Par David Sarokin Mis à jour le 24 mars 2022
Photos de conception/Carl Shaneff/Photos de conception/Getty Images
Le soleil rayonne de l'énergie dans toutes les directions. La majeure partie se dissipe dans l'espace, mais la infime fraction de l'énergie solaire qui atteint la Terre est suffisante pour chauffer la planète et piloter le système météorologique mondial en réchauffant l'atmosphère et les océans. L'équilibre délicat entre la quantité de chaleur que la Terre reçoit du soleil et la chaleur que la Terre rayonne vers l'espace permet à la planète de maintenir la vie.
Le rayonnement solaire est créé par des réactions de fusion nucléaire dans le noyau du soleil, ce qui l'amène à émettre une grande quantité de rayonnement électromagnétique, principalement sous forme de lumière visible. Ce rayonnement est l'énergie qui chauffe la Terre. La surface du soleil émet environ 63 millions de watts d'énergie par mètre carré. Au moment où l'énergie atteint la Terre, après avoir parcouru 150 millions de kilomètres, ou 93 millions de miles, elle a diminué à 1 370 watts par mètre carré au sommet de l'atmosphère, directement face au soleil.
Le rayonnement électromagnétique, notamment la lumière visible, le rayonnement infrarouge, la lumière ultraviolette et les rayons X, peut voyager à travers le vide de l’espace. D’autres formes d’énergie nécessitent un support physique pour se déplacer. Par exemple, l’énergie sonore a besoin d’air ou d’une autre substance pour être transmise, et l’énergie des vagues des océans a besoin d’eau. L’énergie solaire, cependant, peut voyager du soleil à la Terre sans qu’il soit nécessaire de recourir à une substance physique pour la transmettre. Cette caractéristique de l'énergie électromagnétique permet à la Terre de recevoir de l'énergie solaire, y compris de la chaleur.
Une partie de l’énergie solaire qui arrive sur Terre rebondit sur l’atmosphère et les nuages pour retourner dans l’espace. La surface de la Terre reçoit environ la moitié du rayonnement solaire incident. L’énergie solaire prend la forme de chaleur et de lumière visible ainsi que de rayons ultraviolets, le type d’énergie qui provoque les coups de soleil. L’énergie est absorbée par la matière, notamment l’air, l’eau, les roches, les bâtiments, les trottoirs et les êtres vivants, et la matière est ainsi chauffée. La Terre ne chauffe pas uniformément, principalement parce que certaines zones reçoivent plus de rayonnement solaire que d’autres. Les différences d'énergie déterminent les vents et les courants océaniques sur toute la planète.
Si la Terre recevait constamment de l’énergie solaire sans aucun moyen de perdre de l’énergie, elle se réchaufferait continuellement. La Terre renvoie de la chaleur vers l’espace, empêchant ainsi la planète de surchauffer. La quantité de chaleur reradiée est sensible au type de gaz présents dans l’atmosphère ; certains gaz absorbent la chaleur plus efficacement que d’autres et interfèrent avec la reradiation. L'un de ces gaz est le dioxyde de carbone. À mesure que les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone augmentent, le bilan thermique de la Terre est modifié, avec plus d'énergie stockée dans l'atmosphère et moins de chaleur renvoyée vers l'espace, un phénomène connu sous le nom d'effet de serre.