Storyboard

>Modèle

ID:(535, 0)

Iframe

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ID:(15665, 0)

Concept

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Le rayonnement peut être absorbé et réfléchi aux interfaces entre deux milieux (en loccurrence lair et les nuages/sol) :

ID:(3067, 0)

Description

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Les albedos selon le type de surface sont :

Source : Effects of Implementing MODIS Land Cover and Albedo in MM5 at Two Contrasting U.S. Regions, Ismail Yucel, American Meteorological Society, 2006, October, page 1043

La classification est définie dans (MODIS Land Cover and Land-Cover Change)

ID:(10830, 0)

Concept

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En général, la lumière peut interagir avec le milieu à travers lequel elle se propage.

Pour modéliser cette interaction, on peut introduire une probabilité que cette interaction se produise.

Dans ce sens, il y aura une fraction de la lumière qui interagit et le complément qui continue de se propager sans interagir.

ID:(9985, 0)

Image

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L'albédo d'un corps indique la fraction de la radiation qui est réfléchie. Bien que cela dépende de la fréquence de la lumière, la variation peut être considérée comme mineure dans un type de radiation. Dans ce cas, nous nous intéressons principalement à la manière dont la lumière visible est réfléchie. Pour la Terre, cela se présente ainsi :

L'Observatoire de la Terre de la NASA permet d'étudier la distribution mensuelle et même quotidienne de l'albédo de la surface sur leur site :

NASA Earth Observatory - Albedo

Les différentes zones peuvent être identifiées en utilisant la classification sur la page suivante :

NASA Earth Observatory - Land Cover

afin d'établir l'albédo moyen typique par type de zone (l'albédo peut fluctuer au cours de l'année).

ID:(3068, 0)

Image

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L'un des paramètres qui ne sont pas mesurés directement par les satellites est l'albédo atmosphérique. Cependant, il est lié au rayonnement de manière similaire à l'épaisseur optique de l'atmosphère, comme indiqué dans le graphique suivant :

Par conséquent, on peut inférer un comportement de l'albédo $a_a$ du type :

$a_a \sim 1 - e^{-\delta/\delta_0}$

où $\delta$ est l'épaisseur optique et $\delta_0$ est une épaisseur caractéristique d'environ 55 [-].

ID:(9922, 0)

Php

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ID:(9288, 0)

Php

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Pour estimer l'albédo, on peut considérer l'épaisseur optique de l'atmosphère, qui tend à être plus élevée dans la seconde moitié de l'année et a montré une légère tendance à la baisse ces dernières années :

La saisonnalité marquée peut être due à la couverture neigeuse en hiver dans l'hémisphère nord, qui augmente l'albédo de manière significative.

ID:(9326, 0)

Php

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ID:(9284, 0)

Php

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Si l'épaisseur optique est moyennée par latitude, la courbe obtenue est la suivante :

Des épaisseurs optiques élevées sont notables aux extrêmes, correspondant à la forte réflexion due à la glace en Antarctique et dans l'Arctique, cette dernière étant plus faible en raison de la fonte estivale. La valeur moyenne plus basse dans l'hémisphère sud est due à la plus grande surface océanique par rapport à l'hémisphère nord. La chute à zéro dans l'hémisphère sud correspond à un manque de mesures, car cette région est principalement océanique avec seulement une période estivale de lumière solaire.

ID:(9327, 0)

Description

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En moyenne, les nuages couvrent plus de 40% de la surface de la Terre :

Étant visibles, les nuages reflètent la lumière, ce qui se traduit par un rayonnement visible et est associé à l\'albédo atmosphérique.

ID:(3071, 0)

Php

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ID:(9289, 0)

Description

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De a intensité terrestre moyenne ($I_p$), une fraction égale à A couverture atmosphérique pour le rayonnement VIS ($\gamma_v$),

$\gamma_v I_p$

interagit avec l'atmosphère, tandis que le reste,

$(1-\gamma_v) I_p$

atteint la surface terrestre. A couverture atmosphérique pour le rayonnement VIS ($\gamma_v$) représente la proportion de la surface qui est couverte par des nuages.

