Le climat de la Terre



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Le climat de la Terre



Soleil et effet de serre

Le Soleil est l’étoile centrale du système solaire qui est constitué de 8 planètes : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. A la « surface » du Soleil il fait très chaud, environ 6000° Celsius.
Ni trop proche, ni trop éloignée du Soleil, la Terre est la seule planète du système solaire à héberger la vie en abondance grâce à une température moyenne de surface de 15°C qui permet la présence d’eau liquide.
L’énergie solaire et la présence d’une atmosphère sont les deux éléments qui conditionnent cette température. Comme les vitres d’une serre, certains gaz présents naturellement dans l’atmosphère, notamment la vapeur d’eau et le gaz carbonique, entravent l’évacuation de chaleur d’origine solaire et permettent d’obtenir cette température clémente de 15°C. C’est le phénomène de l’effet de serre naturel. Sans cet effet de serre, la température à la surface de la Terre serait de -18°C et la vie, si elle s’ y avérait possible, serait fort différente.
Le Soleil nous envoie un rayonnement composé d’un peu d’ultraviolets, et surtout de lumière visible et d’infrarouge proche. 30% de ce rayonnement est directement réfléchi par les nuages, l’atmosphère et la surface de la Terre.
Les 70% restants sont absorbés pour 20% par des gaz présents naturellement dans l’atmosphère et pour 50% par les océans et le sol. En définitive ce sont donc seulement 50% du rayonnement solaire initial qui arrivent au niveau de la surface de la Terre.
Cette absorption du rayonnement solaire réchauffe l'atmosphère et, surtout, la surface de la Terre. En retour, l’atmosphère et la surface de la Terre vont évacuer cette énergie, convertie en chaleur, en direction de l'espace. Cette évacuation de chaleur se fait sous forme de rayonnement infrarouge moyen.
Une partie de ce rayonnement infrarouge terrestre (10%) s’échappe directement vers l’espace, les 90% restants sont captés par les gaz à effet de serre présents naturellement dans l’atmosphère.
Ces gaz à effet de serre, principalement vapeur d’eau et gaz carbonique, ayant capté de la chaleur d’origine solaire et de la chaleur montant de la surface du globe, réémettent cette énergie sous forme de rayonnement infrarouge. Une partie de ce rayonnement, les 2/3, retourne vers le sol, le chauffant donc une deuxième fois, après que le Soleil l’a déjà fait une première fois. Le tiers restant s’échappe vers l’espace.
Cette explication simplifiée de l’effet de serre ne tient pas compte, par exemple, du phénomène d’évaporation de l’eau liquide à la surface de la Terre qui est à l’origine de la formation des nuages. Cette évaporation contribue au réchauffement de l’atmosphère, et de plus, elle joue un rôle essentiel dans le cycle de l’eau.
C'est cet échange constant entre la surface de la Terre et les gaz à effet de serre qui permet à la Terre de bénéficier d’une température moyenne de +15°C. L’effet de serre naturel de notre atmosphère est donc un phénomène bénéfique sans lequel la vie telle que nous la connaissons n’aurait pas été possible.
Quand dans l’actualité on parle d’effet de serre, en l’associant à une notion de danger, c’est de l’intensification de l’effet de serre naturel dont on veut parler. Elle résulte de l’augmentation des gaz à effet de serre due aux activités humaines, en particulier la combustion de carburants fossiles. On estime que cette intensification de l’effet de serre explique une partie importante du réchauffement planétaire observé ces 50 dernières années. On cherche actuellement à mieux chiffrer ce qui peut advenir d’ici la fin du 21ème siècle.

CNRS    sagascience