Carte mentalePremière ens. scientifique · Le Soleil, notre source d'énergieNouveau
Carte mentale — B et C · Bilan radiatif et effet de serre
Masque les idées et essaie de les retrouver.
La Terre et son budget d'énergie
Séances 10 à 13, du rayon incliné au climat
L'inclinaison
Un faisceau qui s'étale
- Surface inclinée : la lumière s'étale, chaque m² reçoit moins
- La puissance reçue est proportionnelle à cos θ
L'origine des saisons
- Axe incliné de 23,4°, de direction fixe dans l'espace
- L'hémisphère penché reçoit des rayons moins inclinés
Le piège de la distance
- La Terre est la plus proche du Soleil début janvier
- Inclinaison : facteur 2,5. Distance : moins de 7 %
La puissance reçue
La constante solaire
- 1 361 W.m⁻² face au Soleil, hors atmosphère
Le facteur 4
- La Terre intercepte comme un disque, d'aire πR²
- Elle rayonne comme une sphère, d'aire 4πR²
- Elle reçoit d'un côté, elle émet de partout
L'albédo
- Fraction renvoyée sans rien réchauffer, 0,30 en moyenne
- Élevé pour la neige, faible pour l'océan
- Une banquise qui fond accélère son réchauffement
Le bilan radiatif
L'égalité
- Température stable donc absorbé = émis
- (1 − A) × E / 4 = σ × T⁴
Les 33 degrés manquants
- Le calcul prévoit −18 °C
- Le thermomètre annonce +15 °C
L'effet de serre
L'équilibre dynamique
- Le plateau n'est pas un arrêt des échanges
- Reçu et émis à la même cadence
Le mécanisme, en quatre temps
- L'atmosphère est transparente au visible
- Le sol à 15 °C rayonne vers 10 µm, dans l'infrarouge
- Vapeur d'eau et CO₂ absorbent, puis réémettent vers le bas
- La surface se stabilise plus haut que −18 °C
Ce que le bocal ne prouve pas
- Wood, 1909 : verre et sel gemme chauffent pareil
- Une serre retient l'air chaud ; l'atmosphère n'a pas de couvercle
Nos ressources
Presque tout vient du Soleil
- Vent et cycle de l'eau : chauffage inégal
- Bois et aliments : photosynthèse
- Charbon, pétrole, gaz : la même matière, enfouie
Les trois exceptions
- La géothermie, les marées et le nucléaire
Renouvelable ou non
- Renouvelable : le stock se refait à l'échelle d'une vie
- 24 tonnes de matière ancienne pour un litre d'essence