Utilisateur:


Rayonnement infrarouge

Storyboard

>Modèle

ID:(536, 0)



Mécanismes

Iframe

>Top



Code
Concept

Mécanismes

ID:(15667, 0)



Emisividad de la tierra

Image

>Top


ID:(3073, 0)



Température superficielle

Image

>Top


ID:(3075, 0)



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

Équation

>Top, >Modèle


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 ($$) 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 ($$), de sorte que :

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

ID:(4677, 0)



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

Équation

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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)



Intensité d'émission NIR de la surface de la terre

Équation

>Top, >Modèle


Si la Terre est à une température $T_e$, elle émet un rayonnement conformément à la loi de Stefan-Boltzmann, avec une intensité donnée par la formule suivante:

Où $\sigma$ est la constante de Stefan-Boltzmann et $\epsilon$ est le coefficient d'émissivité. La constante de Stefan-Boltzmann $\sigma$ a une valeur d'environ $5.67 \times 10^{-8} W/m^2K^4$, et le coefficient d\'émissivité $\epsilon$ représente l\'efficacité avec laquelle la surface de la Terre émet du rayonnement, variant de 0 à 1.

ID:(4676, 0)



Intensité VIS qui interagit avec l'atmosphère

Équation

>Top, >Modèle


L'intensité $I$ émise par un corps à une température $T$ est régie par la loi de Stefan-Boltzmann, exprimée comme suit :

$ I = \sigma \epsilon T_b ^4$

où $\epsilon$ est l\'émissivité et $\sigma$ est la constante de Stefan-Boltzmann. Ainsi, dans le cas du bord inférieur du nuage, qui a une température $T_b$, l\'intensité sera :

ID:(4679, 0)



Répartition de la chaleur transportée par convection

Description

>Top


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

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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 ($$) et a température du fond de l'atmosphère ($T_b$), ainsi que ($$), qui est clé dans le processus. L'équation implique deux constantes, ($$) et ($$), de sorte que :

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



($$) est de l'ordre de 10,0 W/m² et ($$) est de l'ordre de 0,16 W/m²K, avec ($$) typiquement autour de 8 m/s.

($$) provient principalement de l'énergie transportée par le mouvement des masses d'air humide, qui libèrent de l'énergie lors de la condensation. ($$) 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

Top

>Top



Paramètres

Symbole
Texte
Variable
Valeur
Unités
Calculer
Valor MKS
Unités MKS
$\epsilon$
e
Émissivité
-
$\epsilon$
e
Émissivité
-
$\sigma$
s
Stefan Boltzmann constant
J/m^2K^4s
$\sigma$
s
Stefan Boltzmann constante
J/m^2K^4s

Variables

Symbole
Texte
Variable
Valeur
Unités
Calculer
Valor MKS
Unités MKS
$I_d$
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
$T_t$
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

Calculs

Symbole
Équation
Résolu
Traduit

Calculs

Symbole
Équation
Résolu
Traduit

Variable Donnée Calculer Cible : Équation À utiliser




Équations

#
Équation

$ I_e = \sigma \epsilon T_e ^4$

I = s * e * T ^4


$ I_b = \sigma \epsilon T_b ^4$

I = s * e * T ^4


$ I_t = \sigma \epsilon T_t ^4$

I = s * e * T ^4


$ I_b = \epsilon \sigma T_b ^4 $

I_b = e * s * T_b ^4


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

I_d =( k_l + k_c *( T_e - T_b ))* u


$ I_e = \epsilon \sigma T_e ^4 $

I_e = e * s * T_e ^4


$ I_{es} =( 1 - \gamma_i ) I_e $

I_es =( 1 - g_i )* I_e


$ I_{esa} = \gamma_i I_e $

I_esa = g_i * I_e


$ I_{esa} = \gamma_i I_e $

I_i = g * I_s


$ I_t = \epsilon \sigma T_t ^4 $

I_t = e * s * T_t ^4


$ I_{es} =(1- \gamma_i ) I_e $

I_t =(1- g )* I_s

ID:(15678, 0)



Intensité qui interagit

Équation

>Top, >Modèle


A intensité rayonnée ($I_i$) est la fraction définie par ($$) de ($$), calculée de la manière suivante :

$ I_{esa} = \gamma I_s $

$ I_i = \gamma I_s $

$I_i$
$I_{esa}$
Intensité NIR émise par la terre vers l'atmosphère
$W/m^2$
6525

ID:(9986, 0)



Intensité sans interaction

Équation

>Top, >Modèle


A intensité rayonnée ($I_t$) est égal à ($$) diminué de ($$), de sorte que :

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

$ I_t =(1- \gamma ) I_s $

$I_t$
$I_{es}$
Intensité NIR émise par la Terre vers l'espace
$W/m^2$
6518

ID:(10324, 0)



Intensité en fonction de la température (1)

Équation

>Top, >Modèle


La loi de Stefan-Boltzmann stipule que a intensité rayonnée ($I$) est une fonction de a température ($T$), utilisant les constantes a émissivité ($\epsilon$) et a stefan Boltzmann constant ($\sigma$), comme suit :

$ I_e = \sigma \epsilon T ^4$

$ I = \sigma \epsilon T ^4$

$\epsilon$
Émissivité
$-$
10369
$I$
$I_e$
Intensité NIR émise par la terre
$W/m^2$
6517
$\sigma$
Stefan Boltzmann constant
$J/m^2K^4s$
10368
$T$
Température
$K$
10367

ID:(14479, 1)



Intensité en fonction de la température (2)

Équation

>Top, >Modèle


La loi de Stefan-Boltzmann stipule que a intensité rayonnée ($I$) est une fonction de a température ($T$), utilisant les constantes a émissivité ($\epsilon$) et a stefan Boltzmann constant ($\sigma$), comme suit :

$ I = \sigma \epsilon T_b ^4$

$ I = \sigma \epsilon T ^4$

$\epsilon$
Émissivité
$-$
10369
$I$
Intensité rayonnée
$W/m^2$
10370
$\sigma$
Stefan Boltzmann constant
$J/m^2K^4s$
10368
$T$
$T_b$
Température du fond de l'atmosphère
$K$
6519

ID:(14479, 2)



Intensité en fonction de la température (3)

Équation

>Top, >Modèle


La loi de Stefan-Boltzmann stipule que a intensité rayonnée ($I$) est une fonction de a température ($T$), utilisant les constantes a émissivité ($\epsilon$) et a stefan Boltzmann constant ($\sigma$), comme suit :

$ I = \sigma \epsilon T_t ^4$

$ I = \sigma \epsilon T ^4$

$\epsilon$
Émissivité
$-$
10369
$I$
Intensité rayonnée
$W/m^2$
10370
$\sigma$
Stefan Boltzmann constant
$J/m^2K^4s$
10368
$T$
$T_t$
Température de la partie supérieure de l'atmosphère
$K$
6520

ID:(14479, 3)



Flux de conduction et d'évaporation

Équation

>Top, >Modèle


A énergie transmise par conduction et évaporation ($I_d$) dépend de la différence entre a température du fond de l'atmosphère ($T_b$) et ($$), ainsi que de ($$) et des constantes ($$) et ($$), de la manière suivante :

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

$I_d$
Énergie transmise par conduction et évaporation
$W/m^2$
6522
$T_b$
Température du fond de l'atmosphère
$K$
6519

ID:(9270, 0)