flux solaire programme sbdart

[ma3211]

Bonjour!
je voudrais faire un calcul de flux solaire, je sais que le programme SBDART (Santa Barbara Disort Atmospheric Radiative Transfer) calcule le flux solaire en fonction des nuages, du type de climat, du lieu, de la date et de l'heure etc.. Je ne trouve aucunes informations sur les équations qui permettent d'e faire ce logiciel.. pouurriez vous m'aider s'il vous plaît?
Merci!
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[yves25]

Bonjour
Ce ne sont pas quelques équations, c'est beaucoup plus complexe que cela.
DISORT est un un programme qui permet de faire des choses dont tu n'as peut être pas besoin
Il ya plus simple quoique ça ne se résumera pas à quelques équations de toute manière

pour calculer le flux solaire, on a besoin
1 de la théorie de l'absorption moléculaire
2 de celle de la diffusion par les molécules et les particules
DISORT permet de tenir compte de la forme des nuages As tu réellement besoin de ça et surtout as tu les informations correspondantes
sinon , les autres programmes supposent que les nuages sont étendus (on appelle ça, plan-parallèle)

[invite2313209787891133]

Bonjour

Je suppose que le plus gros du calcul est basé sur le modèle Bird, c'est le plus utilisé dans ce domaine.

[yves25]

Bizarre, je connais bien le domaine mais pas ce programme Bird. Tu peux m'en dire plus?

Je viens de jeter un oeil via google,:
Non, DISORT est beaucoup plus détaillé que ça mais c'est peut être le programme que tu cites qu'il lui faut ou d'autres (exemple ceux qui sont utilisés dans les modèles prévisionnels ou les modèles climatiques.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite2313209787891133]

Bird n'est pas un programme, c'est un modèle permettant d'estimer le flux solaire en fonction de plusieurs paramètres. C'est le plus utilisé, mais il existe aussi Bras et Ryan-Stolzenbach qui font plus ou moins la même chose.

[yves25]

C'est un détail mais comme j'ai écrit un tel code et que j'ai présidé une commission qui s'appelait Intercomparison of Radiation Codes for Climate Models, je souligne que DISORT en tout cas (SUNRAY, LAcis et Hansen's code et beaucoup d'autres) ne sont pas des modèles comparables aux modèles climatiques. On utilise des approximations mais les paramétrisations ne sont pas empriques.

[ma3211]

Bonsoir,
Merci pour vos réponses, en fait j'ai un problème assez complexe je cherche à calculer le flux solaire dans un ballon sonde solaire qui s'appuie sur le principe du corps noir et absorbe la quasi totalité des rayons lumineux, il me semble que l'intensité lumineuse que reçoit le ballon est
I=P/(Pi*r^2) où P=puissance émise par le Soleil=3,8*10^26 Watts, mais je voudrais avoir le flux solaire en fonction du lieu (longitude latitude) et de la période de l'année. Mon but serait ensuite de prévoir la température à l'intérieur du ballon solaire en fonction de ces paramètres, sachant que je dois aussi prendre en compte la perte de chaleur par convection puisque la puissance perdue par convection est P = hS(T-T') avec h un coefficient qui dépend de plusieurs paramètres relatifs à l’air : température, viscosité, conductivité, diffusivité, masse volumique.. S est la surface d’échange entre le matériau et l’air, T est la température du matériau et T' la température de l’air propulsé. J'ai fais beaucoup de recherche mais je n'arrive pas à trouver comment on peut calculer le flux solaire en fonction de ces paramètres ..
Sur quels paramètres s'appuie le programme bird?

Pour le programme DISORT je ne compte pas prendre en compte la forme des nuages ni l’impact de l’activité au sol puisque j'ai vu que le programme tient compte du type d’activité au sol car les gaz émis sont différents et la dispersion et la transmission se font différemment selon les trois modèles correspondants aux milieu rural, urbain et maritime.

[yves25]

Ton ballon solaire ressemble un peu à la montgolfière infra rouge du CNES si ce n'est que c'est solaire.
Mais d'abord, à quelle altitude volera ce ballon?
Au dessus ou en dessous des nuages ou seulement en ciel clair?

Le flux solaire en air clair dépend d'abord de la hauteur solaire mais ça, ça se calcule indépendamment de tout code radiatif, ça n'a rien à voir.
Ensuite, il dépend de la quantité de vapeur d'eau da,ns l'atmosphère, et de l'altitude parce que cela commande cette atténuation et aussi celle de la diffusion moléculaire..
En réalité ce n'est pas le flux qu'il te faut mais la luminance ou éventuellemnt le flux sphérique puisque ton ballon n'est pas plat.

Euh...le flux solaire est très inférieur à ce que tu écris, je pense que tu as ou=blié de diviser par la distance terre soleil au carré.

[invite2313209787891133]

Le modèle Bird rend en compte la latitude, longitude, l'altitude, la pression, l'épaisseur de la couche d'ozone, l'épaisseur de la couche de vapeur d'eau, l'épaisseur d'aérosol diffusant à 380 et 500nm (toutes ces épaisseurs exprimées en équivalence d'une couche pure), l’albédo à la surface et la luminosité d’arrière plan de l'atmosphère. Ces données compilées permettent de calculer le flux direct, mais également le flux diffus.

