ECHANGES D’ENERGIE

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Bilan radiatif Processus non radiatifs Bilan énergétique distribution méridienne l’équateur météorologique Conclusions Caractéristiques du rayo nnement Le rayonnement solaire la constante, le spec tre bilan pour l’atmosphè re et la surface application satellite Le rayonnement terrestre et atmosphérique longueur d’onde, bila n application satellite ECHANGES D’ENERGIE ECHANGES D’ENERGIE QUITTER QUITTER

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ECHANGES D’ENERGIE. Bilan radiatif Processus non radiatifs Bilan énergétique distribution méridienne l’équateur météorologique Conclusions. Caractéristiques du rayonnement Le rayonnement solaire la constante, le spectre bilan pour l’atmosphère et la surface application satellite - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: ECHANGES D’ENERGIE

Bilan radiatif

Processus non radiatifs

Bilan énergétique

distribution méridienne

l’équateur météorologique

Conclusions

Caractéristiques du rayonnement

Le rayonnement solaire

la constante, le spectre

bilan pour l’atmosphère et la surface

application satellite

Le rayonnement terrestre et atmosphérique

longueur d’onde, bilan

application satellite

ECHANGES D’ENERGIEECHANGES D’ENERGIE

QUITTERQUITTER

Page 2: ECHANGES D’ENERGIE

2Premièrediapositive

Le rayonnement électromagnétiqueLe rayonnement électromagnétique

• Caractéristiques "simples"– tout corps de T 0K rayonne de l’énergie sous forme d’ondes

émises par ses constituants

– ces ondes sont caractérisées par leur longueur ou leur fréquence [ (m) = 3.108/F(Hz)]

– un corps noir est un corps idéal qui absorbe intégralement le rayonnement qu’il reçoit

– rayonnement total du corps noir : E(émittance) = S..T4 (Stefan)

– longueur d’onde d’émittance max : E max () = 2897/T(K)

Page 3: ECHANGES D’ENERGIE

3Premièrediapositive

• La constante solaire – puissance reçue à la limite supérieure de l’atmosphère par une

surface exposée normalement aux rayons solaires C = 1,368 kW.m2

– puissance moyenne (puissance reçue par le disque terrestre de rayon R et répartie sur toute la surface terrestre)C/4 = 342 W.m2 = (base 100)

• Le spectre solaire– T = 6000 K Emax=2897/6000 # 0,5

Le rayonnement solaire Le rayonnement solaire (1/3)(1/3)

E max

()0,4 0,5 0,7

UV VIS IR

Page 4: ECHANGES D’ENERGIE

4Premièrediapositive

albédo = E réfléchie/E incidente aTA = 30/100 = 0,3Océan (0,05 0,4), sol cultivé (0,1), forêt (0,15), sable (0,2), rocher (0,25), neige (0,8)

Le rayonnement solaire Le rayonnement solaire (2/3)(2/3)

-100 30

50

20

Absorption nette surface

Réflexion sol (2) nuages (22), diffusion atmosphère (6)

Rayonnement

solaire incident

Absorption atmosphère (10) nuages (10)

Page 5: ECHANGES D’ENERGIE

5Premièrediapositive

Le rayonnement solaire Le rayonnement solaire (3/3)(3/3)

• Application satellite– mesure du RS réfléchi par les nuages et la surface imagerie

visible

Forte réflexion

couleur blanche

nuages épais

neige

Page 6: ECHANGES D’ENERGIE

6Premièrediapositive

• Spectre 200K < T < 300K 10 < Emax < 15

• Rayonnement IR de 5 à 100 . RA et R T comparables corps noirs l’un par rapport à l’autre

Le rayonnement terrestre et atmosphérique Le rayonnement terrestre et atmosphérique (1/2)(1/2)

10

-120

-160

60

100

110

RA : nuages (40), atmosphère (20)

RA : nuages (20), atmosphère (80) RT émis

RT absorbé : atmosphère (80), nuages (30)

RT direct

RA émis

Page 7: ECHANGES D’ENERGIE

7Premièrediapositive

Le rayonnement terrestre et atmosphérique Le rayonnement terrestre et atmosphérique (2/2)(2/2)

• Application satellite– mesure du rayonnement émis par la surface et les nuages

imagerie infra rouge (T surface et T sommets des nuages)– mesure de la teneur en vapeur d’eau

Faible émission

T basse

sommet élevé

Page 8: ECHANGES D’ENERGIE

8Premièrediapositive

Bilan radiatifBilan radiatif

-100 30

50

20

10

-120

-160

60

100

110

l’espaceBE = -100+30+70 = 0

l’atmosphèreBA = -160+20+110 = -30

la surface terrestreBT = +50-120+100 =+30

NECESSITE D’UN TRANSFERT VERTICAL

Page 9: ECHANGES D’ENERGIE

9Premièrediapositive

Processus non radiatifsProcessus non radiatifs• Transfert surface atmosphère

10

conductionconvection

Cycle de l ’eau

– Chaleur sensible– turbulence et frottements

– Chaleur latente

20

Page 10: ECHANGES D’ENERGIE

10Premièrediapositive

Bilan énergétiqueBilan énergétique

-100 30

50

20

10

-120

-160

60

100

11010

20

-10 -20

Bilan énergétique globalement équilibré

Page 11: ECHANGES D’ENERGIE

11Premièrediapositive

Distribution méridienne Distribution méridienne (1/2)(1/2)

• +7% d’énergie solaire pour l’hémisphère nord

• bilan négatif au pôles

• bilan positif vers l’équateur

Inclinaison de l’axe de rotation

Excentricité de l’orbiteInégale répartition des terres, océans, calottes glacières

Page 12: ECHANGES D’ENERGIE

12Premièrediapositive

PN PSEQ

Bilan

0

Distribution méridienne Distribution méridienne (2/2)(2/2)HN énergétique

B = 0HS énergétique

B = 0

15N

PN PSEQ

Bilan

0

5S

HN énergétiqueB = 0

HS énergétiqueB = 0

Déficit pôle Nord Déficit pôle Sud

Excédent compensant le déficit du PN

Excédent compensant le déficit du PS

Déficit pôle Nord Déficit pôle Sud

Excédent compensant le déficit du PN

Excédent compensant le déficit du PS

Page 13: ECHANGES D’ENERGIE

13Premièrediapositive

ConclusionsConclusions

NECESSITE D’UN REEQUILIBRAGE par transferts méridiens

• courants marins à composante méridienne

• mouvements atmosphériques méridiens

5SPN PSEQ

Bilan

0

Juillet janvier

15NPN PSEQ

Bilan

0

Page 14: ECHANGES D’ENERGIE

ECHANGES D’ENERGIEECHANGES D’ENERGIE

FINFINPremièrediapositive