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Combien de photons émet la Terre?

  1. Youri Gagarine

    Date d'inscription
    mai 2017
    Âge
    32
    Messages
    90

    Combien de photons émet la Terre?

    Bonjour et bonne année,

    Lorsqu'on parle de bilan radiatif de la Terre, on utilise uniquement l'énergie rayonnée en Watts.
    Est ce qu'on peut calculer le nombre de photons provenant du rayonnement solaire et réfléchis par la Terre?

    Merci pour vos explications.

    -----

     


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  2. gwgidaz

    Date d'inscription
    décembre 2014
    Localisation
    Caussade, tarn-et-garonne
    Messages
    1 180

    Re : Combien de photons émet la Terre?

    Bonjour,

    D'abord il faut distinguer "réfléchi" et "rayonné" .
    En effet, une grande partie du rayonnement solaire chauffe la terre, qui réémet un rayonnement sur des fréquences plus basses. Comme ce spectre rayonné est continu, il existe une infinité de fréquences rayonnées, et donc une infinité de photons de différentes fréquences.
    Le problème est donc très compliqué, et personnellement je ne vois pas l'intérèt. Il est beaucoup plus facile de rester aux énergies en w/m2 ....
     

  3. XK150

    Date d'inscription
    mars 2017
    Messages
    1 132

    Re : Combien de photons émet la Terre?

    Bonjour ,

    Vous avez déjà des données utiles Ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Irradiation_solaire

    On peut compléter un peu : le Soleil émet 10^45 photons par seconde distribués en 4 Pi stéradians ,
    donc , vous pouvez trouver le nombre de photons arrivant sur la section de la Terre .
    On prend dans ces calculs simplifiés une énergie type du photon de 4 10^-19 J , on doit arriver à environ 1000 W/m2 sur la Terre ,
    ce qui devrait donner environ 2.5 10^21 photons par seconde .

    Pour la part réfléchie , il faudrait voir à "albédo " .
     

  4. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    10 057

    Re : Combien de photons émet la Terre?

    Bonjour,

    Si tu négliges le réchauffement climatique , trés lent, et comme la température moyenne est quasi stable, l'énergie reçue du soleil = l'énergie remise. L' énergie du coeur de la terre contribue tres peu au rayonnement.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  5. gwgidaz

    Date d'inscription
    décembre 2014
    Localisation
    Caussade, tarn-et-garonne
    Messages
    1 180

    Re : Combien de photons émet la Terre?

    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    Bonjour,

    Si tu négliges le réchauffement climatique , trés lent, et comme la température moyenne est quasi stable, l'énergie reçue du soleil = l'énergie remise. L' énergie du coeur de la terre contribue tres peu au rayonnement.
    Bonjour,

    oui, certes, mais beaucoup plus de photons, puisque l'énergie rayonnée par la terre est répartie sur des longueurs d'ondes plus longues...
     


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  6. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    10 057

    Re : Combien de photons émet la Terre?

    tu as raison, il faudrait comparer les spectres reçus et celui réémis...... La terre est donc un générateur de photons !

    Citation Envoyé par gwgidaz Voir le message
    Bonjour,

    oui, certes, mais beaucoup plus de photons, puisque l'énergie rayonnée par la terre est répartie sur des longueurs d'ondes plus longues...
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  7. Youri Gagarine

    Date d'inscription
    mai 2017
    Âge
    32
    Messages
    90

    Re : Combien de photons émet la Terre?

    Citation Envoyé par XK150 Voir le message
    Bonjour ,

    Vous avez déjà des données utiles Ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Irradiation_solaire

    On peut compléter un peu : le Soleil émet 10^45 photons par seconde distribués en 4 Pi stéradians ,
    donc , vous pouvez trouver le nombre de photons arrivant sur la section de la Terre .
    On prend dans ces calculs simplifiés une énergie type du photon de 4 10^-19 J , on doit arriver à environ 1000 W/m2 sur la Terre ,
    ce qui devrait donner environ 2.5 10^21 photons par seconde .

    Pour la part réfléchie , il faudrait voir à "albédo " .
    Merci pour les explications.
    Donc pour calculer le nombre de photons atteignant la lune, je prends le nombre de photons émis par le soleil.
    Je détermine la densité par m² au niveau du soleil.
    Puis je calcule la surface de la sphère de rayon Soleil-Terre et donc la densité de photons par m² au niveau de la Terre.
    Avec l'albedo 0,3 je calcule le nombre de photons par m² réémis par la Terre.
    Je calcule la surface de la sphère de rayon Terre-Lune et donc la densité de photons par m² au niveau de la lune.

    Est ce juste dans la théorie?
    Merci
     

  8. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    10 057

    Re : Combien de photons émet la Terre?

    Bonjour,

    Ce que tu évoques n'est que le début du calcul.

