Utilisateur:


Rayonnement infrarouge

Storyboard

>Modèle

ID:(536, 0)



Mécanismes

Concept


ID:(15667, 0)



Emisividad de la tierra

Image

ID:(3073, 0)



Température superficielle

Image

ID:(3075, 0)



Intensité de l'émission NIR de la surface de la planète vers l'espace

Concept

Tout comme pour le rayonnement visible, l'atmosphère interagit avec le rayonnement infrarouge. De la même manière que l'interaction avec l'atmosphère est modélisée pour le rayonnement visible en utilisant a couverture visible (VIS) ($\gamma_v$), on peut introduire ERROR:7452 qui affecte le rayonnement infrarouge.

Par conséquent, a intensité NIR émise par la Terre vers l'espace ($I_{es}$) est égal à A intensité NIR émise par la terre ($I_e$) pondéré par un facteur qui dépend de ERROR:7452, de sorte que :

$ I_{es} =(1- \gamma ) I_s $

ID:(4677, 0)



Intensité d'émission NIR de la terre vers l'atmosphère

Concept

De la radiation terrestre $I_e$, qui pour la plupart

$\lambda > 750\,nm$



La fraction de radiation qui interagit avec l'atmosphère est calculée en utilisant la couverture $\gamma$ selon

$ I_{esa} = \gamma I_s $

ID:(4684, 0)



Répartition de la chaleur transportée par convection

Description

Si nous observons la distribution de la chaleur transportée par convection à la surface de la planète, nous pouvons remarquer qu'il existe des niveaux plus ou moins constants. D'une part, nous avons les zones océaniques et continentales avec un flux d'environ $17 W/m^2$ (ascendant) et environ $-30 W/m^2$ (descendant) dans les zones couvertes de neige et de glace :

Ces données proviennent d'une réanalyse de 40 ans réalisée par Kallberg P., Berrisford P., Hoskins B., Simmons A., Uppala S., Lamy-Thepaut S., Hine R., 2005 : ERA-40 Atlas. Reading, Royaume-Uni, Projet de réanalyse de l'ECMWF (Kallberg et al., 2005).

ID:(9263, 0)



Flux de conduction et d'évaporation

Concept

En modélisant a énergie transmise par conduction et évaporation ($I_d$), on peut établir une relation pour le transport de chaleur qui inclut la différence entre ERROR:6516 et a température du fond de l'atmosphère ($T_b$), ainsi que ERROR:8094, qui est clé dans le processus. L'équation implique deux constantes, ERROR:8093 et ERROR:6521, de sorte que :

$ I_d =( \kappa_l + \kappa_c ( T_e - T_b )) u $



ERROR:8093 est de l'ordre de 10,0 W/m² et ERROR:6521 est de l'ordre de 0,16 W/m²K, avec ERROR:8094 typiquement autour de 8 m/s.

ERROR:8093 provient principalement de l'énergie transportée par le mouvement des masses d'air humide, qui libèrent de l'énergie lors de la condensation. ERROR:6521 est issu du transport d'air par convection et de l'expansion adiabatique correspondante, de sorte qu'il dépend principalement du gradient de température.

ID:(15682, 0)



Modèle

Concept


ID:(15678, 0)



Rayonnement infrarouge

Modèle

Variables

Symbole
Texte
Variable
Valeur
Unités
Calculer
Valor MKS
Unités MKS
$\epsilon$
e
Émissivité
-
$\epsilon$
e
Émissivité
-
$I_d$
I_d
Énergie transmise par conduction et évaporation
W/m^2
$I_e$
I_e
Intensité NIR émise par la terre
W/m^2
$I_{esa}$
I_esa
Intensité NIR émise par la terre vers l'atmosphère
W/m^2
$I_{es}$
I_es
Intensité NIR émise par la Terre vers l'espace
W/m^2
$\sigma$
s
Stefan Boltzmann constant
J/m^2K^4s
$\sigma$
s
Stefan Boltzmann constante
J/m^2K^4s
$T_t$
T_t
Température de la partie supérieure de l'atmosphère
K
$T_b$
T_b
Température du fond de l'atmosphère
K

Calculs


D'abord, sélectionnez l'équation:   à ,  puis, sélectionnez la variable:   à 

Symbole
Équation
Résolu
Traduit

Calculs

Symbole
Équation
Résolu
Traduit

 Variable   Donnée   Calculer   Cible :   Équation   À utiliser



Équations

Si la Terre est une temp rature $T_s$, elle met un rayonnement, principalement des longueurs d'onde $\lambda > 750$ nm, avec une puissance donn e par la loi de Stefan-Boltzmann :

$ P = \sigma \epsilon S T_s ^4$



o $\sigma$ est la constante de Stefan-Boltzmann, $\epsilon$ est l' missivit et $S$ est la surface d\' mission.

L\'intensit du rayonnement est d finie comme la puissance par unit de surface, donc on peut l\'exprimer comme suit :

$ I =\displaystyle\frac{ P }{ S }$



o $S$ est la surface d\' mission.

Ainsi, l\'intensit mise depuis la surface de la Terre $I_e$ est donn e par:

$ I_e = \epsilon \sigma T_e ^4 $

o $T_e$ est la temp rature et $\epsilon$ est l\' missivit de la surface.

(ID 4676)


Exemples


(ID 15667)

Si nous observons la distribution de la chaleur transport e par convection la surface de la plan te, nous pouvons remarquer qu'il existe des niveaux plus ou moins constants. D'une part, nous avons les zones oc aniques et continentales avec un flux d'environ $17 W/m^2$ (ascendant) et environ $-30 W/m^2$ (descendant) dans les zones couvertes de neige et de glace :

Ces donn es proviennent d'une r analyse de 40 ans r alis e par Kallberg P., Berrisford P., Hoskins B., Simmons A., Uppala S., Lamy-Thepaut S., Hine R., 2005 : ERA-40 Atlas. Reading, Royaume-Uni, Projet de r analyse de l'ECMWF (Kallberg et al., 2005).

(ID 9263)

En mod lisant a énergie transmise par conduction et évaporation ($I_d$), on peut tablir une relation pour le transport de chaleur qui inclut la diff rence entre ERROR:6516 et a température du fond de l'atmosphère ($T_b$), ainsi que ERROR:8094, qui est cl dans le processus. L' quation implique deux constantes, ERROR:8093 et ERROR:6521, de sorte que :

$ I_d =( \kappa_l + \kappa_c ( T_e - T_b )) u $



ERROR:8093 est de l'ordre de 10,0 W/m et ERROR:6521 est de l'ordre de 0,16 W/m K, avec ERROR:8094 typiquement autour de 8 m/s.

ERROR:8093 provient principalement de l' nergie transport e par le mouvement des masses d'air humide, qui lib rent de l' nergie lors de la condensation. ERROR:6521 est issu du transport d'air par convection et de l'expansion adiabatique correspondante, de sorte qu'il d pend principalement du gradient de temp rature.

(ID 15682)


(ID 15678)


ID:(536, 0)