8 • Énergie
et changement climatique
282
8.1 Thermodynamique du changement
climatique
– l’émission, via le rayonnement infrarouge, d’énergie vers l’espace E IR .
Par ailleurs, compte tenu du « forçage radiatif » actuel résultant de l’effet
de serre, l’énergie émise E IR est réduite, ce qui provoque l’actuel dérèglement climatique observé.
Enfin, il ne faut pas oublier de tenir compte de la source de chaleur
générée par notre propre consommation d’énergie ainsi que de l’énergie
consommée et non dissipée en chaleur. Nous verrons que les conséquences
diffèrent suivant la nature de l’énergie consommée : énergie fossile,
énergie nucléaire ou énergies renouvelables.
8.1.1 Modèle thermodynamique du bilan énergétique
de la Terre
Commençons par établir le bilan le plus simple : celui qui prévalait avant
l’ère industrielle.
■ Bilan énergétique de la Terre avant l’ère industrielle
Nous supposons que la Terre constitue un système thermodynamique
fermé échangeant de l’énergie avec l’extérieur sous deux formes : l’énergie solaire incidente E S et l’énergie rayonnée E IR . À l’équilibre, ces deux
quantités d’énergie doivent être égales. Le premier principe du système
fermé s’écrit :
[8.1]
La température d’équilibre de la Terre résulte d’un bilan énergétique
entre l’énergie solaire reçue et l’énergie infrarouge émise. Appelons Φ S
le flux solaire incident reçu en permanence, hors atmosphère, par une
section équatoriale de la Terre. Compte tenu de l’albedo a, une partie de
ce rayonnement est directement réfléchie par l’atmosphère. Par conséquent, seule la fraction 1 – a atteint l’atmosphère au niveau de la Terre.
L’énergie reçue par la Terre, par seconde, est donc :
[8.2]
=
-
=
S
. I R
d
0
E E E
π
Φ
=
-
&
2
S
S
(1 )
E
R
a
et changement climatique
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8.1 Thermodynamique du changement
climatique
– l’émission, via le rayonnement infrarouge, d’énergie vers l’espace E IR .
Par ailleurs, compte tenu du « forçage radiatif » actuel résultant de l’effet
de serre, l’énergie émise E IR est réduite, ce qui provoque l’actuel dérèglement climatique observé.
Enfin, il ne faut pas oublier de tenir compte de la source de chaleur
générée par notre propre consommation d’énergie ainsi que de l’énergie
consommée et non dissipée en chaleur. Nous verrons que les conséquences
diffèrent suivant la nature de l’énergie consommée : énergie fossile,
énergie nucléaire ou énergies renouvelables.
8.1.1 Modèle thermodynamique du bilan énergétique
de la Terre
Commençons par établir le bilan le plus simple : celui qui prévalait avant
l’ère industrielle.
■ Bilan énergétique de la Terre avant l’ère industrielle
Nous supposons que la Terre constitue un système thermodynamique
fermé échangeant de l’énergie avec l’extérieur sous deux formes : l’énergie solaire incidente E S et l’énergie rayonnée E IR . À l’équilibre, ces deux
quantités d’énergie doivent être égales. Le premier principe du système
fermé s’écrit :
[8.1]
La température d’équilibre de la Terre résulte d’un bilan énergétique
entre l’énergie solaire reçue et l’énergie infrarouge émise. Appelons Φ S
le flux solaire incident reçu en permanence, hors atmosphère, par une
section équatoriale de la Terre. Compte tenu de l’albedo a, une partie de
ce rayonnement est directement réfléchie par l’atmosphère. Par conséquent, seule la fraction 1 – a atteint l’atmosphère au niveau de la Terre.
L’énergie reçue par la Terre, par seconde, est donc :
[8.2]
=
-
=
S
. I R
d
0
E E E
π
Φ
=
-
&
2
S
S
(1 )
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