Glossaire

bilan radiatif

  Curieux  

 

Le Soleil est, pour notre globe, le grand pourvoyeur de cette énergie de rayonnement que transportent à travers l'espace les ondes du rayonnement électromagnétique ... mais la surface terrestre et son atmosphère émettent elles aussi beaucoup d'énergie sous forme de rayonnement , quoique celui-ci reste invisible : il est en effet émis dans les longueurs d'onde de l' infrarouge lointain, tandis que le rayonnement d'origine solaire se situe principalement dans le visible et le proche et moyen infrarouge. 

 Plus généralement, chaque milieu de la Terre, jusqu'au plus modeste corps matériel, est soumis à un incessant ballet d' ondes électromagnétiques : d'un côté, sa surface reçoit des rayons incidents qu'il peut soit absorber, soit "délaisser" en les réfléchissant, en les diffusant ou en se laissant traverser par eux ; d'un autre côté, il émet lui-même au niveau de cette surface un certain flux de rayonnement. 

 Le bilan radiatif du milieu considéré est alors l'évaluation de son flux de rayonnement "net", c'est-à-dire de la différence par unité de temps entre le gain d'énergie de rayonnement fourni par l' absorption de tout ou partie du rayonnement incident et la perte de cette même énergie causée par l' émission de rayonnement. Soulignons que dans la mesure où l'énergie solaire est, avec la gravitation , l'une des deux causes fondamentales des mouvements de l'atmosphère, cette notion de bilan radiatif revêt une importance fondamentale en météorologie. 


 


  Initié  

Le calcul des composantes moyennes du bilan radiatif sur la Terre et sur l'année 

 Les composantes moyennes du bilan radiatif sur une année et sur les trois milieux que constituent la surface terrestre, l' atmosphère et la limite de l'espace interplanétaire (d'où parvient le rayonnement émis par le Soleil , et par où s'échappe une partie du rayonnement du système Terre-atmosphère) présentent un intérêt tout particulier : en effet, c'est du fonctionnement de ce bilan "global" que dépend l'évolution énergétique, et donc thermique et dynamique, de l'atmosphère et de l'océan. 

 Pour calculer ces composantes, il faut savoir évaluer durant une période donnée le bilan radiatif associé à tout ou partie de la surface terrestre ou d'une couche atmosphérique (ou de l'atmosphère entière, considérée comme la réunion de telles couches) en mesurant les flux de rayonnement en provenance du Soleil et de la Terre. Pareilles mesures d'énergie par unité de temps, répétées sur les mêmes étendues, permettent alors de calculer les moyennes des éclairements participant à de telles évaluations, et cela sur des domaines d'extension très diverse dans le temps (pratiquement, depuis l'heure jusqu'à l'année) comme dans l'espace (depuis l'aire d'un champ jusqu'à celle du globe terrestre). 

 On constate à cette occasion que les éclairements composant le bilan radiatif à des échelles spatio-temporelles réduites sont d'une très grande variabilité, en raison de leur extrême sensibilité à l'environnement : il suffit qu'un nuage se forme, que l'on passe du jour à la nuit ou de l'hiver au printemps, qu'une couche de neige apparaisse, qu'un lac artificiel soit créé, etc., pour que leurs valeurs varient en une même lieu ; et des variations semblables se produisent dans l'espace quand on compare au même moment des endroits voisins. Plus les domaines de temps et d'aire sur lesquels se calculent les moyennes de ces éclairements s'agrandissent, cependant, et plus les valeurs alors obtenues se rapprochent de nombres stables ou du moins lentement variables : ainsi peut-on considérer comme constantes les moyennes des éclairements calculées sur la Terre et sur l'année. 

 L'étude des bilans radiatifs déduits de ces moyennes conduit alors à des constatations concernant en premier lieu le parcours du rayonnement solaire , en second lieu l' effet de serre et en troisième lieu l' équilibre radiatif ; les chiffres qui illustrent ces constatations, arrondis à 2,5 W.m - 2 près dans les trois articles cités du Glossaire météo ( rayonnement solaire , effet de serre , équilibre radiatif ), n'ont valeur que d'approximations assez grossières, mais suffisantes pour décrire les phénomènes en jeu. Nous invitons donc les lectrices et lecteurs, pour autant qu'ils le désirent, à jeter les yeux sur ces articles...