ECHANGES D’ENERGIE Caractéristiques du rayonnement Bilan radiatif

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1 ECHANGES D’ENERGIE Caractéristiques du rayonnement Bilan radiatif
Le rayonnement solaire la constante, le spectre bilan pour l’atmosphère et la surface application satellite Le rayonnement terrestre et atmosphérique longueur d’onde, bilan Bilan radiatif Processus non radiatifs Bilan énergétique distribution méridienne l’équateur météorologique Conclusions QUITTER

2 Le rayonnement électromagnétique
Caractéristiques "simples" tout corps de T  0K rayonne de l’énergie sous forme d’ondes émises par ses constituants ces ondes sont caractérisées par leur longueur ou leur fréquence [ (m) = 3.108/F(Hz)] un corps noir est un corps idéal qui absorbe intégralement le rayonnement qu’il reçoit rayonnement total du corps noir : E(émittance) = S..T4 (Stefan) longueur d’onde d’émittance max :  E max () = 2897/T(K)

3 Le rayonnement solaire (1/3)
La constante solaire puissance reçue à la limite supérieure de l’atmosphère par une surface exposée normalement aux rayons solaires C = 1,368 kW.m2 puissance moyenne (puissance reçue par le disque terrestre de rayon R et répartie sur toute la surface terrestre) C/4 = 342 W.m2 = (base 100) Le spectre solaire T = 6000 K Emax=2897/6000 # 0,5 E max () 0,4 0,5 0,7 UV VIS IR

4 Le rayonnement solaire (2/3)
30 -100 Rayonnement solaire incident Réflexion sol (2) nuages (22), diffusion atmosphère (6) Absorption atmosphère (10) nuages (10) 20 50 Absorption nette surface albédo = E réfléchie/E incidente  aTA = 30/100 = 0,3 Océan (0,05 0,4), sol cultivé (0,1), forêt (0,15), sable (0,2), rocher (0,25), neige (0,8)

5 Le rayonnement solaire (3/3)
Application satellite mesure du RS réfléchi par les nuages et la surface  imagerie visible Forte réflexion  couleur blanche  nuages épais  neige

6 Le rayonnement terrestre et atmosphérique (1/2)
Spectre  200K < T < 300K  10 < Emax < 15  Rayonnement IR de 5 à 100 . RA et R T comparables  corps noirs l’un par rapport à l’autre 60 10 RT direct RA : nuages (40), atmosphère (20) RT absorbé : atmosphère (80), nuages (30) RA émis -160 110 RA : nuages (20), atmosphère (80) RT émis 100 -120

7 Le rayonnement terrestre et atmosphérique (2/2)
Application satellite mesure du rayonnement émis par la surface et les nuages  imagerie infra rouge (T surface et T sommets des nuages) mesure de la teneur en vapeur d’eau Faible émission  T basse  sommet élevé

8 NECESSITE D’UN TRANSFERT VERTICAL
Bilan radiatif l’espace BE = = 0 -100 30 50 20 10 -120 -160 60 100 110 l’atmosphère BA = = -30 la surface terrestre BT = =+30 NECESSITE D’UN TRANSFERT VERTICAL

9 Processus non radiatifs
Transfert surface  atmosphère Chaleur sensible turbulence et frottements Chaleur latente 20 10 convection Cycle de l ’eau conduction

10 Bilan énergétique globalement équilibré
-100 30 50 20 10 -120 -160 60 100 110 -10 -20 Bilan énergétique globalement équilibré

11 Distribution méridienne (1/2)
+7% d’énergie solaire pour l’hémisphère nord bilan négatif au pôles bilan positif vers l’équateur Inclinaison de l’axe de rotation Excentricité de l’orbite Inégale répartition des terres, océans, calottes glacières

12 Distribution méridienne (2/2)
PN PS EQ Bilan HN énergétique B = 0 HS énergétique B = 0 Excédent compensant le déficit du PN Excédent compensant le déficit du PS Déficit pôle Nord Déficit pôle Sud 15N PN PS EQ Bilan HN énergétique B = 0 HS énergétique B = 0 Excédent compensant le déficit du PN Excédent compensant le déficit du PS Déficit pôle Nord Déficit pôle Sud 5S

13 Conclusions NECESSITE D’UN REEQUILIBRAGE par transferts méridiens
courants marins à composante méridienne mouvements atmosphériques méridiens Juillet janvier 15N PN PS EQ Bilan 5S PN PS EQ Bilan

14 Le spectre électromagnétique
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15 ECHANGES D’ENERGIE FIN Première diapositive