    Tu n'aura que la partie réfléchie directement par la terre du rayonnement solaire.

    Il y a une partie dans l'infrarouge, c'est l'énergie solaire non réfléchi directement, cette partie est aborbée par la terre, et ensuite remise dans l'infrarouge.

    Les gaz à effet de serre comme le CO2 contribue à augmenter la température de l'atmosphère... Bref quand tu fait le calcul tu arrives à une température moyenne de 14°C je crois, qui remet vers l'espace.

    La loi de Planck va te donner la repartition spectrale

    Il faut ajouter ce rayonnement a celui calculé au début....



    Citation Envoyé par Youri Gagarine Voir le message
    Merci pour les explications.
    Donc pour calculer le nombre de photons atteignant la lune, je prends le nombre de photons émis par le soleil.
    Je détermine la densité par m² au niveau du soleil.
    Puis je calcule la surface de la sphère de rayon Soleil-Terre et donc la densité de photons par m² au niveau de la Terre.
    Avec l'albedo 0,3 je calcule le nombre de photons par m² réémis par la Terre.
    Je calcule la surface de la sphère de rayon Terre-Lune et donc la densité de photons par m² au niveau de la lune.

    Est ce juste dans la théorie?
    Merci
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  9. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    10 057

    Re : Combien de photons émet la Terre?

    Je me suis amusé a faire un calcul analogue

    je joint mon approchemdèle climat copie 3.xls
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  10. Youri Gagarine

    Date d'inscription
    mai 2017
    Âge
    32
    Messages
    90

    Re : Combien de photons émet la Terre?

    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    Je me suis amusé a faire un calcul analogue

    je joint mon approchePièce jointe 357830
    ...
    Merci pour le calcul...mais tu as calculé un bilan radiatif!
    Alors que je cherche plutôt à déterminer un bilan lumineux, pour savoir combien de photons sont réémis par la Terre dans l'espace!
     

  11. Archi3

    Date d'inscription
    novembre 2011
    Messages
    2 464

    Re : Combien de photons émet la Terre?

    en gros, les 30 % de lumière réfléchie renvoient le même nombre de photons que celui qui arrive;
    pour les 70 % restant, les photons absorbés à environ 6000 K sont transformés avec la même puissance en photons d'environ 300 K , soit 20 fois plus de photons avec 20 fois moins d'énergie moyenne. Elles transforment donc 0,7 photons visibles en 14 photons IR, soit un bilan de 14,3 photons émis pour 1 reçu.
    C'est de loin, le phénomène qui crée le plus d'entropie à la surface de la Terre, grâce auquel toutes les structures dissipatives (météo, biosphère...) peuvent exister.
    Le plus dur n'est pas de piger les raisonnements compliqués, mais d'accepter les simples.
     

  12. XK150

    Date d'inscription
    mars 2017
    Messages
    1 132

    Re : Combien de photons émet la Terre?

    Bonjour YG ,

    Je ne sais pas ce que vous cherchez à calculer exactement entre votre post 1 et votre post 7 .
    L'irradiation de la Lune par la Terre est négligeable devant les effets solaire et galactique .
     

  13. increa

    Date d'inscription
    septembre 2017
    Messages
    15

    Re : Combien de photons émet la Terre?

    bonjour ,
    peut on avoir un ordre de grandeur du nombre de photons circulant dans l'univers visible et peut on calculer la quantité de mouvement répulsive de cet ensemble ?
     

  14. Deedee81

    Date d'inscription
    octobre 2007
    Localisation
    Courcelles - Belgique
    Âge
    55
    Messages
    28 921

    Re : Combien de photons émet la Terre?

    Salut,

    Citation Envoyé par increa Voir le message
    peut on avoir un ordre de grandeur du nombre de photons circulant dans l'univers visible
    C'est grosso modo la densité de photons du rayonnement fossile. Mais je n'arrive pas à retrouver le chiffre.

    Citation Envoyé par increa Voir le message
    et peut on calculer la quantité de mouvement répulsive de cet ensemble ?
    Quantité de mouvement "répulsive" ? Pourquoi répulsive ? Une quantité de mouvement n'est ni attractive, ni répulsive.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)
     

  15. Deedee81

    Date d'inscription
    octobre 2007
    Localisation
    Courcelles - Belgique
    Âge
    55
    Messages
    28 921

    Re : Combien de photons émet la Terre?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Quantité de mouvement "répulsive" ? Pourquoi répulsive ? Une quantité de mouvement n'est ni attractive, ni répulsive.
    Ici, le rayonnement fossile participant à la densité d'énergie de l'univers, le résultat serait plutôt attractif.
    (mais pas dominant, ce qui domine à notre époque, c'est la matière. En excluant matière et énergie noire dont on ne connait pas la nature)
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)
     


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