Dans le cas de l'atmosphère, le albédo de l'atmosphère terrestre ($a_a$) détermine l'absorption et la réflexion. De la fraction qui interagit avec l'atmosphère, une partie,

$a_a \gamma_v I_p$

est réfléchie, tandis que,

$(1-a_a) \gamma_v I_p$

est absorbée.

Dans le cas de la planète, le albédo de la surface de la planète ($a_e$) détermine l'absorption et la réflexion. De la fraction qui atteint la planète, une partie,

$a_e (1-\gamma_v) I_p$

est réfléchie, tandis que,

$(1-a_e) (1-\gamma_v) I_p$

est absorbée.

ID:(3072, 0)

Équation

>Top, >Modèle

De la radiation solaire incidente a intensité terrestre moyenne ($I_p$), une fraction a couverture atmosphérique pour le rayonnement VIS ($\gamma_v$) interagit avec le nuage qui absorbe une intensité VIS qui interagit avec l'atmosphère ($I_{sav}$), calculée comme suit :

En considérant les valeurs du modèle D1+0, la radiation solaire est d'environ :

$I_s \sim 342 W/m^2$

et un total de :

$I_{sav} \sim 157 W/m^2$

interagit avec l'atmosphère, ce qui signifie que la couverture visible est d'environ :

$\gamma_v \sim 0.46$

.

ID:(4670, 0)

Équation

>Top, >Modèle

($$) est calculé en utilisant le albédo de l'atmosphère terrestre ($a_a$) et a intensité VIS qui interagit avec l'atmosphère ($I_{sav}$) par :

En réfléchissant dans un modèle D1+0,

$I_{asv} \sim 79 W/m^2$

sur un total de

$\gamma_v I_s \sim 157 W/m^2$

qui interagit avec l'atmosphère, il est conclu que l'albédo de celle-ci doit être d'environ

$a_a \sim 0.503$

.

ID:(4672, 0)

Équation

>Top, >Modèle

A intensité VIS qui interagit avec l'atmosphère ($I_{sa}$) est calculé en utilisant le albédo de l'atmosphère terrestre ($a_a$) et a intensité VIS qui interagit avec l'atmosphère ($I_{sav}$) par :

Dans un modèle D1+0, cela correspond à :

$I_{sa} \sim 78 W/m^2$

ce qui équivaut à 22,8 % de la radiation incidente.

ID:(4671, 0)

Équation

>Top, >Modèle

De a intensité terrestre moyenne ($I_p$), seule une fraction atteint la surface de la Terre. Le facteur déterminant est a couverture atmosphérique pour le rayonnement VIS ($\gamma_v$), donc a intensité VIS atteignant la surface de la Terre ($I_{sev}$) est exprimé comme suit :

Avec une intensité solaire de

$I_s \sim 342 W/m^2$

et une couverture atmosphérique de

$\gamma_v \sim 0.459$

le rayonnement qui atteint la surface de la Terre est :

$I_{sev} \sim 185 W/m^2$

Cela correspond à 54,1 % du rayonnement solaire. Ce rayonnement, qui tient compte de la perte d'intensité due à la couverture atmosphérique, est ce que l'on appelle l'insolation solaire.

ID:(4673, 0)

Php

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ID:(9287, 0)

Php

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ID:(9283, 0)

Équation

>Top, >Modèle

Dans un modèle D1+0, le rayonnement atteignant la surface de la Terre est estimé à :

$I_{sev} \sim 184 W/m^2$

De cette quantité, une fraction d'environ :

$I_{esv} \sim 23 W/m^2$

est réfléchie dans l'espace. Par conséquent, on peut conclure que l'albédo de la surface terrestre est d'environ :

$a_e \sim 0.125$

Cette valeur est influencée par le faible albédo des océans (0.06), qui couvrent environ 72 % de la planète.

