Le bilan radiatif de la Terre

Le bilan radiatif de la Terre est la différence entre le rayonnement de courtes longueurs d'onde entrant et le rayonnement de grandes longueurs d'onde sortant de la Terre.

Le bilan radiatif de la Terre en 7 étapes :

  1. Chaque seconde, la Terre reçoit 100 unités d'énergie du soleil sous forme de lumière et de chaleur. Il s'agit d'un rayonnement de courtes longueurs d'onde. De ces 100 unités, 25 sont réfléchies immédiatement dans l'espace par l'effet albédo de l'atmosphère.
  2. 25 unités sont absorbées par les gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
  3. 45 unités sont absorbées par la surface terrestre et réchauffent la Terre.
  4. 5 unités sont réfléchies dans l'espace par l'effet albédo de la surface du globe.
  5. La chaleur absorbée par la surface terrestre fait en sorte que la Terre émet à son tour de la chaleur. Ce sont 104 unités d'énergie sous forme de rayonnement de grandes longueurs d'onde (ou rayonnement infrarouge) complétée par 29 unités consécutives à l'évaporation de l'eau et de la transmission calorifique directe entre la surface terrestre et l'atmosphère.
  6. 70 unités de cette énergie retournent dans l'atmosphère sous forme de rayonnement de grandes longueurs d'onde.
  7. 88 unités de cette énergie sont retenues par les gaz à effet de serre dans l'atmosphère et rayonnent de nouveau vers la Terre. Il se produit ainsi un échange continu de rayons de grandes longueurs d'onde entre la surface du globe et l'atmosphère.


Sur base de ce plan par étape, nous pouvons conclure que le bilan radiatif de la Terre est en équilibre. Il s'établit en effet un équilibre entre l'atmosphère et l'espace : sur 100 unités d'énergie reçues par la Terre, celle-ci en renvoie 25 + 5 + 70 dans l'espace.

Dans l'atmosphère aussi, il y a un équilibre : la surface de la Terre reçoit 45 + 88 unités d'énergie et en renvoie 29 + 104. Cet équilibre illustre encore une fois l'effet de serre naturel. En effet, la surface de la Terre émet plus de rayonnement (104) qu'elle n'en reçoit (45). Autrement dit, la surface terrestre perd plus de rayonnement de grandes longueurs d'onde qu'elle n'absorbe de rayonnement de courtes longueurs d'onde. Ce manque est toutefois compensé par l'atmosphère qui renvoie une partie du rayonnement terrestre (88). La température à la surface de la Terre est donc déterminée par 45 unités d'énergie du soleil, complétées par 88 unités de chaleur réfléchie par l'atmosphère.

Si un seul des composants du système change, le bilan radiatif sera perturbé. De ce fait, la température moyenne à la surface terrestre changera et après un certain temps, un nouvel équilibre dans le bilan radiatif se mettra en place. La modification de la température provoque un changement de climat sur Terre.