popov 20 juin 2019 06:35

@doctorix

Bonjour

Une question que je me pose : si le CO2 en augmentation empêche les
rayons IR de repartir dans l’espace, comment cet « écran » n’aurait-il
pas le même effet dans l’autre sens, renvoyant une partie des IR
solaires dans l’espace ?

L’explication est simple, mais il faut bien comprendre le rayonnement thermique. Pour cela, je vous invite à lire cette introduction.

En voici l’essentiel :
Tout corps chauffé au dessus du zéro absolu émet un rayonnement thermique. Toutes les fréquences de zéro à l’infini sont émises, mais la courbe de l’énergie rayonnée (à une température donnée) en fonction de la fréquence présente un pic très prononcé.
Loi de Plank : La loi de Plank donne la formule exacte de cette courbe.
Loi de Wien : La position du pic d’émission se déplace vers les fréquences élevées de façon linéaire. Si la température double, la fréquence au centre du pic double. Pour déduire cette loi de la loi de Plank, il suffit de calculer la fréquence qui annule la dérivée première de la courbe de Plank.
Loi de Stefan-boltzmann : L’énergie totale émise par un corps à une température donnée est proportionnelle à la quatrième puissance de sa température (en degrés Kelvin). Si la température double, le corps émet 16 fois plus d’énergie (par unité de temps et de surface). Pour déduire cette loi de la loi de Plank, il suffit de calculer l’aire comprise sous la courbe de Plank, autrement dit, l’intégrale.

Ceci compris, vous pourrez vous-même répondre à la question.
Le pic du rayonnement solaire incident se trouve dans le visible parce qu’il provient de la surface du soleil qui est chauffée à des températures de l’ordre de 5000 K. Ce rayonnement contient aussi de l’IR susceptible d’être absorbé par le CO₂, mais il y en a relativement peu.
Le sol absorbe le rayonnement solaire et se réchauffe jusqu’à une température telle qu’il réémet autant d’énergie qu’il n’en reçoit. Cette température est de l’ordre de 300 K et le pic de l’émission se trouve donc dans l’IR. Par conséquent, le sol réémet essentiellement dans l’IR qui est susceptible d’être absorbé par le CO₂.
En conclusion : Le gros de l’énergie incidente se trouve dans le visible et passe à travers le CO₂ sans être absorbé tandis que le gros de l’énergie réémise se trouve dans l’IR qui lui est absorbé par le CO₂.


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