Je pense que ce modèle serait le plus adapté à ton problème.

[ma3211]

Merci de votre aide, finalement je vais prendre en compte un ballon solaire en vol captif qui volera a 20- 30 m d'altitude et qui volera en ciel clair, ce sera plus facile à modéliser..
Je ne trouve rien sur le flux sphérique et sur les relations qui lient le flux solaire en fonction de divers paramètres.. pourriez vous me les expliquer ou me donner le nom d'un livre ou d'un lien sur internet pour que je puisse me plonger dans ces calculs et les comprendre pour résoudre ce problème s'il vous plait?

[yves25]

Partez vous de zéro?
Quelle est votre formation?
Avez vous fait du transfert radiatif?

[ma3211]

Je suis en prépa pt mais nous n'avons jamais eus de cours de thermique donc oui..je pars de zéro..

[ma3211]

Je n'ai pas fais de transfert radiatif..

[yves25]

Bon, je crains que ça ne soit un peu difficile.
Le flux solaire sur une surface plane, est calculé par d'assez nombreux codes.
Voir un descriptif de l'un d'entre eux (le mien) dans la doc du modèle du Centre Européen de Prévision Meteo

[invite2313209787891133]

Bonjour

Si il s'agit d'un ballon sphérique le problème est très simple au contraire : Celui ci reçoit 25% de sa surface totale en flux direct, et 50% en flux indirect.

[yves25]

Je ne te suis pas. Tu peux justifier ça?

[invite2313209787891133]

Le ballon peut être considéré comme une sphère. La quantité de flux direct correspond à ce que reçoit cette sphère exposée à des rayons de lumière parallèles, donc 1/4 de la surface totale (la section correspondant au diamètre en fait).
En ce qui concerne le flux indirect on peut considérer que le ballon reçoit un rayonnement de toute la voute céleste, donc sur 50% de sa surface.
Il suffit alors de prendre le modèle de Bird et de calculer les quantités mises en jeu.

[yves25]

Le flux direct est ce qui est transmis dans la direction du soleil.
Le reste est diffus mais le programme de Byrd calcule t il les luminances directionnelles?
S'il ne le fait pas , peut être calcule t il le flux diffus mais cela ne correspond pas au flux sphérique non plus puisqu'il s'agit alors d'un flux plan.
(cad l'intégrale pondérée du cosinus de l'angle entre la perpendiculaire à la surface et la direction de la luminance alors que, pour une sphère cet angle est toujours nul).

[invite2313209787891133]

Oui, le flux direct est ce que reçoit le ballon comme si il n'était exposé qu'au soleil. A cette quantité s'ajoute le flux qui est diffusé.
En ce qui concerne le flux diffus à la réflexion je pense que tu as raison, il doit s'agir d'une équivalence, comme si on avait une source additionnelle, quasi ponctuelle comme le soleil. Dans ce cas il suffit de prendre 25% de la surface du ballon.

[yves25]

, il doit s'agir d'une équivalence, comme si on avait une source additionnelle, quasi ponctuelle comme le soleil. Dans ce cas il suffit de prendre 25% de la surface du ballon.

Je ne sais pas ce que ce programme calcule mais le flux diffus, c'est ce qui vient de toutes directions autres que le soleil. L'approximation la plus simple et pas si mauvaise, c'est de supposer que ce rayonnement est isotrope au contraire.

Tout ça, c'est bien beau mais je doute que notre ouvreur en soit là.

[invite2313209787891133]

Ce n'est pas si compliqué à utiliser, le modèle génère une quantité de rayonnement direct et diffus par date et par jour ; on peut facilement faire une feuille Excel en incluant l’énergie reçue et dissipée pour calculer la température d'équilibre du ballon ; les formules sont relativement simples, par contre ça fait de grands tableaux.

En ce qui concerne le fait que le rayonnement diffus soit isotrope ça ne change rien du tout au résultat.

[yves25]

Pour lui, ça revient à utiliser une boîte noire sans comprendre ce que fait la boîte et surtout ce qui en limite l'applicabilité.
Clairement, il ne peut pas faire tout le boulot lui même, il n'en a ni le temps ni le niveau mais comprendre à peu près les conditions d'utilisation de sa boîte noire , ça serait le minimum.
En gros la question qu'on peut lui poser, c'est
Votre estimation, comment dépend t elle des conditions atmosphériques? Dans le cas de forte nébulosité, est elle encore valable? (à 20 ou 50% près ou à un facteur 2 ou 10?)

D'ailleurs à lire ceci

le modèle génère une quantité de rayonnement direct et diffus par date et par jour

, il me semble que ça ne marche qu'en ciel clair. Sinon, il faut fournir au code les données de nébulosité, chose que le modèle ne connaît pas à priori.

[invite2313209787891133]

Pas besoin de prendre les conditions météo en compte, le demandeur a bien précisé "en ciel clair".
En ce qui concerne les variables que l'on peut renseigner voir mon message #9.

[yves25]

OK pour le ciel clair, ça m'avait échappé.
C'est beaucoup plus raisonnable comme ça.