ID:(4674, 0)

Équation

>Top, >Modèle

De a intensité VIS atteignant la surface de la Terre ($I_{sev}$), une fraction proportionnelle à Le albédo de la surface de la planète ($a_e$) est réfléchie, tandis que le reste est absorbé par la Terre. Par conséquent, a intensité VIS absorbée par le sol ($I_{ev}$) se calcule comme suit :

Avec un albédo de

$a_e \sim 0.125$

et un rayonnement solaire incident de

$I_{sev} \sim 184 W/m^2$

on obtient que :

$I_{ev} \sim 161 W/m^2$

est la quantité de rayonnement solaire absorbée par la Terre. Cela correspond à 87,5 % du rayonnement solaire incident.

ID:(4675, 0)

Php

>Top

ID:(9290, 0)

Php

>Top

ID:(9285, 0)

Top

>Top

Paramètres

$a_a$

a_a

Albédo de l'atmosphère terrestre

-

$a_e$

a_e

Albédo de la surface de la planète

-

$\gamma_v$

g_v

Couverture atmosphérique pour le rayonnement VIS

-

Variables

$I_p$

I_p

Intensité terrestre moyenne

W/m^2

$I_{ev}$

I_ev

Intensité VIS absorbée par le sol

W/m^2

$I_{sev}$

I_sev

Intensité VIS atteignant la surface de la Terre

W/m^2

$I_{sav}$

I_sav

Intensité VIS qui interagit avec l'atmosphère

W/m^2

$I_{sa}$

I_sa

Intensité VIS qui interagit avec l'atmosphère

W/m^2

$I_{esv}$

I_esv

Intensité VIS réfléchie par le sol

W/m^2

Calculs

• Méthode alternative
• Méthode traditionnelle
• Stratégie
• 2D
• 3D

Équation

Nombre

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

ID:(15676, 0)

Équation

>Top, >Modèle

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

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

$ I_t =(1- \gamma ) I_s $

Conditions

Variables

$I_t$

$I_{sev}$

Intensité VIS atteignant la surface de la Terre

$W/m^2$

6511

Relation

ID:(10324, 0)

Équation

>Top, >Modèle

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

$ I_{sav} = \gamma I_s $

$ I_i = \gamma I_s $

Conditions

Variables

$I_i$

$I_{sav}$

Intensité VIS qui interagit avec l'atmosphère

$W/m^2$

6507

Relation

ID:(9986, 0)

Équation

>Top, >Modèle

A intensité absorbée ($I_a$) est le complément de la fraction réfléchie, calculée en utilisant le albédo ($a$) et ($$) comme suit :

$ I_{ev} = (1- a_e ) I_s $

$ I_a = (1- a ) I_s $

Conditions

Variables

$a$

$a_e$

Albédo de la surface de la planète

$-$

6513

$I_a$

$I_{ev}$

Intensité VIS absorbée par le sol

$W/m^2$

6514

Relation

ID:(10325, 1)

Équation

>Top, >Modèle

A intensité absorbée ($I_a$) est le complément de la fraction réfléchie, calculée en utilisant le albédo ($a$) et ($$) comme suit :

$ I_{sa} = (1- a_a ) I_s $

$ I_a = (1- a ) I_s $

Conditions

Variables

$a$

$a_a$

Albédo de l'atmosphère terrestre

$-$

6508

$I_a$

$I_{sa}$

Intensité VIS qui interagit avec l'atmosphère

$W/m^2$

6509

Relation

ID:(10325, 2)

Équation

>Top, >Modèle

($$) correspond à la fraction définie par le albédo ($a$) de ($$) :

$ I_r = a_a I_s $

$ I_r = a I_s $

Conditions

Variables

$a$

$a_a$

Albédo de l'atmosphère terrestre

$-$

6508

Relation

ID:(9987, 1)

Équation

>Top, >Modèle

($$) correspond à la fraction définie par le albédo ($a$) de ($$) :

$ I_r = a_e I_s $

$ I_r = a I_s $

Conditions

Variables

$a$

$a_e$

Albédo de la surface de la planète

$-$

6513

Relation

ID:(9987, 2)