Selon le Goddard Institute for Space Studies (GISS) de la NASA GISS2007 , comme pour la NOAA (la météo américaine) NOAA2007 , 2007 se situe parmi les 5 années les plus chaudes jamais enregistrées au niveau global : 1998, 2003, 2005, 2006, 2007.
Le diagramme présenté ici,provenant du GISS, montre à gauche l’évolution des températures globales de 1880 à 2007 et à droite la répartition des anomalies de températures en 2007, par rapport à la moyenne 1951-1980. On peut remarquer qu’en France, les températures sont de 1 à 2° supérieures à la moyenne 1951-1980. Ceci est dû à l’hiver très doux et au printemps très chaud que nous avons connu en 2007, qui n’ont pas été compensés par l’été assez frais et l’automne froid.
Tous les objets matériels émettent un rayonnement. C'est à dire qu'ils émettent
en permanence quelque chose (appelé rayonnement électromagnétique), qui
transporte de l'énergie, qui se propage à la vitesse de la lumière et qui est
très souvent imperceptible à nos sens. Lorsqu'un objet est suffisamment chaud
(plus de 700 degrés), nous percevons une partie de ce rayonnement avec nos yeux
: c'est le rayonnement visible ; par exemple le filament d'une lampe à
incandescence (environ 1000 degrés) ou le soleil (environ 6000 degrés) émettent
un rayonnement dont une bonne partie est visible. Mais notre corps ne possède
aucun récepteur pour le rayonnement émis par les objets plus froids, par exemple
les objets à température ambiante à la surface de la Terre (15 degres en
moyenne) ou même notre propre corps (environ 37 degrés). Lorsque nous regardons
notre main, ce que nous percevons c'est le rayonnement visible diffusé par notre
peau, ce n'est pas le rayonnement émis par la peau de notre main (d'ailleurs, la
nuit, on ne voit plus notre main du tout).
Comment se convaincre de l'existence de cette émission de rayonnement par des
objets même à température ambiante ? On en reparlera dans un futur texte.
Mentionnons simplement que la mise en évidence de ce rayonnement va être
essentiellement liée au fait qu'il transporte de l'énergie, autrement dit qu'il
peut échauffer les objets qui vont l'absorber.
Qu'est-ce-qui différencie le rayonnement émis par un objet à 20°C et
un objet à 6000°C ? Cette différence est d'abord lié au fait que ce rayonenment
électromagnétique est composés d'ondes, lesquelles sont caractétisées en
particulier par leur longueur d'onde. Et ce que nous apprend la physique, c'est
que les longueurs d'onde des rayonnements émis par les objets matériels varient
selon la température du corps qui les émet. Ceci s'exprime par la très fameuse
loi de Planck qui fait appel à des notions de Physique Fondamentale que nous ne
reprenons pas ici. Plus la température du corps qui émet est chaude, plus la
longueur d'onde est petite. Ainsi le Soleil dont la température est d'environ
6000° émet dans les longueurs d'ondes entre 0.4 et 0.7 microns (1 micron est
égal à un millième de millimètre). C'est le domaine« visible ». Tandis que la
surface de la Terre (température en moyenne d'environ 15°C) ou bien la surface
de notre corps (proche de 37°C) va émettre dans les longueurs d'ondes entre 4
et 20 microns. On appelle ces longueurs d'onde l'infra rouge.
Dans le contexte du climat de notre Planète, la source d'énergie est le
rayonnement solaire incident. Les composants de l'atmosphère (gaz, nuages) vont
interagir avec ce rayonnement visible puis une partie va être absorbée par la
surface. La surface à son tour va émettre du rayonnement, comme tout corps,
cette fois ci dans l'infrarouge à cause de sa température relativement basse. Ce
rayonnement va lui aussi interagir avec les gaz et les nuages présents dans
l'atmosphère avant de rejoindre l'espace. Toute perturbation de la composition
de l'atmosphère va donc perturber ces échanges d'énergie entre le Soleil, La
Terre et l'Espace. C'est le travail des chercheurs de bien comprendre et
modéliser la sensibilité de ces échanges à des changements pour tenter de
prévoir au mieux la réponse de notre climat aux modifications en cours de notre
Atmosphère.
Pour tenter de mieux appréhender le concept du rayonnement nous vous proposons
une petite vidéo réalisée dans notre laboratoire lors des Journées Fêtes de la
Science en Octobre dernier. Vous y découvrirez les différences entre rayonnement
infrarouge et visible.
Texte: R. Roca, M. Desbois et J.Y. Grandpeix
Réalisation R. Roca
Le diagramme présenté ici,provenant du GISS, montre à gauche l’évolution des températures globales de 1880 à 2007 et à droite la répartition des anomalies de températures en 2007, par rapport à la moyenne 1951-1980. On peut remarquer qu’en France, les températures sont de 1 à 2° supérieures à la moyenne 1951-1980. Ceci est dû à l’hiver très doux et au printemps très chaud que nous avons connu en 2007, qui n’ont pas été compensés par l’été assez frais et l’automne froid.