Le changement climatique mondial

1 Qu’est-ce qui détermine la température de la Terre ?
Auteurs : Equipe La main à la pâte(plus d'infos)
Résumé :
Conférence donnée par Michel Petit (Académie des sciences) lors du colloque « Enseignement des sciences à l'école primaire : Education à l'environnement pour un développement durable » (Perpignan 27 septembre 2006) tenu à l'occasion des rencontres annuelles des centres pilotes de La main à la pâte.
Publication : 29 Novembre 2006

1 Qu’est-ce qui détermine la température de la Terre ?

            1.1 L’échange d’énergie par rayonnement

                        1.1.1 Le rayonnement solaire

Le soleil rayonne une lumière visible qui nous éclaire le jour. On peut aisément se convaincre que ce rayonnement transporte également de la chaleur : il suffit d’être à l’ombre, c’est-à-dire de cacher le soleil par un objet quelconque, tel qu’un arbre ou un parasol, pour avoir moins chaud. Cette impression subjective peut être confirmée par l’expérience simple qui consiste à déplacer un thermomètre du plein soleil à l’ombre.

                        1.1.2 Le rayonnement infrarouge

Si on regarde un charbon de bois dans un barbecue et qu’on souffle dessus énergiquement, il rayonne de la lumière comme le soleil et si on approche sa main, on sent une chaleur du côté qu’on présente au foyer, mais rien sur le côté opposé. C’est là le même phénomène que celui que nous éprouvons avec le soleil : il faut retourner la viande pour la faire cuire au barbecue, comme il faut se retourner sur la plage pour bronzer sur tout le corps. Si on cesse de ventiler énergiquement le charbon de bois, la combustion est moins violente, sa température diminue et il prend une couleur rouge de plus en plus sombre jusqu’à ne plus être visible sans éclairage extérieur. Cependant, si on approche sa main, on ressent toujours une impression de chaleur, pouvant aller jusqu’à la brûlure si on l’approche trop près. Ce rayonnement succédant au rouge sombre est appelé infrarouge : il transporte de l’énergie comme le rayonnement lumineux, mais nos yeux ne le voient pas.

            1.2 La température de la Terre

La Terre absorbe une partie de l’énergie du rayonnement solaire qu’elle reçoit. Sa température a donc tendance à augmenter jusqu’à ce qu’elle parvienne à évacuer une quantité d’énergie équivalente à celle qu’elle absorbe. La Terre est isolée dans le vide interplanétaire et la seule manière dont elle puisse perdre de l’énergie est de rayonner dans l’espace, comme le fait le soleil, à ceci près que ce rayonnement est infrarouge et donc non visible. Sa température d’équilibre s’établit donc à une valeur qui lui permette d’émettre dans l’infrarouge une énergie égale à l’énergie solaire qu’elle absorbe.