8 • Environnement
et développement durable
282
8.1 L’effet de serre
et sa quantification
phère, seule la fraction (1 − a) atteint l’atmosphère de la Terre. L’énergie
reçue par la Terre, par seconde, est donc :
[8.2]
Par ailleurs, la Terre émet de l’énergie Φ ir dans l’infrarouge, cette énergie
est émise par toute la surface de la Terre et est donnée par :
[8.3]
À l’équilibre, les deux flux sont égaux et l’on obtient :
soit :
[8.4]
Or :
[8.5]
où ε est l’émissivité de la Terre et σ la constante de Planck. On en déduit :
[8.6]
On obtient ainsi la température d’équilibre de la Terre si l’on connaît
toutes les grandeurs : Φ s , ε et σ.
Application numérique
Sans effet de serre naturel et en prenant ε = 1, le flux solaire reçu par la surface extérieure de l’atmosphère est de 1 400 W/m
2 et l’albédo de la Terre est
égal à 0,3 si bien que le flux solaire qui pénètre dans l’atmosphère est égal à
environ : Φ s ∼ 1 000 W/m
2 . Et si ε = 1 :
2 (1 )
s
s
E
R
a
= p
- F
2
ir
ir
4
E
R
= p F
2
2
ir
ir
(1 )
4
s
s
E
R
a
E
R
= p
- F =
= p F
ir
1
4
s
a
-
F =
F
4
ir
T
F = es
4
1
4
s
a
T
- F
=
es