Température d'équilibre à la surface d'une planète

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La température d'équilibre à la surface d'une planète est une température théorique d'une planète si elle était un corps noir dont la seule source de chaleur est son étoile parente. Dans ce modèle, la présence ou absence d'une atmosphère (et donc de tout effet de serre) n'est pas considérée et l'on traite la température théorique de corps noir comme si elle venait d'une surface idéalisée de la planète.

Certains auteurs utilisent d'autres termes, tels température équivalente de corps noir d'une planète[1] ou température de radiation d'émission effective d'une planète[2]. Des concepts semblables incluent la température moyenne globale et la température de l'air de surface globale moyenne[1] qui incluent les effets de réchauffement climatique.

Calcul de la température de corps noir[modifier | modifier le code]

Si l'irradiation solaire incidente sur la planète à sa distance orbitale du Soleil est I0, la quantité d'énergie absorbée par la planète dépend de son albédo a et de sa section efficace S :

Pour une planète sphérique, la section efficace est .

La puissance irradiée par la planète sous forme de rayonnement thermique dépend de son émissivité et de son aire de surface, selon la loi de Stefan-Boltzmann :

Pout est la puissance irradiée, est l'émissivité, σ est la constante de Stefan–Boltzmann, A l'aire de surface et T la température. Pour une planète sphérique l'aire de surface est .

La température d'équilibre Teq est calculée en posant Pin=Pout pour le cas idéal d'un corps noir, dans lequel l'émissivité est = 1. Donc :

Exemples[modifier | modifier le code]

Comparaison des températures des planètes (dont la découverte est confirmée) qui sont les plus près de celle de la Terre :

Comparaison des températures Vénus Terre Kepler-22 b Mars
Température d'équilibre planétaire 307 K
34 °C
33,9 °C
255 K
−18 °C
−18 °C
262 K
−11 °C
−5,5 °C
206 K
−67 °C
−67 °C
+ Effet de serre 737 K
464 °C
463,9 °C
288 K
15 °C
15 °C
295 K
22 °C
22 °C
210 K
−63 °C
−62,8 °C
Rotation synchrone[3] Presque Non Inconnue Non
Albédo de Bond global 0,9 0,29 Inconnu 0,25
Références[4],[5],[6]

Références[modifier | modifier le code]

  1. a et b Wallace, J.M., Hobbs, P.V. (2006).
  2. Stull, R. (2000).
  3. À l'étoile primaire.
  4. (en) « NASA, Mars: Facts & Figures » (consulté le 28 janvier 2010)
  5. (en) Mallama, A., Wang, D. et Howard, R.A., « Venus phase function and forward scattering from H2SO4 », Icarus, vol. 182, no 1,‎ , p. 10–22 (DOI 10.1016/j.icarus.2005.12.014, Bibcode 2006Icar..182...10M)
  6. (en) Mallama, A., « The magnitude and albedo of Mars », Icarus, vol. 192, no 2,‎ , p. 404–416 (DOI 10.1016/j.icarus.2007.07.011, Bibcode 2007Icar..192..404M)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]