Albedo

Dernière modification le 28-7-2022 à 17:53:16

Figure 1: Bilan radiatifÉvaluation des quantités d’énergie reçue et perdue par un système. Pour le bilan radiatif de la Terre, le système se compose du sol, des océans et de l'atmosphère. Quasiment toute l'énergie provient du rayonnement solaire large spectre (de l'ultraviolet à l'infrarouge, en passant par la lumière visible). Notre système Terre perd de l'énergie via son rayonnement infrarouge. Un système dont le bilan radiatif est nul (autant d'énergie reçue que d'énergie perdue) est à l'équilibre thermique (sa température reste globalement constante). Lorsqu'un le bilan est positif, le système se réchauffe. Inversement, un bilan négatif indique qu'un système refroidit. de la terre¹

Le podcast

Temps de lecture 5:20 minutes

Qu’est-ce ?

L’albédo est le pouvoir réfléchissant d’une surface. C’est la mesure qui permet de déterminer la quantité d’énergie lumineuse réfléchie par rapport à la quantité d’énergie lumineuse reçue par unité de surface. Cette valeur va de 0 pour une surface très absorbante très noire, transforme toute la lumière reçue en chaleur, à 1 pour une surface très réfléchissante comme un miroir parfait².

Comment ça marche?

Comme on sait que des habits noirs captent mieux la chaleur du soleil en été que des habits blancs qui reflètent la lumière, ce phénomène s’applique à toute surface exposée au rayonnement solaire. Au niveau de la surface terrestre, des satellites peuvent le mesurer et on peut connaître ainsi la quantité de rayonnement réfléchi (énergie solaire renvoyée vers l’espace), c’est un des facteurs à prendre en compte pour connaître l’effet du rayonnement solaire sur le réchauffement de la surface terrestre³.

Pourquoi est-ce important ?

La modification de l’albédo peut se faire par la modification des cultures agricoles, le déboisement ou simplement à cause des poussières de couleur sombre qui se déposent sur des surfaces claires. Ce phénomène est particulièrement aigu lorsqu’on considère le réchauffement des calottes polaires. Pour de la neige fraîche, l’albédo peut prendre une valeur de 0.9. Si cette neige fond et laisse la surface de l’océan ou une surface terrestre comme récepteur du rayonnement solaire, cette valeur passe à 0.05 – 0.15, soit 6 à 10 fois plus de rayonnement directement absorbé par le sol. La partie réfléchie n’est pas forcément réexpédiée dans l’espace, puisqu’une partie de ce rayonnement peut être absorbée ou à nouveau réfléchie en direction du sol par les différentes couches atmosphériques.

La couverture nuageuse, suivant son altitude va également modifier l’albédo puisque les nuages bas et épais ont une valeur de 0.7, bien plus élevées que le sol, les nuages fins de haute altitude eux, laissent passer l’énergie solaire et ont tendance à réexpédier l’énergie émise vers le sol. C’est un phénomène qui augmente (~double) l’impact des avions⁴ en terme de réchauffement et peut constituer une boucle de réaction positive⁵. Ceci sans compter l’augmentation historique du trafic aérien (les Suisses sont de gros consommateurs d’avions), qui, s’il continue sur sa lancée, pourrait représenter 22% des émissions de gaz a effet de serre en 2050⁶ Une étude (centre de l’étude de Bernier et coll.) a tenté de démontrer que dans certaines conditions, la reforestation pouvait avoir un impact négatif sur la limitation du réchauffement (boisement des landes boréales au Canada) du fait que le puit de carbone constitué par les arbres ne compensait pas la diminution de l’albédo relativement élevé des lichens. Cette étude s’est focalisée sur un type (défavorable) de reboisement et a négligé les bénéfices collatéraux du reboisement pour un écosystème forestier et pour l’économie locale.⁷. Reboiser reste une opération bénéficiaire.

