Glossaire

albédo

  Curieux  

Considérons un milieu physique pourvu d'une surface qui reçoit un rayonnement électromagnétique bien déterminé, par exemple un élément de la surface terrestre sur lequel parvient le rayonnement solaire. Une partie du rayonnement incident va être renvoyée vers le milieu où il se propageait, après avoir subi une réflexion contre la surface du milieu recevant le rayonnement. L'albédo du milieu considéré est alors, le rapport du flux de rayonnement réfléchi par ce milieu au flux de rayonnement incident.

Ce nombre s'exprime indifféremment en fraction de 0 à 1 ou en pourcentage de 0 à 100 % ; il est entendu qu'il prend en compte aussi bien la réflexion spéculaire (analogue à celle d'un miroir) que la réflexion diffuse, dans laquelle un rayon réfléchi peut prendre un chemin de retour aléatoire dans le milieu adjacent. Les valeurs 0 (ou 0 %) et 1 (ou 100 %) correspondent ici à deux cas théoriques extrêmes : dans le premier cas, la surface serait entièrement absorbante ou transparente, la réflexion y étant nulle ; dans le second, elle serait au contraire entièrement réfléchissante.


  Initié  

Un nombre qui donne à réfléchir

L'albédo d'un milieu physique est en réalité une grandeur au comportement complexe, du fait qu'elle dépend non seulement de la nature de ce milieu, mais encore de plusieurs paramètres : le créneau de longueurs d'onde du rayonnement d'abord — l'albédo des feuilles des végétaux, par exemple, est en moyenne de 0,10 dans le visible, mais atteint 0,60 dans le proche infrarouge — , les directions possibles d'incidence et de réflexion ensuite — ainsi, les deux flancs d'une même montagne ne peuvent avoir le même albédo — , également (en liaison avec ce qui précède) le caractère plus ou moins accidenté de la surface d'incidence — l'albédo de la mer, entre autres, peut varier de 0,05 à 0,40 en fonction de son agitation, et aussi de la hauteur du Soleil — , et enfin la diversification et donc l'étendue de la surface auquel il se rapporte — l'albédo d'un champ de blé peut différer totalement de celui de la région où il pousse. Encore faut-il ajouter à ces paramètres les changements chronologiques entraînés par les facteurs astronomiques (nous venons de citer la hauteur du Soleil), au nombre desquels figurent les saisons.

En météorologie, certaines évaluations de l'albédo, primordiales pour l'étude du bilan radiatif de la Terre, doivent être effectuées à différentes saisons (dans les longueurs d'onde du visible et de l'infrarouge correspondant au rayonnement solaire) sur de larges plages relativement homogènes de la surface terrestre — telles des mers, de grandes surfaces enneigées ou englacées, de vastes étendues de forêts, de steppes ou prairies, de déserts, de terres cultivées... — , mais aussi sur les régions de l'atmosphère et tout particulièrement sur les grands systèmes nuageux ; ces évaluations, quoique considérablement facilitées par les observations de satellites météorologiques, partent des connaissances que l'on peut avoir des milieux constituants à de moindres échelles spatio-temporelles.


Le système Terre-atmosphère et l'effet albédo

La surface terrestre présente un albédo considérable — de l'ordre de 0,28 — , auquel les continents apportent une contribution nettement plus importante que les océans (l'albédo est de l'ordre de 0,34 pour les premiers, de 0,26 pour les seconds) ; il est vrai que si l'albédo est faible dans le cas des forêts (de l'ordre de 0,12 pour une forêt équatoriale) et moyen dans celui des prairies (entre 0,15 et 0,30), il devient important pour les étendues de sable (de l'ordre de 0,35 pour un désert) et atteint des valeurs très élevées sur les surfaces de neige ou de glace (la neige fraîche a un albédo d'environ 0,85, et celui de la glace ou de la neige ancienne reste voisin de 0,60).

L'atmosphère, en dehors des nuages — mais en y incluant les aérosols — , réfléchit quant à elle vers l'espace interplanétaire une très faible part du rayonnement solaire, de l'ordre de 0,04 ; or, l'ensemble des constituants atmosphériques — y compris les nuages, cette fois — finit par renvoyer vers la surface terrestre une part très importante du rayonnement solaire réfléchi par celle-ci, atteignant presque en moyenne les trois cinquièmes de son albédo : pareil résultat pose donc la question d'une évaluation de l'albédo des nuages.

Celui-ci varie non seulement avec la nature du nuage considéré, mais aussi avec son épaisseur ainsi qu'avec la hauteur du Soleil : par exemple, pour un nuage bas comme le stratus, dont la forte teneur en eau condensée favorise le pouvoir de réflexion, l'albédo moyen peut varier de 0,40 à 0,80 quand l'épaisseur passe de 100 à 500 mètres, tandis que pour un nuage moyen tel que l'altostratus, il se situe entre 0,40 et 0,70, et entre 0,20 et 0,50 pour un nuage élevé tel que le cirrus, plus transparent au rayonnement solaire ; la partie supérieure d'un nuage à développement vertical comme le cumulus présente, elle, un albédo moyen qui peut atteindre 0,90.

Dans l'ensemble, cependant, on peut affirmer que les nuages, et plus encore les systèmes nuageux, ont de forts albédos et sont de loin les meilleurs "réflecteurs" de l'atmosphère, au point que près des deux tiers du flux de rayonnement réfléchi vers l'espace interplanétaire par le système que constituent la Terre et son atmosphère (avec un albédo global d'environ 0,30) sont à mettre à leur compte : il existe ainsi un véritable effet albédo des nuages, qui va dans le sens inverse de l'effet de serre grâce auquel, par ailleurs, ils s'opposent aux déperditions de flux de rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre (en agissant non par réflexion, mais par absorption) ; cet effet albédo, nous venons de le voir, subit des modulations considérables suivant la nature des ensembles nuageux considérés et se manifeste par exemple beaucoup moins pour des nuages "chauds" comme les cirrus que pour des nuages "froids" comme les stratus.