Énergie entrante (rayonnement solaire):
* rayonnement à ondes courtes: Le soleil émet de l'énergie sous forme de rayonnement électromagnétique, principalement dans les longueurs d'onde visibles et presque infrarouges. Ce rayonnement atteint la surface de la Terre et est absorbé par la terre, l'eau et l'atmosphère.
* Absorption et réflexion: Certains rayonnements solaires sont absorbés, chauffant la surface, tandis que certains se reflètent dans l'espace. Albedo, une mesure de la réflectivité, détermine la quantité reflétée. Les surfaces comme la neige et la glace ont un albédo élevé, tandis que les forêts et les océans ont un albédo faible.
Énergie sortante (rayonnement de la Terre):
* rayonnement à ondes longues: La Terre émet un rayonnement infrarouge (vague longue) dans l'espace en raison de sa chauffage par le soleil.
* Effet de serre: Les gaz à effet de serre dans l'atmosphère (vapeur d'eau, dioxyde de carbone, méthane, etc.) piègent une partie de ce rayonnement sortant des ondes longues, l'empêchant de s'échapper dans l'espace. Cette énergie piégée réchauffe la planète, la gardant habitable.
Processus d'échange d'énergie:
* conduction: Transfert de chaleur par contact direct, comme le sol réchauffant l'air au-dessus.
* Convection: Mouvement de la chaleur à travers la circulation des fluides (air ou eau), créant des courants de vent et océaniques.
* Évaporation: L'énergie du soleil fait que l'eau s'évapore de la surface, stockant la chaleur dans l'atmosphère.
* condensation: La vapeur d'eau dans l'atmosphère se refroidit et se condense en nuages, libérant la chaleur et provoquant potentiellement les précipitations.
Impact de l'échange d'énergie:
* climat: L'équilibre entre l'énergie entrante et sortante détermine la température moyenne de la Terre et les modèles climatiques.
* temps: Le chauffage inégal de la surface de la Terre et de l'atmosphère entraîne des systèmes météorologiques, y compris le vent, les précipitations et les tempêtes.
* Circulation océanique: L'énergie solaire entraîne des courants océaniques, qui régulent la température mondiale et distribuent des nutriments.
* vie: L'énergie du soleil soutient la photosynthèse, le processus par lequel les plantes convertissent l'énergie lumineuse en énergie chimique, alimentant finalement la chaîne alimentaire.
Impact humain:
* Émissions de gaz à effet de serre: Les activités humaines comme la combustion de combustibles fossiles augmentent les concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, piégeant plus de chaleur et contribuant au réchauffement climatique.
* Modifications de l'utilisation des terres: La déforestation et l'urbanisation modifient l'albédo terrestre, affectant la quantité de rayonnement solaire absorbé ou réfléchi.
Comprendre les échanges d'énergie entre l'espace, l'atmosphère et la surface de la Terre est crucial pour prédire le changement climatique, atténuer ses effets et assurer un avenir durable pour notre planète.
