La deuxième dimension du modèle de réchauffement climatique est l’Albédo terrestre qui dépend à la fois du flux de rayonnement solaire incident et de celui terrestre réfléchi, et intègre ainsi aussi bien le changement des structures de surface (activité humaine) que la végétation ou  le couvert biologique de façon générale.  L’albédo fait intervenir donc trois types d’activité : l’activité humaine, l’activité solaire et l’activité terrestre naturelle (courtes et longues périodes).

44   L’Albédo appelé aussi réflectance est le rapport du flux de rayonnement réfléchi au flux incident, il dépend du type de surface. La réflexion de la lumière visible sur la glace solide peut atteindre 90 % alors qu’elle ne dépasse pas 10 % sur une surface d’eau.  L’albédo terrestre joue donc un rôle très important dans l’établissement du bilan radiatif global. Si la terre avait une surface complètement verte (formée uniquement de forêts) la température moyenne de surface serait de 24°C et de 32°C si la surface était totalement océanique. Par contre si la surface était totalement formée de glace solide la température de surface serait de -52°C. Ce qui définit la température terrestre c’est aussi le type de surface à travers son albédo.

45  La terre fait partie du système solaire, sa température « moyenne » de l’ordre de +14°C est définie par sa distance actuelle au soleil (149 000 000 Km = 1 UA) principale source d’énergie dont la température de surface est de l’ordre de 5777 °K  et dont la masse égale à  2 10³⁰ Kg est 300 000 fois plus grande que celle de la terre. La luminosité totale de notre étoile (3,8 10 ²⁶ W) transmet 1367 W.m^-2 de puissance par unité de surface de l’énergie solaire au TOP de l’atmosphère terrestre. Cette valeur appelée aussi constante solaire est à l’origine de l’équilibre radiatif permanent de la terre avec son mouvement de rotation composé de plusieurs mouvements de rotation dont les mouvements rapides de courtes périodes un jour et un an et les mouvements lents de période moyenne 119 000 ans (voir 50).

46 La constante solaire mesurée au TOP de l’atmosphère se retrouve distribuée à la surface d’abord à cause de  la rotation de la terre sur elle-même, et ensuite, devant le même flux la surface au niveau de l’équateur est plus petite que celle aux hautes latitudes (sphéricité, voir Figure 4.), la constante solaire se retrouve donc différemment distribuée entre l’Equateur et les pôles ainsi on observe une variation géographique du flux solaire incident ou de l’insolation.

Figure 1. Influence de la sphéricité de la terre sur l’insolation, G. Woppelmann

47  La variation de l’insolation est aussi induite par la composition de la colonne atmosphérique associée (gaz + aérosol + nuages). L’atténuation du flux incident à travers la colonne atmosphérique est  physiquement interprétée par la notion d’épaisseur optique associée.  La différence de structure de la surface terrestre et la différence de composition de la colonne atmosphérique impliquent une variation du flux réfléchi en fonction de la position.

48  Vu la grande diversité des nuages, l’albédo de ces derniers présente une grande variation de 0.35 à 0.85 qui entraine une instabilité très forte. Par contre l’albédo de l’eau et du désert présentent une très faible variation à l’origine de la très grande stabilité du système climatique global. La variation de l’albédo pour les cités et les sols est relativement faible, son influence reste moyenne (Figure 5. Variations de l’albédo en fonction des longueurs d’onde).

Figure2. Variations de l’albédo en fonction pour certaines surfaces terrestres (http://www.rsacl.co.uk/rs.html)

49 Les variations des flux de rayonnement incidents et réfléchis en fonction de la position et du temps entrainent donc une variation géographique de l’albédo au niveau du globe (Figure 6. Albédo, https ://scienceofdoom.com/2010/07/). En moyenne l’albédo terrestre global actuel se situe au voisinage de 28,78 % voir plus loin lettre 9 sur le bilan radiatif terrestre global.

Figure 3. Albédo, https ://scienceofdoom.com/2010/07/

50  La terre, en plus de ses mouvements de rotation de courtes périodes, décrit une orbite elliptique dont l’ellipse varie au cours du temps pour devenir au minimum d’éloignement moyen un cercle, ce mouvement périodique dépend des variations de l’excentricité auxquelles correspondent deux périodes de 100 et 413 milles ans. La terre observe actuellement une inclinaison de 23,3° de son axe céleste (axe Sud-Nord) par rapport à l’axe vertical perpendiculaire au plan écliptique (Plan de l’orbite), cette inclinaison appelée obliquité varie entre 22,5° et 24,5° suivant une période de 41 milles ans. Les mouvements de Précession de l’axe de rotation et  Rotation de l’orbite terrestre sont de périodes respectives de 19 et 23 milles ans (Figure 7. Cycles de Milankovich). Ces longues périodes expliquent les changements climatiques de longues périodes survenus au cours des différents âges géologiques observés, elles expliquent leur très faible influence « invisible » à l’échelle de vie humaine, elles expliquent ainsi aussi que leur effet sur le climat est négligeable par rapport à celui de l’activité humaine observé ces dernières décades.

Figure 4. Cycles de Milankovich

51  Lorsque la lune s’interpose entre le soleil et la terre (périodes d’éclipse), on peut mieux observer l’activité solaire depuis la terre. Actuellement on suit de près l’activité solaire avec des mesures par satellite et à partir de la station spatiale internationale ISS. Ainsi les mesures effectuées par plusieurs satellites ces dernières décades ont permis de déterminer la périodicité de l’activité solaire à notre échelle  du temps de l’ordre de 11 ans.  Au maximum d’activité solaire ou pas, la terre est protégée par le « champ magnétique » qui dévie de façon permanente les différentes poussières solaires vers l’espace interstellaire. (Figure 8. Représentation du champ magnétique). L’effet de  l’activité solaire reste relativement négligeable devant celui des GES.

Figure 5. Représentation du champ magnétique 

(http://hugoclave.free.fr/TPEAurores.html)

52  En changeant la structure de la surface terrestre par son activité (Construction de barrages, développement agricole, villes et agglomérations, routes et autoroutes…) l’être humain a sans cesse contribué à la variation de l’albédo de surface terrestre et par conséquent à la variation de sa température de surface. Certains ingénieurs appuient la thèse selon laquelle on peut obtenir une augmentation artificielle de l’albédo terrestre (correspondant à une tendance vers le refroidissement) par la réalisation de produits qui permettent plus de réflexions de la lumière tel que le développement de l’enrichissement en gouttelettes nuageuses au-dessus des océans pour augmenter la surface de réflexion et le développement de nuages ou encore le développement de peintures blanches de grand albédo pour les toits des habitations…

Le réchauffement climatique est plus qu’une réalité

L’orientation écologique est une nécessité tardive

A suivre……

Professeur Diouri Mohammed

Département de physique

Faculté des sciences

Université Mohammed Premier

Oujda