Echanges radiatifs entre le soleil, la Terre et l’Espace

La surface cède de la chaleur à la couche d’atmosphère juste au-dessus. Cette couche, plus chaude donc plus légère, s’élève et est remplacée par de l’air plus froid et plus sec. Il y a ainsi un transport d’énergie vers le haut. C’est le transport d’énergie par convection. Par ailleurs, l’air qui s’élève ainsi transporte de la vapeur d’eau. Arrivé à un certain niveau, la vapeur d’eau condense en libérant de la chaleur (chaleur latente). L’eau liquide est évacuée de l’atmosphère par précipitation et retourne à la surface. Un nouveau cycle d’évaporation va nécessiter une énergie qui est prise à la surface.
Ainsi, en plus des échanges radiatifs décrits plus haut, l’énergie est échangée entre la surface et l’atmosphère sous forme de chaleur sensible et latente, et cette énergie est transportée par la convection. La figure 5 donne les ordres de grandeur des différents termes. A gauche, on décrit le devenir du flux solaire : Réfléchi vers l’espace (B), absorbé dans l’atmosphère (G) absorbé par les surfaces (H). A droite, on trouve le devenir du flux tellurique provenant de la surface ; absorbé dans l’atmosphère (K) ou transmis jusqu’à l’espace (L). Au centre, on trouve les autres échanges : Chaleur sensible (F), chaleur latente (E), flux tellurique émis par l’atmosphère en direction de la surface (I) et de l’espace (J). Notons que le bilan net à la surface en infrarouge (390-324=66 Wm^{-2}) est inférieur à la chaleur perdue sous forme de chaleur latente et sensible (24+78=102 Wm^{-2}). La surface se refroidit plus grâce à la convection que par des processus radiatifs.

Figure 5

Crédits
Copyright : CNRS M.-A. Mélières
Légende
Bilan Radiatif de la Terre