Bilan thermique de l'atmosphère terrestre
La température sur la surface de la Terre est le résultat d'un équilibre thermique entre l'énergie qui chauffe la surface de la Terre et l'énergie que perd cette même surface.
Il est intéressant de comprendre l'origine de ces apports et pertes de chaleur car un changement dans chacune de ces origines, qu'il soit naturel ou lié à l'homme, entraînera un nouvel équilibre thermique, et par conséquent modifiera la température moyenne sur Terre.
Un bilan des flux de chaleur au niveau de la Terre et de l'atmosphère est indiqué dans la figure suivante.
Mécanismes de chauffage de la terre
Deux sources de chaleur contribuent au chauffage de la surface de la Terre.
Le rayonnement solaire
Moyennée sur l'année et sur l'ensemble de la Terre, l'énergie solaire qui arrive est de 342 watts par m2. Environ 30% est renvoyé (ou réfléchi) dans l'espace. Il en reste donc 235 watts par m2 qui chauffent la Terre
Le rayonnement infrarouge émis par l'atmosphère
Tout comme la surface de la Terre l'atmosphère émet, elle aussi, un rayonnement infrarouge. Une partie (195 watts par m2) vers l'espace et l'autre (324 watts par m2) vers la surface de la Terre.
Au total c'est une énergie de 492 watts par m2 qui chauffe la surface de la Terre.
Mécanismes de refroidissement de la Terre
Trois sources de chaleur contribuent au refroidissement de la surface de la terre.
Le rayonnement infrarouge émis par la surface de la Terre, estimé à 390 watts par m2
L'évaporation de l'eau
L'eau liquide sur la Terre s'évapore en moyenne à raison de 3 mm d'eau par jour. Cette évaporation produit un refroidissement de la surface qui, exprimé en énergie, correspond à 78 watts par m2
Le réchauffement de l'air par le sol
La surface de la Terre plus chaude que l'air se refroidit par transfert thermique conductif et convectif sol-air. En moyenne cela correspond à une perte de 24 watts par m2
Au total l'énergie qui refroidit la surface de la Terre est de 492 watts par m2
Bilan thermique de l'atmosphère
Globalement, l'ensemble de ces phénomènes contribuent à un chauffage de l'atmosphère à une puissance de 519 watts par m2 .Elle est compensée par une réémission équivalente de chaleur de l'atmosphère vers la terre et l'espace.
