Spectre d'absorption et température d'émission

[invite709cbda2]

Bonjour,
le site http://geoflop.uchicago.edu/forecast...s/modtran.html propose un modèle qui affiche le spectre d'absorption du rayonnement entrant vers la Terre ou sortant, en fonction de la concentration de différents gaz à effet de serre.

Le CO2 absorbe le rayonnement sortant vers 700nm (rayonnement renvoyé par la Terre) et un creux s'affiche dans la courbe représentant le spectre d'absorption.

Mais je n'arrive pas vraiment à lire ce graphique, et ai du mal à savoir comment obtenir la température du rayonnement émis par le CO2 une fois qu'il a absorbé le rayonnement provenant de la surface : faut il prendre la base du creux ou au contraire le haut? Quelqu'un saurait m'expliquer ce qu'il faut prendre en compte et pourquoi c'est cela qu'il faut prendre en compte et pas l'autre option?

Merci d'avance!
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[invitea3eb043e]

D'abord, en abscisse, ce n'est pas la longueur d'onde en nanomètres, mais le nombre d'ondes (1/lambda) en centimètres inverses.
La courbe donne l'émission de la Terre, pas celle du CO2 qui est bien plus faible car la densité n'est pas comparable. On voit que toute une bande n'est pas émise vers l'espace, elle reste dans l'atmosphère.

[invite709cbda2]

D'accord merci.
Mais après avoir absorbé, le CO2 réémet. Donc les caractéristiques de cette ré-émission n'est pas observable sur le graphique, c'est ça?

[inviteb836950d]

D'accord merci.
Mais après avoir absorbé, le CO2 réémet. Donc les caractéristiques de cette ré-émission n'est pas observable sur le graphique, c'est ça?

Bonjour

si, mais comme il réémet dans toutes les directions il va forcement y avoir un manque pour cette bande dans la direction d'observation*

*si, comme je le suppose, tu as placé le capteur hors de l'atmosphère et qu'il regarde vers le bas.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea3eb043e]

Le CO2 peut très bien créer de la chaleur qui échauffe l'atmosphère, il n'est pas obligé de rayonner.

[inviteb836950d]

Le CO2 peut très bien créer de la chaleur qui échauffe l'atmosphère, il n'est pas obligé de rayonner.

Oui, mais l'équilibre thermique finit bien par être atteint, non ?
(excuse si je dis des bêtises, je ne suis pas spécialiste de ces choses)

[invitea3eb043e]

Bien entendu qu'il y aura un équilibre, ou presque, parce que le bilan fait que la température augmente. La chaleur libérée dans l'atmosphère finit par retourner au sol qui va rayonner un peu plus.

[inviteb836950d]

Bien entendu qu'il y aura un équilibre, ou presque, parce que le bilan fait que la température augmente. La chaleur libérée dans l'atmosphère finit par retourner au sol qui va rayonner un peu plus.

Jean Paul as-tu de la doc sur les taux de relaxation radiatif / non- radiatif pour les gaz ? Merci.

[invitea3eb043e]

Tu sais, il suffit de taper bilan effet de serre et tu seras submergé, par exemple :
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/2_...serre_2tv.html
De manière générale, un gaz rayonne très peu, 1000 fois moins qu'un solide, simplement parce qu'il est moins dense et que son spectre ne couvre pas tout.

[invite709cbda2]

D'accord, merci pour ces réponses!
J'ai encore une petite question : j'aimerais connaître la température d'émission du rayonnement qui a été absorbé par le CO2 (pour connaître d'où il vient). Si l'absorption se fait à 675cm-1, cela correspond à une longueur d'onde de 1/675=15µm (infrarouges).

Je me suis dit qu'on pouvait utiliser la loi de Wien pour calculer la température d'émission : lamba(µm)xT=2898K.µm, ce qui revient à obtenir une température d'émission de 193K= -80°C.
Mais ce résultat me paraît plutôt étrange, puisque le rayonnement absorbé par le CO2 provient de la surface de la Terre et non de la haute atmosphère non? donc ne devrait pas être à une température aussi basse.

Sinon, je suppose qu'en modélisant à 0ppmCO2 et en prenant le point d'intersection du spectre d'absorption à 800cm-1 et de la courbe de température pour les corps noirs on pourrait obtenir le résultat : qu'il y ait du CO2 ou pas le rayonnement est émis par la Terre à une température proche. On arrive alors à une température d'environ 285K, qui correspond un peu plus à la réalité, mais je ne sais pas si le raisonnement est le bon...

Quelqu'un a une idée??
Merci!

[invitea3eb043e]

C'est le vieux piège : le coup du lambda.T = 3000 ça donne le maximum d'émission quand on trace l'émission en fonction de lambda mais quand on trace l'émission en fonction de l'énergie (ou du nombre d'ondes, pareil), le maximum n'est plus au même endroit parce que si l'on calcule l'énergie entre lambda et lambda + d lambda ou bien entre nu et nu + d nu, ça ne donne pas la même dérivée seconde (il s'agit du maximum d'une dérivée).

[invite709cbda2]

ah d'accord! du coup la température d'émission doit être lue sur les courbes des émissions du corps noir par température?