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la serre au corps noir, en admettant que la température sans la serre soit de 10 °C,
c'est-à-dire 283 K, on trouve, pour la température avec la serre, 313 K, soit 40 °C.
En effet, si l'on désigne l'énergie rayonnée et la température avant la mise en place
de la serre respectivement par W1 et T1, et les valeurs qui leur correspondent après
la mise en place de la serre par W2 et T2, on a W2/W1 = T2 4 /T1 4 et, comme on a
fixé que W2 = 1,5 ◊W1, on a T2 = T1 ◊
4
1,5
soit 283 ¥ 1,1067 = 313. L'élévation de
température est donc de 30 °C.
Ce calcul ne reflète que très approximativement la réalité car il ne tient pas
compte d'autres phénomènes, notamment la conduction thermique, mais il aide à
fixer les idées et à faire comprendre cet effet : l'énergie est en quelque sorte piégée
dans la serre et l'équilibre thermique ne peut se rétablir que par une augmentation de
température à l'intérieur de la serre, augmentation d'autant plus forte que les parois
laissent plus difficilement passer les infrarouges.
température
T2 > T1
température
T1
50%
infrarouges
n
ggg
es
A : SANS SERRE B : AVEC SERRE
Fig. 13  - Équilibre thermique sans et avec effet de serre
Un corps schématisé en A par un paysage avec deux arbres est porté à la tempéra-
ture T1 par l'énergie reçue du Soleil. Il renvoie toute son énergie sous forme
d'infrarouges (on a donc supposé qu'il se conduisait comme le corps noir et on n'a
pas tenu compte des rayonnements renvoyés dans le domaine visible). Sur le
schéma B, on a coiffé ce corps d'une serre en verre ne laissant passer que les 2/3
des infrarouges émis. Il va donc s'échauffer à une température T2 > T1 jusqu'à ce
que la quantité d'énergie sortant de la cloche sous forme d'infrarouges soit égale à
celle qui y entre sous forme de rayonnement visible : c'est l'effet de serre.
D'après ce que nous avons dit, il est obligatoire que ce phénomène se produise sur
Terre puisque certains des gaz de l'atmosphère absorbent les infrarouges (voir
Fig. 10 ). En effet, la plus grande partie du rayonnement infrarouge émis par le sol
lui est renvoyée par l'atmosphère. Le résultat est que la température de la tropos-
phère, et celle de la surface terrestre, sont beaucoup plus élevées que celles qu'elles
devraient avoir sans cet effet. Sans effet de serre, la température terrestre serait d'un
peu moins de -19 °C. La température au sol étant en fait de 15 °C, c'est plus de
34 °C que nous fait gagner cet effet de serre naturel. En définitive, l'atmosphère se
comporte, au niveau du sol, comme une paroi de serre qui ne laisserait sortir que
60 % de l'énergie intérieure ( Fig. 14 ). Cet effet de serre est évidemment différent
selon les altitudes dans l'atmosphère.
 
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