Étant banni de FC, je crée donc un topic pour y aller de ma petite explication
, et ça m’évitera d’envoyer un mmsg à chaque participant sur le FC.
Intuitivement, on se dit que, en hiver, s’il n’y a pas un nuage et qu’il fait donc grand soleil, il devrait faire plus chaud, comme c’est le cas en été.
Et c’est bien le cas… mais uniquement en exposition directe : il suffit d’exposer son visage au soleil pour se rendre compte que ça chauffe, alors que quand il y a des nuages, pas moyen de se chauffer les joues ainsi.
Et malgré ça, quand il fait beau, l’air est plus froid que quand il y a des nuages, ainsi que le montrera un thermomètre, ce qui semble contradictoire avec ce qui vient d’être dit.
Le fait est que, contrairement au visage, l’air ne se réchauffe pas par exposition directe au rayons solaires(1) : c’est en réalité le sol(2) qui absorbe le rayonnement solaire direct pour le transformer en chaleur(3), et c’est ce sol « chaud » qui va réchauffer l’air en contact, par conduction.
Mais comme l’indique la note (3), seule la moitié environ de l’énergie reçue par le sol est transformée en chaleur, l’autre moitié est ré-émise sous forme de rayonnement infrarouge.
Et, s’il n’y a aucun nuage, ce rayonnement infrarouge repart directement dans l’espace(4) et est « perdu ».
S’il y a une couverture nuageuse, par contre, elle portera bien son nom de couverture
, et réfléchira vers le sol ce rayonnement infrarouge, lequel pourra être absorbé par le sol et transformé partiellement en chaleur, l’autre partie étant ré-émise (toujours dans l’infrarouge) et réfléchie à nouveau par la couverture nuageuse.
Au final, la moitié de l’énergie qui n’est pas transformée du premier coup en chaleur (retransmisse par conduction à l’air) est piégée entre le sol et la couverture nuageuse, jusqu’à ce qu’elle soit entièrement transformée en chaleur, ce qui approximativement double donc le rendement du réchauffement de l’air près du sol à partir du rayonnement solaire !
Mais la couverture nuageuse diminue également le rayonnement solaire qui atteint le sol, et je ne sais pas du tout quelle est la proportion de lumière qui est ainsi empêchée d’atteindre le sol… si ça bloque plus de la moitié de l’énergie solaire, il fera plus froid avec les nuages que sans.
Cependant, il y a au niveau du sol d’autres sources de rayonnements infrarouges que la transformation des photons solaires : les activités humaines en sont un exemple(5).
En cas d’absence de nuages, ces infrarouges supplémentaires sont perdus, alors qu’avec la couverture nuageuse, ces infrarouges sont piégés et seront au bout du compte transformée en chaleur par le sol, d’où une augmentation de la température de l’air au niveau du sol.
C’est donc le piégeage des infrarouges par la couverture nuageuse qui explique que, en hiver, il fait moins froid avec un temps nuageux qu’avec un grand ciel bleu.
Pour info, ce réchauffement de l’air grâce aux nuages (ou, sa contrepartie, le fait de savoir qu’on va se peler grave s’il fait super beau
) est un des premiers trucs que l’on apprend en montagne, par l’expérience (inutile de connaître cette histoire d’infrarouges pour remarquer le phénomène).
D’ailleurs, ce bulletin météo suisse montre bien que le phénomène est pris en compte dans les prévisions et les explications
.
(1) En réalité, si, l’air se réchauffe également par absorption directe de la lumière solaire, mais uniquement dans les domaines infrarouge et micro-onde, et uniquement pour des longueurs d’onde très précises, ce qui ne représente qu’une fraction négligeable de l’émission solaire.
(2) Terme générique qui englobe tout solide en très basse atmosphère, dont le sol proprement dit, les bâtiments, vous, votre visage, etc. (les liquides aussi, mais d’une manière différente de ce qui est décrit pour le « sol ».)
(3) En moyenne, chaque photon solaire (émis par le soleil, quasi « corps noir » à 6000K) est transformé en une vingtaine de photon infrarouges (émis par le sol, quasi « corps noir » à 300K), dont environ la moitié va être ré-émise directement, l’autre moitié étant absorbée par le sol qui va donc s’échauffer.
(4) Partiellement, du moins : les gaz à effet de serre entrent alors en jeu.
(5) Même si, au final, brûler du pétrole consiste simplement à transformer en chaleur de l’énergie solaire piégée il y a plusieurs millions (?) d’années.
Mais ça n'empêche que ça fasse bizarre d'avoir plein soleil et -10° et que ça reste inhabituel ici)
)
— bon la différence est évidemment qu'en été (suffisamment loin du pôle) le rayonnement solaire incident est la source de chaleur la plus importante, donc dès qu'il est masqué par les nuages ça fait une grosse perte. En hiver on reçoit de toute façon peu de rayonnement (la chaleur vient davantage des circulations océaniques et atmosphériques), donc le masquage n'a pas un effet très important.
…
!
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