Les tendances actuelles

Mesure de l’albedo terrestre: On a depuis 1984 (ERBE⁸ de 1984-1993 et CERES⁹ de 1999-nos jours) une mesure directe de la lumière émise par la terre. Pour corroborer ces valeurs, des mesure de réflexion indirecte sur la partie  de la lune non éclairée par le soleil ont été menées, qui confirment la tendance à la baisse¹⁰ de l’émission d’énergie de la terre vers l’univers. Cela explique l’augmentation de température de l’atmosphère. La mauvaise nouvelle¹⁰ est qu’avec l’augmentation de température, on devrait constater une augmentation de l’émission vers l’univers qui conduirait à un ré-équilibrage… et une stabilisation de la température. Cela n’a pas été constaté (mais plutôt l’inverse) dans les mesures récentes (moins de nuages bas ou moins d’enneigement = albedo plus faible).

Aucune de ces données n’indique donc une fin prochaine de l’augmentation de température.

Compléments

Rayonnement infrarouge : Comme la terre ne gagne ou ne perd que très peu de matière, c’est par le rayonnement que les échanges énergétiques se produisent, en gain (réception de rayonnement) comme en perte (émission de rayonnement). La lumière infrarougeComme la terre ne gagne ou ne perd que très peu de matière, c’est par le rayonnement que les échanges énergétiques se produisent, en gain (réception de rayonnement) comme en perte (émission de rayonnement). La lumière infrarouge est une partie de la lumière invisible, mais que l’on peut sentir avec notre peau (effet d’échauffement ressenti à l’approche d’un objet chaud). est une partie de la lumière invisible, mais que l’on peut sentir avec notre peau (effet d’échauffement ressenti à l’approche d’un objet chaud).
Bilan radiatif : Évaluation des quantités d’énergies absorbées et émises par un système via l’émission de lumière (d’infrarouges principalement).
Forçage radiatif : Résultat du bilan radiatif d’un système, la terre subit actuellement un forçage radiatif positif moyen de 2.3 W/m²: Réf.³ Cela signifie que la température augmente car elle reçoit plus d’énergie (rayonnement) qu’elle n’en envoie dans l’univers.

Compléments web

• Article Wikipédia: fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_de_l%27eau

Compléments vidéos

• Comment ça marche ? www.youtube.com/watch?v=n8lqEcgV3N8
• La Terre et le miroir ont 30% en commun : l’albédo www.youtube.com/watch?v=n33JLc6W4wQ
• La terre s’obscurcit et ce n’est pas une bonne nouvelle: www.futura-sciences.com

Compléments jeunes

• C’est pas sorcier à 2:25 youtu.be/KZbcAyIQzkI

1. planet-terre.ens-lyon.fr/article/bilan-radiatif-terre3.xml [↩]
2. fr.wikipedia.org/wiki/Alb%C3%A9do [↩]
3. fr.wikipedia.org/wiki/Bilan_radiatif_de_la_Terre [↩] [↩]
4. fr.wikipedia.org/wiki/Nuage#Nuages_anthropog%C3%A9niques [↩]
5. www.pourlascience.fr/sd/climatologie/les-nuages-amplificateurs-du-rechauffement-10070.php [↩]
6. fr.wikipedia.org/wiki/Impact_climatique_du_transport_a%C3%A9rien [↩]
7. silvalibera.blogspot.com/2011/02/propos-de-lalbedo-de-surface-et-du.html [↩]
8. fr.wikipedia.org/wiki/Earth_Radiation_Budget_Satellite [↩]
9. fr.wikipedia.org/wiki/CERES_%28capteur_satellite%29 [↩]
10. www.futura-sciences.com/planete/actualites/rechauffement-climatique-terre-obscurcit-cause-rechauffement-climatique-ce-nest-pas-bonne-nouvelle-93954/?utm_source=emailing&mgo_eu=&utm_medium=hebdo_planete_fs&utm_campaign=emailing&mgo_r=TSQGmoXRQhykZqlrgaUsHg_1 [↩] [↩]