol) car elle émet vers l’espace une puissance moyenne égale à celle qu’elle absorbe.

Méthode : Le bilan radiatif terrestre

Ce bilan permet de montrer comment le rayonnement solaire reçu sur Terre est en partie absorbé, réfléchi ou diffusé sur Terre.

Exercices :

Exercices n°4 et 5 page 94	Exercice n°6 page 95
Exercice n°8 page 96	Exercice n°10 page94