3. Climat et changement climatique

L'effet de serre    (1/4)

Entre 1951 et 1980, la température moyenne à la surface de la Terre, sur les terres et les océans, était d'environ 14°C. Elle est restée assez stable pendant cette période. Elle est restée assez stable pendant cette période. Cette période est donc considérée comme une période de référence climatologique dans la recherche sur le climat. Depuis lors et jusqu'à aujourd'hui, on observe une augmentation de la température d'environ 1°C, ce qui a une incidence sur le climat.

Nous entendons ou lisons souvent que l'effet de serre est la cause du changement climatique menaçant. Ce n'est qu'une partie de la vérité. Les informations présentées jusqu'à présent nous permettent d'estimer les températures que la Terre aurait en l'absence d'effet de serre, c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pas de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.

Rayonnement solaire

Il faut d'abord calculer le rayonnement généré par le soleil. La température de rayonnement de sa photosphère est T_rad,S = 5772 K. Selon la loi de Stefan-Boltzmann, le rayonnement spécifique sur la surface solaire est égal à

Cela signifie que chaque mètre carré du soleil a une puissance d'environ 63 MW ! Avec le rayon du soleil R_S = 700 000 km = 700·10⁶ m, le résultat pour l'ensemble de la surface solaire est la puissance radiative :

C'est une bonne chose que la Terre ne soit pas trop proche du soleil ! Quelle est l'intensité du rayonnement à la distance de la Terre par rapport au soleil ?

La distance moyenne de la Terre au Soleil est de 149 589 000 km, ce qui est communément appelé 1 UA ; UA signifie unité astronomique. Créons une sphère imaginaire de ce rayon avec le soleil au centre et calculons le rayonnement par mètre carré sur la surface sphérique ; nous obtenons ainsi le rayonnement par mètre carré qui arrive sur la Terre. Pour ce faire, nous divisons le rayonnement total du soleil par la surface sphérique :

Le soleil et la Terre à une distance de 1 UA, l'unité astronomique (en anglais : AU, astronomical unit). Le soleil rayonne avec la température T_rad. Le rayon de la Terre R_E et la constante solaire S sont également indiqués.
Source: Rainer Reuter, Université d'Oldenburg, Allemagne..

Les 1378 W/m² calculés sont proches des 1500 W/m² estimés précédemment. L'écart par rapport à la constante solaire S = 1361  W/m² n'est que d'environ 1,2 %. Dans les calculs suivants, nous utiliserons cette valeur de la constante solaire.