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L'
ÉNERGIE
DES
CLIMATS
Pour comprendre le fonctionnement des climats, il est nécessaire de savoir comment
se comportent les éléments qui les conditionnent. C'est-à-dire comment et pourquoi
se déplacent les masses d'air de l'atmosphère ou les masses d'eau des océans,
comment elles s'échauffent, comment se forment les nuages, comment ils donnent
des précipitations. En dernière analyse, tous ces phénomènes sont liés à des échan-
ges d'énergie, aussi bien entre les constituants du système qu'avec l'espace. Le
premier problème qui se pose est donc de savoir d'où provient cette énergie, sous
quelle forme elle est fournie au système climatique, et comment elle se répartit dans
le temps et dans l'espace.
3.1 L'
ÉNERGIE
SOLAIRE
L'énergie la plus apparente est celle qui nous vient du Soleil. C'est une source de
rayonnement dont la puissance peut être considérée comme constante à l'échelle
de temps d'une vie humaine, à quelques variations près, dont nous parlerons plus
loin. Au sommet de l'atmosphère terrestre, cette puissance est de 1,368 kW/m
2
,
valeur appelée
constante solaire
. La puissance totale reçue sur Terre, est égale à
celle interceptée par un disque ayant le même diamètre que la Terre, perpendiculaire
au rayonnement, soit 1,7 ◊10
14
kW, environ 13 000 fois la consommation mondiale
d'énergie. Comme la surface de la Terre est 4 fois plus grande que celle du disque
de même diamètre, la puissance reçue en moyenne par mètre carré de surface au
sommet de l'atmosphère est de 342 W/m
2
(
Fig. 7
).
Fig. 7
- Énergie solaire reçue sur Terre
L'énergie solaire reçue par la Terre par
unité de temps est égale au produit de la
constante solaire par la surface Sd d'un
disque de même rayon R que la Terre,
soit 1,368
¥
1,27
◊
10
14
= 1,7
◊
10
14
kW. La
surface d'une sphère (Ss = 4
p
R
2
) étant
4 fois plus grande que la surface d'un
disque de même rayon (Sd =
p
R
2
), cela
fait en moyenne 342 W par mètre carré
(mais avec une répartition très inégale
selon les lieux et les moments).
R
2
Ss = 4
π
R
2
Sd =
π
R
R
LUMIÈRE
Ws = 342 W/m
2
Wd = 1368 W/m
2
