Résumé — Le bilan radiatif terrestre
Ce résumé condense l’exigible du chapitre. Le résultat central tient en deux nombres : 15 °C avec effet de serre, −18 °C sans — l’écart mesure l’effet de serre.
Ce que la Terre intercepte
La part du rayonnement solaire
La Terre n’intercepte qu’un disque de rayon R_T, à la distance d du Soleil : une part infime de ce que le Soleil émet.
Disque à l’entrée, sphère à la sortie
La Terre intercepte le rayonnement solaire sur un disque (πR²) mais émet de l’infrarouge par toute sa sphère (4πR²). Ce facteur 4 est au cœur du bilan.
L’albédo
L’albédo est la fraction de la puissance solaire incidente diffusée vers l’espace (entre 0 et 1 ; pour la Terre, ).
Puissance absorbée
Avec E ≈ 1 360 W·m⁻² : P_abs ≈ 1,2 × 10¹⁷ W. Un albédo élevé refroidit : neige et glace renvoient une grande part du rayonnement.
L’effet de serre
Le sol, chauffé, émet un rayonnement infrarouge. L’atmosphère absorbe cet infrarouge puis le réémet — vers l’espace et vers le sol :
Le bilan au sol
La surface reçoit deux contributions du même ordre de grandeur : le rayonnement solaire et l’infrarouge atmosphérique. À l’équilibre dynamique, la surface émet en moyenne autant qu’elle reçoit : sa température reste constante — environ 15 °C, au lieu de −18 °C sans effet de serre.
- Fenêtre atmosphérique : domaine de longueurs d’onde où l’atmosphère absorbe peu — une partie de l’infrarouge du sol part directement vers l’espace.
- Savoir représenter le schéma : rayonnement solaire incident, part diffusée (albédo), IR émis par le sol, IR atmosphérique renvoyé vers le sol et vers l’espace.
Les pièges classiques
L’effet de serre n’est pas une pollution
Sans lui, il ferait −18 °C : c’est lui qui rend la Terre habitable. Le problème climatique actuel est son renforcement par les émissions humaines. Et l’atmosphère ne « renvoie » pas le rayonnement solaire : elle absorbe et réémet l’infrarouge du sol.