bilan radiatif processus non radiatifs bilan énergétique distribution méridienne léquateur...
Post on 04-Apr-2015
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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
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)
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
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)
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
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
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
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
9Premièrediapositive
Processus non radiatifsProcessus non radiatifs• Transfert surface atmosphère
10
conductionconvection
Cycle de l ’eau
– Chaleur sensible– turbulence et frottements
– Chaleur latente
20
10Premièrediapositive
Bilan énergétiqueBilan énergétique
-100 30
50
20
10
-120
-160
60
100
11010
20
-10 -20
Bilan énergétique globalement équilibré
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
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
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
ECHANGES D’ENERGIEECHANGES D’ENERGIE
FINFINPremièrediapositive
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