Le bilan radiatif moteur de la dynamique atmosphérique
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- Isabelle Lebeau
- il y a 7 ans
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1 1 ère pièce du puzzle Le bilan radiatif moteur de la dynamique atmosphérique 1-1. D un point de vue temporel (échelle de la journée / de l année) 1-2. D un point de vue spatial (d un point à un autre du globe)
2 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Le rayonnement solaire L énergie (flux de chaleur) reçue par la terre provient du rayonnement solaire L énergie fournie par le soleil est 5700 fois supérieure au flux de chaleur provenant de l intérieur de la terre
3 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Le rayonnement solaire Flux entrant OC Flux sortant OL Spectre électromagnétique et radiation solaire
4 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Le rayonnement solaire Absorption des utra-violets (ondes ultra-courtes de 0,1 à 0,3µm). Entre 50 et 60km : «couche chaude» Entre 0 et 15 km d altitude (troposphère) : zone de la dynamique atmosphérique froid chaud
5 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Le rayonnement solaire Flux entrant OC Flux sortant OL Spectre électromagnétique et radiation solaire
6 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Le rayonnement solaire Capteur oculaire et composition des couleurs couleurs additives couleurs soustractives Spectre électromagnétique du domaine du visible
7 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Le rayonnement solaire Flux entrant OC Flux sortant OL Spectre électromagnétique et radiation solaire
8 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Le rayonnement solaire Effet de serre naturel à différencier de l effet de serre additionnel (anthropique) Gaz à effet de serre : gaz carbonique : CO 2 vapeur d eau : H 2 O méthane : CH 4 Spectre électromagnétique et radiation solaire
9 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Le rayonnement solaire
10 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Le rayonnement solaire Flux énergétique entrant OC : 342 W/m² = 100%
11 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Le rayonnement solaire Flux énergétique entrant OC : 342 W/m² = 100% Flux énergétique sortant OL : 102 W/m² (30%) W/m² (70%) = 342 W/m² = 100%
12 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Le rayonnement solaire Flux énergétique entrant OC : 342 W/m² = 100% Flux énergétique sortant OL : 102 W/m² (30%) W/m² (70%) = 342 W/m² = 100%
13 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Le rayonnement solaire Flux énergétique entrant OC : 342 W/m² = 100% Flux énergétique sortant OL : 102 W/m² (30%) W/m² (70%) = 342 W/m² = 100%
14 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Le rayonnement solaire Conclusion Bilan énergétique (ou radiatif) planétaire journalier est équilibré Bilan énergétique (ou radiatif) planétaire annuel est équilibré Toutefois, le bilan énergétique (ou radiatif) annuel n est pas équilibré d un point à un autre du globe
15 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Disparités géographiques du bilan énergétique 1 ère pièce du puzzle Le bilan radiatif moteur de la dynamique atmosphérique 1-1. D un point de vue temporel (échelle de la journée / de l année) 1-2. D un point de vue spatial (d un point à un autre du globe)
16 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Disparités géographiques du bilan énergétique Rotation de la terre autour du soleil en 365 jours : 4 positions privilégiées de son orbite (solstices et équinoxes)
17 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Disparités géographiques du bilan énergétique Définition des paramètres astronomiques et terminologie associée Tropique du Cancer Tropique du Capricorne Solstice d été dans l hémisphère nord (21 juin)
18 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Disparités géographiques du bilan énergétique Positions de la terre par rapport au soleil au cours de l année
19 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Disparités géographiques du bilan énergétique Définition des paramètres astronomiques et terminologie associée
20 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Disparités géographiques du bilan énergétique La déclinaison ( ) est l angle formé entre la position du soleil et le plan équatorial terrestre
21 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Disparités géographiques du bilan énergétique -A partir de ladéclinaison on peut calculer l incidence solaire en tout point du globe -L incidence solaire( ) est l angle que forme le rayonnement solaire avec le plan de l horizon en lieu donné. L incidence solaire est proportionnelle à la quantité d énergie reçue en ce lieu.
22 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Disparités géographiques du bilan énergétique Plus l incidence solaire ( ) est grande (angle important), plus l énergie reçue augmente. Dans la zone intertropicale le soleil est au zénith au moins une fois dans l année à toutes les latitudes, deux fois à l équateur (équinoxes de printemps et d automne). Le soleil est au zénith lorsque l incidence solaire forme un angle de 90 par rapport à l horizon.
23 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Disparités géographiques du bilan énergétique Bilan radiatif au sommet de l atmosphère (W/m²) mesuré au cours de l année 1980 par le satellite ERBS (Earth Radiation Budget Satellite). Source : S. Jousseaume (1999) Climat d hier à demain, CNRS Edit., Paris, 143p.
24 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Disparités géographiques du bilan énergétique Répartition des grands biomes en fonction du gradient latitudinal (températures) et longitudinal (aridité)
25 1 Dynamique du climat Î Le bilan radiatif terrestre Î Disparités géographiques du bilan énergétique Répartition des grands biomes à la surface du globe
26 1 Dynamique du climat Le bilan radiatif terrestre Disparités géographiques du bilan énergétique Conclusion sur le bilan radiatif A l échelle journalière ou annuelle le bilan ou radiatif planétaire est équilibré. L énergie emmagasinée par le système terre atmosphère (flux entrant OC) est équivalent au flux sortant (OL). Effet de serre naturel important car il maintient une température moyenne de +15 C à la surface du globe Déséquilibre du bilan radiatif à la surface du globe : disparité géographique marquée par une opposition entre les régions excédentaires (basses latitudes) et déficitaires (hautes latitudes) Les différences de température entre les régions excédentaires et déficitaires jouent sur la répartition des grands biomes à la surface du globe : froid végétation rase des hautes latitudes (Tundra) et de montagne (prairie alpine) + taïga et forêt boréale (conifères) aux latitudes subpolaires et en montagne ; chaud gradient de la savane au désert aux latitudes tropicales + déserts continentaux tempérés
27 2 ème pièce du puzzle La dynamique atmosphérique rééquilibrage du bilan radiatif et moteur du déplacement des masses d air
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