8 • Énergie
et changement climatique
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8.1 Thermodynamique du changement
climatique
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Par ailleurs, la Terre émet un flux d’énergie, par unité de surface, Φ IR
dans l’infrarouge. À ce flux correspond une puissance émise par toute la
surface de la Terre, qui est donnée par :
[8.3]
À l’équilibre, les deux puissances sont égales et on obtient :
soit :
[8.4]
Or
[8.5]
où σ est la constante de Boltzman, ε l’émissivité de la Terre et γ le coefficient d’effet de serre. On en déduit la température d’équilibre de la Terre
si l’on connaît les grandeurs Φ S , γ et σ :
[8.6]
Application numérique
Sans effet de serre naturel, γ = 0
Le flux solaire reçu par la surface extérieure de l’atmosphère est de 1 345 W/
m
2 et l’albedo de la Terre est égal à 0,31. Le flux solaire reçu par la surface de
la Terre est donc égal à Φ s ≈ 953 W/m
2
, ce qui donne :
Avec effet de serre naturel (γ = 0,386)
π Φ
=
&
2
IR
IR
4
E
R
π
Φ
π Φ
=
-
=
=
&
&
2
2
S
S
IR
IR
(1 )
4
E
R
a
E
R
Φ
Φ
-
=
IR
S
1
4
a
Φ
εσ
γ σ
=
= -
4
4
IR
(1
)
T
T
Φ
γ σ
-
=
-
S
4
1
4
(1
)
a
T
4
0
8
1 953
4
254,7 K
18 C
5,64 10
T
-
¥
=
=
@ - ∞
¥