En fait, notre planète reçoit chaque jour de l’énergie lumineuse de la part du soleil. Nécessairement elle doit en perdre autant sinon, la température moyenne augmenterait ou diminuerait constamment . Or, sur une échelle de temps raisonnable, par exemple une année, la température moyenne de la Terre reste constante et donc l’énergie reçue est égale à l’énergie perdue.

Comment la Terre se réchauffe ?

Le premier phénomène, celui de réchauffement, est dû au soleil qui nous envoie des  rayonnements. Ces rayonnements sont essentiellement dans les domaines du visible et des ultraviolets. Seule une partie de ce qui arrive sur Terre va devenir une énergie thermique.

• Une partie de cette lumière va être réfléchie et repart dans l’espace,
• une autre partie est diffusée dans l’atmosphère, c’est ce qui rend notre ciel lumineux,
• et enfin une dernière partie va être transformée en énergie thermique par absorption au niveau de notre atmosphère ou du sol. C’est ce dernier processus qui tend à faire augmenter les températures.
• Les végétaux absorbent également une partie de ces rayonnements pour produire une énergie chimique par le processus de photosynthèse.

L’albédo est la part de rayonnement que chaque matière réfléchit. Les nuages, la neige possèdent un albédo pouvant atteindre 85 %. Ces matières limitent donc la dynamique de réchauffement. Un sol nu ou un plan d’eau ne dépasseront pas 15% de lumière réfléchie et seront donc plutôt favorable au réchauffement.

Le mécanisme de refroidissement

Le deuxième phénomène est un phénomène de refroidissement par émission de rayons infrarouges.

Et oui : La Terre est une source de rayonnement même si ce n’est  pas un rayonnement visible puisque la Terre n’est pas assez chaude. Ce rayonnement, dans le domaine des infrarouge conduit bel et bien à une perdre d’énergie et donc une tendance à refroidir notre planète.

Le Bilan radiatif

Globalement, sur une journée, ou même sur quelques années, on l’a dit la Terre se réchauffe autant qu’elle se refroidit, mais ces deux phénomènes ne se produisent pas aux mêmes moments ni  aux mêmes endroits.

Par exemple, le réchauffement ne concerne que la moitié du globe ou il fait jour alors qu’il est nul dans l’autre moitié du globe, plongée elle dans la nuit. La puissance reçue est comprise entre 0 (pour la moitié du globe plongée dans la nuit) et 400 W/m² (en milieu de journée dans les régions tropicales).

Le mécanisme de refroidissement est lui complètement différent. Cette perte d’énergie par infrarouge se déroule de jour comme de nuit et dépend de la température du sol. La puissance de cet échange peut varier assez sensiblement entre 100 W/m² (pour les zones polaires) et 300 W/m² (zone intertropicale). Le couvert nuageux et la concentration en gaz à effet de serre sont également des facteurs limitants.

C’est pour cela cela qu’au cours de la nuit, les températures diminuent.

En conséquence de quoi les zones proches de l’équateur sont les zones ou les échanges sont les plus puissants.

Si l’on fait maintenant un bilan par zone géographique, on constate que le réchauffement va l’emporter sur le refroidissement au niveau des zones intertropicales alors qu’aux pôles c’est exactement l’inverse. Pour résumer, on peut retenir que notre planète se réchauffe plutôt par l’équateur et se refroidit par les pôles. 

En conclusion, retenons que dans une échelle de temps courte, la Terre par absorption ou émission de rayonnements se réchauffe autant qu’elle se refroidit. Qu’il y a des zones et des moments ou le réchauffement l’emporte et d’autres ou c’est le refroidissement.   Cette dynamique d’échanges est en fait le moteur de tous les phénomènes météorologiques que nous connaissons. Comme dans tout système possédant un coté chaud et un autre froid les températures ont tendance à s’équilibrer. Cela explique l’existence de courants marins et de circulations atmosphériques. Ce modèle permet également de comprendre les variations de température saisonnières et journalières et certains phénomènes climatiques comme l’effet de serre.