Modélisation de l'inégale répartition de l'énergie solaire à la surface du globe

Jean-Louis Dufresne

Laboratoire de Météorologie Dynamique, Université de Jussieu

Benoît Urgelli

ENS Lyon / DGESCO

21/10/2000

Résumé

Expérience permettant de comprendre pourquoi l'énergie solaire reçue par unité de surface est plus faible aux pôles qu'à l'équateur.


En pratique

Lorsque le faisceau lumineux d'une lampe torche éclaire une surface perpendiculaire à ce faisceau, il dessine une petite tâche circulaire. Si l'on incline la surface par rapport au faisceau, la lumière s'étale (formant une tache elliptique) et cet étalement devient d'autant plus important que la surface devient presque parallèle au faisceau.


La puissance de la lampe étant constante, l'énergie reçue par une même surface est plus élevée lorsque le faisceau est perpendiculaire à cette surface (petite tache) que lorsqu'il est presque parallèle (tache étalée).

L'énergie lumineuse reçue par une surface est plus importante lorsque cette surface est perpendiculaire au rayonnement que lorsqu'elle lui est presque parallèle.

Transposition au Soleil qui rayonne à la surface de la Terre

À l'équateur, la surface du globe est, côté Soleil, perpendiculaire au rayonnement solaire tandis que près des pôles la surface est presque parallèle. L'énergie solaire reçue par unité de surface est donc plus importante près de l'équateur que près des pôles.


Remarque

Une deuxième raison pour laquelle la température de surface dépend de la latitude est la variation de l'épaisseur d'atmosphère traversée par les rayons lumineux. Lorsque les rayons sont perpendiculaires à la surface, l'épaisseur d'atmosphère traversée est la plus faible ; la lumière est moins absorbée et moins diffusée par l'atmosphère et la surface reçoit d'avantage d'énergie solaire.


Paru dans Graine de Science 2 sous la direction de Pierre Léna, Éditions Le Pommier, 256 pages. Cet ouvrage a obtenu le label La Main à la pâte).