2. Interact ion mat iere / rayonn ernent
105
L'utilisation du conte nu en eau liquide, L , permet d 'eliminer n ou r ; avec
4 3
L = 3"71Te X n x pw .
On obtient les deux express ions al ternatives, resp ectivem ent en fonction de la
t aille ,
3 Lh
T - - -
-
c - 21' eP w '
ou de la densite des gout t es,
T = h (~mrL2) 1/3
c
2 P?v
L'epaisseur optique est done un e fonction croissant e de la densit e des gouttes
et decro issant e de la taille des gouttes.
2. Un e diminution par deux du rayon effect if conduit a un e multiplication par 8 de
n (densit e). La sur face to tale et I'epaisseur optique sont proportionnelles a n 1'
2
et sont donc multipliees par 2.
3. L'alb ed o est un e fonction croissa nte de l'epaisseur optique. Les propriet es de
monotonie obtenu es pour l'ep aisseur optique sont done les memes pour l'alb edo.
On se refere a la figure 2.19. L' alb ed o pour Ie nu age mar in est de l'ordre de
0.45 ; il est de I'ordre de 0.63 pour Ie nuage en mili eu pollue.
Problema 2.3 (Albedo d'une couche daerosol]
Ce problerne, partiellement inspire de [126], compl et e Ie problerne 2.1. On va
not amment considerer, en sus de I'influ ence de la composition chimique de
l'aero sol, I'impact de la distribution en taille.
On considere un e couche d 'aerosol definie par un e epaisseur optique T et un
albedo de diffusion Wd . On not e (3 la fraction du rayonn ement solaire diffuse
qui est reflechie vers I'espace. Enfin , Ie rayonn ement transmis par la couche est
suppose parvenir dir ect ement au sol, ou il est reflechi avec un albedo At .
1. Pour un rayonnement incident , evaluer r la fracti on reflechie dir ect ement
et t la fraction tran smise par la couche . On ne ti endra pas compte des
contributions liees it la reflexion sur Ie sol.
2. Calculer boA la modifi cation de I'albedo du syste ms Terre/ atmosphere lie
it la couche d 'aerosols.
3. L'impact de la couche d 'aero sols sur I'alb edo global est fonction de la
competit ion, au sein de I'extinction, ent re la diffusion du rayonn ement et
l' ab sorption. Montrer qu 'il existe un e valeur crit ique de W d qui det ermine
l'effet de refroidi ssement ou de rechauffement lie it la couche d 'aerosols. On
effectuera des developp ements limites en T (qui a des valeur s typ iquement
de I'ord re de 0.1).
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L'utilisation du conte nu en eau liquide, L , permet d 'eliminer n ou r ; avec
4 3
L = 3"71Te X n x pw .
On obtient les deux express ions al ternatives, resp ectivem ent en fonction de la
t aille ,
3 Lh
T - - -
-
c - 21' eP w '
ou de la densite des gout t es,
T = h (~mrL2) 1/3
c
2 P?v
L'epaisseur optique est done un e fonction croissant e de la densit e des gouttes
et decro issant e de la taille des gouttes.
2. Un e diminution par deux du rayon effect if conduit a un e multiplication par 8 de
n (densit e). La sur face to tale et I'epaisseur optique sont proportionnelles a n 1'
2
et sont donc multipliees par 2.
3. L'alb ed o est un e fonction croissa nte de l'epaisseur optique. Les propriet es de
monotonie obtenu es pour l'ep aisseur optique sont done les memes pour l'alb edo.
On se refere a la figure 2.19. L' alb ed o pour Ie nu age mar in est de l'ordre de
0.45 ; il est de I'ordre de 0.63 pour Ie nuage en mili eu pollue.
Problema 2.3 (Albedo d'une couche daerosol]
Ce problerne, partiellement inspire de [126], compl et e Ie problerne 2.1. On va
not amment considerer, en sus de I'influ ence de la composition chimique de
l'aero sol, I'impact de la distribution en taille.
On considere un e couche d 'aerosol definie par un e epaisseur optique T et un
albedo de diffusion Wd . On not e (3 la fraction du rayonn ement solaire diffuse
qui est reflechie vers I'espace. Enfin , Ie rayonn ement transmis par la couche est
suppose parvenir dir ect ement au sol, ou il est reflechi avec un albedo At .
1. Pour un rayonnement incident , evaluer r la fracti on reflechie dir ect ement
et t la fraction tran smise par la couche . On ne ti endra pas compte des
contributions liees it la reflexion sur Ie sol.
2. Calculer boA la modifi cation de I'albedo du syste ms Terre/ atmosphere lie
it la couche d 'aerosols.
3. L'impact de la couche d 'aero sols sur I'alb edo global est fonction de la
competit ion, au sein de I'extinction, ent re la diffusion du rayonn ement et
l' ab sorption. Montrer qu 'il existe un e valeur crit ique de W d qui det ermine
l'effet de refroidi ssement ou de rechauffement lie it la couche d 'aerosols. On
effectuera des developp ements limites en T (qui a des valeur s typ iquement
de I'ord re de 0.1).