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Atmosphère et énergie

Le temps qu'il fait tous les jours est du aux différences de température qui règnent dans l'atmosphère : la répartition de l'énergie dans l'atmosphère est inégale. Les phénomènes et facteurs qui interviennent dans l'influence de la température sont nombreux et complexes. Toutefois, nous pouvons les regrouper dans deux classes: facteurs astronomiques d'une part et physico-géographiques d'autre part.

Les facteurs astronomiques

Le soleil est la principale source d'énergie pour l'atmosphère terrestre. La terre fait le tour du soleil en 365 jours et un quart en décrivant une orbite quasi circulaire et fait un tour sur elle-même en 24 heures selon un axe incliné à 23,5°. Ces caractéristiques astronomiques de notre planète font en sorte que nous avons les saisons.

Pendant le solstice d'hiver, le 21 décembre, la position de la terre est telle qu'un observateur dans l'hémisphère nord reçoit moins d'énergie solaire que durant l'été. Cela est dû au fait que les rayons du soleil parviennent à l'observateur de manière oblique en parcourant une plus grande distance dans l'atmosphère que durant l'été.

Plus les rayons parcourent une grande distance dans l'atmosphère et plus l'énergie de ces rayons diminue.

Le soleil étant plus bas dans le ciel en hiver, ceci a pour conséquence de diminuer le nombre d'heures d'ensoleillement. L'atmosphère se trouve privée d'énergie plus longtemps! Lors du solstice d'hiver, plus on se rapproche du pôle Nord (vers les latitudes élevées) et plus la différence entre la nuit et le jour va en grandissant. Le 21 décembre de chaque année le soleil ne se lève même pas de la journée car la position de la terre rend le soleil trop bas par rapport à l'horizon. Par conséquent, l'atmosphère ne recevant pas d'énergie, elle ne peut se réchauffer.

L'été, la situation est inversée. À l'équateur, les rayons du soleil arrivent presque perpendiculairement au sol, les journées sont plus longues et au pôle Nord, le 21 juin, le soleil ne se couche jamais! Toutes les conditions sont réunies pour réchauffer l'atmosphère.

On voit que pour une date donnée, la latitude où se trouve un observateur joue un rôle quant à la quantité d'énergie reçue du soleil (c'est pourquoi au pôle Nord, il fait toujours plus froid qu'à l'équateur) de même que la position de la terre par rapport au soleil. Dans le cas de la latitude, globalement, le bilan du rayonnement est positif à partir de la latitude 0 jusqu'à 38. À partir de la 38ième latitude, le bilan présente un déficit: il y a plus de perte que de gain en énergie dans l'atmosphère.

Enfin, disons toutefois que la la latitude est importante mais la position de la terre est un facteur prédominant par rapport à la quantité d'énergie que reçoit la terre.

Facteurs physico-géographiques

L'énergie envoyé par le soleil vers la terre ne parvient pas entièrement au sol.

Le dessin montre que les nuages réfléchissent 26-28% des rayons du soleil, que l'atmosphère absorbe à elle seule un autre 16% (dans les endroits où il n'y a pas de nuage), 7% des radiations sont réfléchies par l'atmosphère même sans nuage pour un total d'environ 50% qui est perdu, le reste va directement au sol. Ce dernier réfléchi dans l'atmosphère environ 3 à 5% de ce qu'il reçoit.

Pour une quantité donnée d'énergie reçue au sol (près de 50% du rayonnement total du soleil), la couleur et la texture de ce dernier de même que la différence intrinsèque des océans versus les continents influencent la température à la surface de la terre. Il s'agit des facteurs physiques et géographiques qui influencent la température du sol.

Les océans prennent beaucoup plus de temps à se réchauffer et à se refroidir que les continents. Au milieu de l'été, les océans atteignent leur température maximale. Alors que l'hiver approche et le sol se refroidit, les océans commencent eux aussi à refroidir mais moins rapidement que le sol.

D'autre part, une surface couverte de neige ne se réchauffe pas autant qu'une surface couverte de végétation, la neige réfléchissant une bonne partie de l'énergie solaire. il s'agit d'une autre facteur physique qui influence la température de l'atmosphère. L'altitude, est aussi un facteur qui influence la température. Enfin, le versant nord d'une montagne sera plus froid que le versant sud, ce dernier étant exposé complètement aux rayons du soleil.