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( 74 ° F) min
31
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( 88 ° F) max
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--> échelle microscopique
--> ensoleillement
--> écoulement turbulent
--> effet de serre
--> éclair
--> effet papillon
--> équation hydrostatique
--> état de la mer
--> évaporation
--> étage
--> éclaircie
--> échelle
--> échelle spatio-temporelle
--> Eumetsat
--> échelle (de) Beaufort
--> éclairement (énergétique)
--> échelle de température
--> échelle macroscopique
--> écliptique
--> émagramme
--> effet (de) Venturi
--> état du ciel
--> éclipse
--> effet de foehn
--> équilibre radiatif
--> échelle du climat
--> écoulement laminaire
--> évolution diurne
| METEO FRANCE - effet de serre
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Niveau d'explication :
La valeur moyenne de l' éclairement émis dans l'
infrarouge par la surface terrestre peut être
calculée (voir l' encart 1 ) et vaut environ 390
watts par mètre carré, chiffre d'autant plus
considérable que s'y ajoutent les quantités de
chaleur que perd cette surface par conduction et
évaporation , et qui représentent 105 W.m - 2
environ ; or, la terre ferme et l'océan ne
reçoivent en moyenne du Soleil qu'un éclairement
de quelque 160 W.m - 2 (dans le visible et le
proche et moyen infrarouge), ainsi que le rappelle
l'article de La météo de A à Z relatif au
rayonnement solaire . Pareil déficit de l'énergie
reçue par rapport à l'énergie dépensée devrait
aboutir à un important refroidissement de la
surface terrestre : si tel n'est pas le cas, c'est
parce qu'il est en fait compensé par la présence
dans l' atmosphère de divers constituants
chimiques — à commencer par l'eau — qui à la fois
absorbent une grande partie du rayonnement
infrarouge émis par la surface terrestre et
émettent beaucoup de rayonnement vers le bas dans
les mêmes longueurs d'onde , assurant ainsi
l'équilibre énergétique et la stabilité de
température de cette même surface : c'est ce
phénomène de rééquilibrage radiatif par absorption
et émission atmosphériques que l'on appelle par
analogie l'effet de serre (voir l' encart 2 ).
La figure 1 résume les pertes en énergie de
rayonnement et en quantité de chaleur subies par
une Terre à laquelle l' échelle spatio-temporelle
choisie pour les moyennes dans le temps (une
année) et l'espace (l'ensemble du globe) fournit
un équilibre dynamique parfait. On y observe que
les constituants atmosphériques absorbent non
seulement les flux de chaleur sensible — y compris
la transpiration des végétaux — et de chaleur
latente (voir l' encart 3 ), mais aussi la très
grande majorité des flux de rayonnement infrarouge
émis par la surface terrestre : effectivement, sur
cet éclairement de quelque 390 W.m - 2 , seuls 30
W.m - 2 environ se perdent dans l'espace
interplanétaire après que l'atmosphère les a
transmis ; l'autre part du rayonnement, soit
environ 360 W.m - 2 , reste "piégée" dans les
couches atmosphériques où certains éléments
chimiques, et en tout premier lieu l'eau,
parviennent à les absorber à un niveau ou à un
autre. On assiste là à la première manifestation
de l'effet de serre, grâce auquel 465 W.m - 2
(environ) sont conservés dans l'atmosphère sur les
495 W.m - 2 (environ) que libère la surface
terrestre par émission de chaleur et surtout de
rayonnement infrarouge.
La figure 2 schématise la seconde manifestation de
l'effet de serre, à savoir l'énorme pouvoir
d'émission de rayonnement infrarouge que possèdent
en retour les corps chimiques que nous venons
d'évoquer, et ce dans les mêmes domaines de
longueurs d'onde que ceux du rayonnement de la
surface terrestre. L'éclairement perdu par
l'atmosphère, qui atteint ainsi 545 W.m - 2
environ, est donc le fait de ces éléments mêmes
qui absorbent la majeure partie de l'infrarouge
terrestre : on y trouve, outre l'eau,
principalement le gaz carbonique , puis le
méthane, l' ozone , certains oxydes d'azote, des
produits artificiels... Sur ces quelque 545 W.m -
2 , environ 210 W.m - 2 se transmettent à l'espace
interplanétaire par diffusion vers le haut et sont
définitivement perdus ; mais une part nettement
plus grande, correspondant approximativement à 335
W.m - 2 , subit une diffusion vers le bas et finit
par être absorbée par la surface terrestre : c'est
cette "récupération" d'énergie infrarouge qui
permet à la surface terrestre de ne pas se
refroidir et qui constitue à proprement parler
l'action de l'effet de serre, retournant à la
surface du sol et des eaux plus de 80 % du
rayonnement infrarouge qu'ils ont émis.
bilan radiatif
équilibre radiatif
EN SAVOIR PLUS
Dossier thématique Effet de serre.
Droits de reproduction et de diffusion réservés METEO FRANCE 2003 |
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