Science du changement climatique: rayonnement

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Description

Cette séance de cours couvre le bilan énergétique de la Terre, l'impact du rayonnement sur le climat, le rôle de différents composants comme la biosphère et la cryosphère, et le transfert du rayonnement solaire à travers l'atmosphère. Il aborde également le cycle du carbone, l'importance de la chaleur latente et sensible, et le concept d'albédo. L'instructeur explique l'importance du rayonnement du corps noir, de la fonction de Planck et de la loi de déplacement de Wien dans la compréhension du bilan énergétique de la Terre.

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Séances de cours associées (141)

Concepts associés (203)

Rayonnement de fond

Le rayonnement ambiant () est le rayonnement ionisant omniprésent auquel les gens sur la planète Terre sont exposés. Ce rayonnement provient de sources naturelles et artificielles. La composition et l'intensité des deux rayonnements ambiants (naturel et artificiel) varient selon l'emplacement et l'altitude. Les matières radioactives sont présentes dans la nature. Des quantités détectables de ces matières se trouvent naturellement dans le sol, les roches, l'eau, l'air et la végétation, à partir desquels elles sont inhalées et ingérées dans le corps.

Rayonnement du corps noir

vignette|303px|Au fur et à mesure que la température diminue, le sommet de la courbe de rayonnement du corps noir se déplace à des intensités plus faibles et des longueurs d'onde plus grandes. Le diagramme de rayonnement du corps noir est comparé avec le modèle classique de Rayleigh et Jeans. vignette|303px|La couleur (chromaticité) du rayonnement du corps noir dépend de la température du corps noir. Le lieu géométrique de telles couleurs, représenté ici en espace x,y CIE XYZ, est connu sous le nom de lieu géométrique de Planck.

Réchauffement climatique

vignette|redresse=1.35|Températures moyennes de l'air en surface de 2011 à 2020 par rapport à une moyenne de référence de 1951 à 1980. vignette|redresse=1.35|Température observée par la NASA par rapport à la moyenne de 1850-1900 comme référence préindustrielle. Le principal facteur d'augmentation des températures mondiales à l'ère industrielle est l'activité humaine, les forces naturelles ajoutant de la variabilité. vignette|redresse=1.35|L'énergie circule entre l'espace, l'atmosphère et la surface de la Terre.

Rayonnement ionisant

vignette|Pouvoir de pénétration (exposition externe).Le rayonnement alpha (constitué de noyaux d'hélium) est arrêté par une simple feuille de papier.Le rayonnement bêta (constitué d'électrons ou de positons) est arrêté par une plaque d'aluminium.Le rayonnement gamma, constitué de photons très énergétiques, est atténué (et non arrêté) quand il pénètre de la matière dense, ce qui le rend particulièrement dangereux pour les organismes vivants.Il existe d'autres types de rayonnements ionisants.

Irradiation solaire

vignette|Carte mondiale de l'irradiation solaire globale (annuelle et journalière moyenne). vignette|Carte de l'irradiation solaire en Europe. L'irradiation solaire est une grandeur radiométrique qui mesure la quantité d'énergie solaire reçue par unité de surface. Elle peut être exprimée en kilowattheures par mètre carré (kWh/m2) ou en joules par mètre carré (J/m2) dans le Système international d'unités.