LA RADIATION
1 Introduction
La Terre reçoit pratiquement toute son énergie du Soleil sous forme d'ondes
électromagnétiques. La radiation est absorbée et diffusée par la surface terrestre, par
l'océan et par l'atmosphère. La Terre et son atmosphère émettent aussi de la radiation, une
partie de laquelle est perdue dans l'espace.
Le processus le plus important, responsable du transfert d’énergie dans l’atmosphère, est
la radiation électromagnétique. Toutes les radiations électromagnétiques se déplacent à la
même vitesse soit celle de la lumière. Dans l’air, la valeur de la vitesse de la lumière, c,
est approximativement égale à la vitesse de la lumière dans le vide dont la valeur est
2,99793x108. Les ondes électromagnétiques sont décrites par leur fréquence ou longueur
d’onde, qui sont reliées par l’expression :
(1)
Il est habituel de décrire la radiation infrarouge par le nombre d’onde défini par :
(2)
ainsi, une longueur d’onde de 10 micromètres est égale à un nombre d’onde de 1000
cm-1.
1.1 Énergie rayonnante. Grandeurs radiatives
L'énergie radiative est transmise d'un corps à un autre par des ondes électromagnétiques
qui se déplacent à la vitesse de la lumière. La radiation est caractérisée par sa longueur
d'onde , qui est la distance entre deux crêtes successives de l'onde. La plupart des
radiations émises par le Soleil ont des longueurs d'onde entre 0.3 et 4 m. C'est la
radiation solaire ou ondes courtes. La radiation émise par l'atmosphère, radiation terrestre
ou ondes longues, se situe dans l'intervalle de fréquences de 4.0 à 200 m.
Pour bien décrire la radiation nous avons besoin de connaître quelques définitions qui
décrivent l'énergie rayonnante:
l'énergie rayonnante Q est la quantité d'énergie transportée par l'onde. Elle est
exprimée en joules (J);
la puissance ou flux d'énergie est la quantité d'énergie émise par une source
ponctuelle par unité de temps dans toutes les directions. On l'exprime en watts (W);
l'intensité énergétique I d'une source ponctuelle dans une direction donnée est la
portion du flux énergétique rayonnée dans cette direction,