(2.40)
80
Pollution atrnospheri que
On definit la temperature effective d'emi ssion d 'une plan et s comme la t emper ature d 'emi ssion d'un cor ps noir en equilibre radiatif avec les sources d 'energie qu 'elle recoit. Le bilan radiatif pour l'ensembl e Terr e/ atmosphere se ca1cule
de la mani ere suivante (figure 2.13) : le rayonnement solaire est int ercep t e par
un e sur face 7r R ; (avec R; le rayon t errestre) , une fraction A et ant reflechie vers
l'esp ace (avec A l'alb edo de l'ensemble Terre/ atmosphere, A ~ 0.3). Finalement , en ramenant a la sur face terrestre 47rR ;,on ob tien t comme bilan radiatif
(en Wm - 2 )
T 4 _ 7rR;S(1 - A) _ S(1 - A)
cr e -
47rR ;
-
4
avec T; la t emper ature effective de l'ensemble Terre/ atmosphere. F inalement ,
on a
T 4 = S(1 - A) .
e
4cr
(2.41 )
Pour un e plan et s , la t empe rature effective d 'emi ssion est don e uniquement fixee
par son albe do et sa proximite au Soleil (qui det ermine la constante solaire).
Avec A ~ 0.3 on ca1cule un e te mperature effective cl'emi ssion T; ~ 255 K a
comparer a la te mpe rature moyenne au sol (de l'ordre de 288 K) . La difference
(33 K) corres pond au rech auffem en t du sol par effet de serre (qui permet don c
a la surface du sol de ne pas et re a - 18° C !) et provient necessair ernen t d 'une
redistribution d 'energie de l'atmosph ere vers le sol.
Notons pour finir qu e le flux disponible pour la Terre est S / 4 ~ 342 W m -
2 .
On le note souv ent F s .
Exercice 2.4 (Variation de la constante solaire)
Quelle est la variation de la const ante solaire S au cours de l'annee (la dist ance
de la Terre au Soleil vari e typiquement de 1.469 a 1.520 x 10 8 km ) ?
Reponse :
On utilise l'equ ation (2.39) et on t rouve S E [1320, 141O]Wm2 , soit un e vari ation
de pres de 90Wm2 .
2 .2 .2 .2 Bilan erierget.ique du systerne Terre/atmosphere
La te mperature de l'ensembl e Terre/ a tmosphere est determines pour un e
bonne par t par les proprietes radi a tives de la Terr e et des ga z et particules
pr esents dan s l' air.
On effectue un bilan d 'energie global pour le systeme Terre/atmosphere
(figure 2.14) en considerant l'energie solaire recue , les echanges energet iques
pour la Terre et les echanges energetiques pour l'atrnosphere.
Ces bilan s sont bien entendu glob au x et ne t iennent pas compte des cycles
diurnes, des saisons et de la position spatiale. A l'exception du flux solaire, les
incerti tudes sont a minima de 10 % et les nombres ne sont don e qu 'indicati fs.
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Pollution atrnospheri que
On definit la temperature effective d'emi ssion d 'une plan et s comme la t emper ature d 'emi ssion d'un cor ps noir en equilibre radiatif avec les sources d 'energie qu 'elle recoit. Le bilan radiatif pour l'ensembl e Terr e/ atmosphere se ca1cule
de la mani ere suivante (figure 2.13) : le rayonnement solaire est int ercep t e par
un e sur face 7r R ; (avec R; le rayon t errestre) , une fraction A et ant reflechie vers
l'esp ace (avec A l'alb edo de l'ensemble Terre/ atmosphere, A ~ 0.3). Finalement , en ramenant a la sur face terrestre 47rR ;,on ob tien t comme bilan radiatif
(en Wm - 2 )
T 4 _ 7rR;S(1 - A) _ S(1 - A)
cr e -
47rR ;
-
4
avec T; la t emper ature effective de l'ensemble Terre/ atmosphere. F inalement ,
on a
T 4 = S(1 - A) .
e
4cr
(2.41 )
Pour un e plan et s , la t empe rature effective d 'emi ssion est don e uniquement fixee
par son albe do et sa proximite au Soleil (qui det ermine la constante solaire).
Avec A ~ 0.3 on ca1cule un e te mperature effective cl'emi ssion T; ~ 255 K a
comparer a la te mpe rature moyenne au sol (de l'ordre de 288 K) . La difference
(33 K) corres pond au rech auffem en t du sol par effet de serre (qui permet don c
a la surface du sol de ne pas et re a - 18° C !) et provient necessair ernen t d 'une
redistribution d 'energie de l'atmosph ere vers le sol.
Notons pour finir qu e le flux disponible pour la Terre est S / 4 ~ 342 W m -
2 .
On le note souv ent F s .
Exercice 2.4 (Variation de la constante solaire)
Quelle est la variation de la const ante solaire S au cours de l'annee (la dist ance
de la Terre au Soleil vari e typiquement de 1.469 a 1.520 x 10 8 km ) ?
Reponse :
On utilise l'equ ation (2.39) et on t rouve S E [1320, 141O]Wm2 , soit un e vari ation
de pres de 90Wm2 .
2 .2 .2 .2 Bilan erierget.ique du systerne Terre/atmosphere
La te mperature de l'ensembl e Terre/ a tmosphere est determines pour un e
bonne par t par les proprietes radi a tives de la Terr e et des ga z et particules
pr esents dan s l' air.
On effectue un bilan d 'energie global pour le systeme Terre/atmosphere
(figure 2.14) en considerant l'energie solaire recue , les echanges energet iques
pour la Terre et les echanges energetiques pour l'atrnosphere.
Ces bilan s sont bien entendu glob au x et ne t iennent pas compte des cycles
diurnes, des saisons et de la position spatiale. A l'exception du flux solaire, les
incerti tudes sont a minima de 10 % et les nombres ne sont don e qu 'indicati fs.