Glossaire

rayonnement

Lorsqu'une source d'énergie est capable de transmettre cette énergie dans un milieu adjacent soit sous forme d'ondes, soit sous celle de particules considérées comme ayant de très petites dimensions et de très grandes vitesses relativement aux caractéristiques du milieu considéré, alors le processus par lequel s'effectue pareille transmission d'énergie est qualifié de rayonnement. La propagation d'ondes sonores dans l'atmosphère manifestée par le tonnerre et provoquée par cette source d'énergie qu'est un éclair constitue ainsi un rayonnement acoustique, de même que la propagation dans l'air de noyaux d'hélium (les particules alpha) après qu'ils ont été émis par cette autre source d'énergie qu'est un morceau de radium constitue un rayonnement alpha.

Une cas très important de type de rayonnement est celui des rayonnements électromagnétiques, qui sont associés à des ondes telles que les ondes lumineuses, les ondes radioélectriques, etc., et qui peuvent à certaines conditions être considérés comme entretenus par le mouvement de particules élémentaires immatérielles, les photons, transportant chacune la même quantité élémentaire (ou quantum) d'énergie. Cette quantité élémentaire dépend de la longueur d'onde de l'onde électromagnétique considérée : elle est d'autant moins élevée que ce nombre est plus grand. C'est pourquoi, dans le spectre du visible — celui des couleurs de l'arc-en-ciel, par exemple, ou de la lumière blanche qui a traversé un prisme — , on comptera moins d'énergie transportée dans le rouge que dans le violet, dont la longueur d'onde est plus courte. De même, la lumière violette est moins énergétique que l'ultraviolet, qui transporte moins d'énergie que les rayons X, qui en transmettent moins que les rayons gamma, tandis que de l'autre côté, l'énergie transportée diminue du rouge à l'infrarouge, puis aux ondes radioélectriques.

Tout l'espace, même là où il reste vide, ne cesse d'être perturbé par ces ondes électromagnétiques qui s'y propagent à des vitesses extrêmes. L'essentiel de l'énergie de rayonnement alimentant notre planète depuis l'extérieur provient toutefois du Soleil et se situe dans des longueurs d'onde plutôt courtes, recouvrant surtout les domaines du visible et du proche et moyen infrarouge et débordant sur l'ultraviolet. La part de ce rayonnement solaire reçue par la Terre et non réfléchie dans l'espace est absorbée bien moins par l'atmosphère que par la surface terrestre, qui réémet l'énergie ainsi reçue en la diffusant sous forme de chaleur (par conduction et évaporation), mais surtout sous forme de rayonnement infrarouge de grandes longueurs d'onde ; une partie de l'énergie ainsi perdue par la surface lui est alors restituée grâce à l'effet de serre qu'exerce notamment l'eau atmosphérique. Dans le bilan radiatif annuel des échanges d'énergie entre la surface terrestre, l'atmosphère et l'espace interplanétaire s'établit ainsi un équilibre radiatif à l'échelle du globe, où se compensent une multitude de déséquilibres apparaissant et évoluant à toutes les échelles spatio-temporelles et constituant, en interaction avec la force de gravité, la cause première des mouvements de l'atmosphère et de l'océan.