Télé-thermomètre IR à visée laser

[SK69202]

Bonsoir,

Question atmosphèrique postée ici par défaut de forum idoine.

J'ai un télé - thermomètre IR à visée laser (e=0.95, spectre 6-14µm), et hier soir en envoyant un message vers l'amas d'Hercule , il m'a affiché une température de -30°C environ. surprise

J'ai renouvelé ce matin au lever du jour, température un peu plus basse, envion -36°C.

Je n'ai pas fait de mesure dans la journée et j'hésite à viser le soleil, le ciel est totalement dégagé, sans nuage.

De quelle couche vient le rayonnement IR ? Qu'est que je mesure ?


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[invite86942e65]

Bonjour,
Le téléthermomètre mesure la radiance (le flux d'énergie radiative par unité de surface et d'angle) émise par toute la matière se trouvant dans le champ de visée. La radiance émise par un corps dépend de sa température et de sa longueur d'onde selon la loi de Planck.
La première chose, c'est que le champ de visiée de ton téléthermomètre est probablement trop grand par rapport à l'objet vers lequel tu pointes. Donc la le rayonnement de la source est "dilué" dans le rayonnement de l'espace froid (-250°C)
La matière se trouvant entre l'objet et l'instrument (c'est à dire essentiellement l'atmosphère terrestre) absorbe le rayonnement venu de l'espace, et réémet en fonction de sa température, et de son épaisseur optique (qui dépend du coefficient d'absorption et de la concentration des molécules présentes). C'est pour ça que tu ne mesures pas -250°C Entre 6 et 14 µm les molécules atmosphériques qui absorbent et émettent sont essentiellement l'ozone et la vapeur d'eau.
Donc au final, tu mesures essentiellement la température de la haute atmosphère plus une faible contribution du rayonnement froid de l'espace
Si la température que tu mesures est plus élevée au petit matin qu'en soirée, c'est que l'atmosphère est plus froide le matin que le soir, à cause de son inertie thermique.
Dernière chose: je pense que ce n'est pas une bonne idée de pointer vers le soleil, l'appareil risque de saturer. Le labo ou je bosse dispose d'une caméra thermique, dont le principe est similaire et il est mis en gros dans le manuel de ne jamais pointer vers le soleil sous peine d'endommager le capteur. J'espère que la réponse n'arrive pas trop tard...

[SK69202]

Bonsoir,

Merci, pour la réponse et je n'ai pas visé le soleil.

Par contre j'ai depuis visé une couche de cirrus et là, le thermomètre a indiqué -52°C légérement hors plage de l'appareil. Cela m'a paru cohérent avec les infos dont on dispose sur certain vols à 10000m.


@+

[yves25]

Bonjour

Qu'est ce que tu leur racontais aux gens d'Hercule?

Bon, pour ce qui est de la température apparente que tu obtiens, tout dépend de l'état du ciel évidemment. Plutôt que de viser le soleil (attention à l'intensité qui serait très forte mais je ne pense pas que ça fasse exploser ton themomètre IR), vise des nuages un soir, tu verras une tempé beaucoup plus élevée.

Je suppose que le ciel était clair, en fait le rayonnement que tu reçois provient de toutes les couches de l'atmosphère: la contribution de chaque couche (infiniment petite) est atténuée par la transmission de ce qui est entre elle et toi. : t(0,z) Tu obtiens donc la somme de


B(T(z)) est la fonction de Planck

Pour l'intégrale, laisse tomber, je m'entraîne à utiliser LaTeX


Dans ce domaine de longueur d'onde la vapeur d'eau absorbe surtout dans les régions tropicales , là où il y en a vraiment beaucoup, donc l'atmosphère est assez transparente (t est proche de 1 et dt est proche de 0; la contribution des couches est faible) et tu peux obtenir des températures très basses. Ca va varier essentiellement avec la présence de nuages (cirrus fins par exemple) et bien sûr le contenu des basses couches en vapeur d'eau.

Pour donner une idée, la température diminue d'environ 6,5 ° C par km en moyenne, donc -36 => à peu près 7 à 8 km (si la tempé de surface est voisine de 10°C) mais ça ne veut pas dire grand chose sauf si la tempé augment nettement ce qui dénote le passage d'un nuage fin ou pas: ex. si d'un coup tu as -10, tu as un nuage à 3 km mais je suppose que tu le sais parfaitement parce qu'alors plus d'éroiles

[A voir en vidéo sur Futura]