| Les enveloppes fluides externes actuelles
de l’atmosphère (153 W • rrr2) : c’est l’effet de serre atmosphérique provoqué par les gaz à effet de serre
(GES). L’utilisation de l’équation de transfert radiatif et des mesures de GES dans l’atmosphère permet
de quantifier le rôle respectif des GES dans l’effet de serre : 60 % par H2O sous forme de vapeur, 26 %
co 8 % O3 et 6 % CH4 + N2O. Contrairement à son nom, l’effet de serre est un processus physique qui ne
correspond pas à l’effet exercé par les surfaces vitreuses des serres horticoles mais par la transformation
du rayonnement infrarouge en énergie thermique par certains gaz.
Effet de serre naturel
Bilan infrarouge du
système Terre-atmosphère
+360-207 = +153 W-m~2
Bilan de surface
Solaire: +158 W-rrr2
Infrarouge 392 +340 = -52 W-nr
Bilan:+106 W-nr2
Bilan au sommet de l’atmosphère
Solaire : +342-83-20 = +239 W-m~
Infrarouge : -207-32 = -239 W-m_Bilan : 0
Flux de chaleur
sensible 24 W-nr
et de chaleur
latente 82 W-nr2
83 W m
25%
342 Wm
_ 100%
81 W-m
23%
392 W m
115 %
207 Wm
60%
158 W m
46%
32 W-m
9%
20 W-m
a 6%
340 W-m
100%
Figure 1.5
Le bilan radiatif de la Terre.
1.31 Dynamique atmosphérique
■ La couverture nuageuse de la Terre vue
de l'espace.
Lorsqu’on observe la Terre vue de l’espace et ce, quelle que soit l’échelle de temps,
il est frappant de constater que les nuages ne recouvrent pas la totalité de la planète :
ils résident essentiellement au niveau de la ceinture équatoriale (autour de 0° de
latitude) et des hautes latitudes, vers 60°N de latitude (voir ci-contre). Entre les deux
zones précédentes, aux moyennes latitudes, il y a beaucoup moins de nuages. Or la
formation des nuages est liée à une ascendance d’air humide, dans une zone de basse
pression (figure 1.6). Cette observation nous amène à nous demander pourquoi existet-il une ascendance d’air au niveau de l’équateur et au niveau des hautes latitudes.
Pour répondre à cette question, il faut revenir sur la répartition de l’énergie solaire
à la surface du globe terrestre (figure 1.3). L’énergie solaire est plus importante au
niveau de 1 équateur que des pôles. Ainsi l’air qui contient de l’eau est donc chaud
au niveau de l’équateur, ce qui crée une zone de basse pression ou cyclonique (figure 1.7). L’ascendance d'air qui en résulte entraîne la formation pérenne de nuages
appelés cumulonimbus. À l'inverse, l’air à plus haute latitude est moins chauffé par
le Soleil et est donc plus froid : cela favorise une zone de haute pression associée
à une subsidence d’air (déplacement d’air vers le bas). Ce gradient thermique
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de l’atmosphère (153 W • rrr2) : c’est l’effet de serre atmosphérique provoqué par les gaz à effet de serre
(GES). L’utilisation de l’équation de transfert radiatif et des mesures de GES dans l’atmosphère permet
de quantifier le rôle respectif des GES dans l’effet de serre : 60 % par H2O sous forme de vapeur, 26 %
co 8 % O3 et 6 % CH4 + N2O. Contrairement à son nom, l’effet de serre est un processus physique qui ne
correspond pas à l’effet exercé par les surfaces vitreuses des serres horticoles mais par la transformation
du rayonnement infrarouge en énergie thermique par certains gaz.
Effet de serre naturel
Bilan infrarouge du
système Terre-atmosphère
+360-207 = +153 W-m~2
Bilan de surface
Solaire: +158 W-rrr2
Infrarouge 392 +340 = -52 W-nr
Bilan:+106 W-nr2
Bilan au sommet de l’atmosphère
Solaire : +342-83-20 = +239 W-m~
Infrarouge : -207-32 = -239 W-m_Bilan : 0
Flux de chaleur
sensible 24 W-nr
et de chaleur
latente 82 W-nr2
83 W m
25%
342 Wm
_ 100%
81 W-m
23%
392 W m
115 %
207 Wm
60%
158 W m
46%
32 W-m
9%
20 W-m
a 6%
340 W-m
100%
Figure 1.5
Le bilan radiatif de la Terre.
1.31 Dynamique atmosphérique
■ La couverture nuageuse de la Terre vue
de l'espace.
Lorsqu’on observe la Terre vue de l’espace et ce, quelle que soit l’échelle de temps,
il est frappant de constater que les nuages ne recouvrent pas la totalité de la planète :
ils résident essentiellement au niveau de la ceinture équatoriale (autour de 0° de
latitude) et des hautes latitudes, vers 60°N de latitude (voir ci-contre). Entre les deux
zones précédentes, aux moyennes latitudes, il y a beaucoup moins de nuages. Or la
formation des nuages est liée à une ascendance d’air humide, dans une zone de basse
pression (figure 1.6). Cette observation nous amène à nous demander pourquoi existet-il une ascendance d’air au niveau de l’équateur et au niveau des hautes latitudes.
Pour répondre à cette question, il faut revenir sur la répartition de l’énergie solaire
à la surface du globe terrestre (figure 1.3). L’énergie solaire est plus importante au
niveau de 1 équateur que des pôles. Ainsi l’air qui contient de l’eau est donc chaud
au niveau de l’équateur, ce qui crée une zone de basse pression ou cyclonique (figure 1.7). L’ascendance d'air qui en résulte entraîne la formation pérenne de nuages
appelés cumulonimbus. À l'inverse, l’air à plus haute latitude est moins chauffé par
le Soleil et est donc plus froid : cela favorise une zone de haute pression associée
à une subsidence d’air (déplacement d’air vers le bas). Ce gradient thermique
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