Nuages et Particules

Bases

L'albédo

Albédo est un mot latin (signifiant blancheur) qui décrit la luminosité de quelque chose. Connaître l'albédo terrestre est essentiel pour comprendre le climat. 

Les couleurs

La lumière du soleil (ou la lumière blanche) est en réalité composée de plusieurs couleurs, que nous ne voyons pas parce qu'elles sont mélangées (vous les voyez distinctement en admirant un arc-en-ciel ou en utilisant un prisme). Lorsque la lumière atteint un objet, trois choses peuvent se passer: la lumière peut être réfléchie, transmise ou absorbée.
Un miroir réfléchit toute la lumière qu'il reçoit. Les milieux transparents (comme l'eau ou le verre) transmettent la lumière à travers eux.

Comme la lumière est composée de plusieurs couleurs, une partie d'entre-elles peut être réfléchie, et l'autre partie absorbée. Si toutes les couleurs sont réfléchies, l'objet est de couleur blanche. Si aucune n'est réfléchie (donc toutes les couleurs sont absorbées), l'objet est noir. Si un objet absorbe toutes les couleurs sauf par exemple le rouge, votre oeil verra la couleur rouge réfléchie et vous direz que l'objet est rouge. La lumière qui est absorbée sera naturellement transformée en chaleur: c'est pourquoi, en été, les objets foncés sont plus chauds que les objets clairs, car ils absorbent toutes les couleurs.

1. La couleur d'un objet est due à la lumière qu'il réfléchit (envoyée vers vos yeux); toutes les autres couleurs sont absorbées par l'objet. Auteur: J. Gourdeau.

Définition de l'albédo

L'albédo est le rapport de la quantité de lumière réfléchie par un objet sur la quantité de lumière qu'il reçoit.

L'albédo est exprimé par un nombre qui va de 0 (aucune lumière réfléchie) à 1 (toute la lumière est réfléchie), ou bien est exprimé en pourcentage.

L'albédo de la Terre
L'albédo moyen de notre planète est d'environ 0,3 : cela signifie que 30% de la lumière du soleil qui atteint la Terre sont ré-émis vers l'espace. Regardez sur le tableau à gauche pour voir l'abédo (en %) de différentes surfaces. Les forêts tropicales ont l'albédo le plus faible de notre planète.

De nos jours, la température moyenne sur notre planète est de 15°C. Si la Terre était recouverte de forêts (comme la planète des Ewoks), la température serait de 24°C. Sur une Terre désertique (planète de Dune), la température serait de 13°C. Si elle était entièrement recouverte par des océans (comme dans le film Waterworld), la température serait de 32°C, parce que les océans sont sombres, et ont un albédo faible, comme un objet noir. Notre planète, si elle était recouverte de glace, serait très froide (-52°C)! (voir l'image 2).

L'albédo des nuages

L'albédo de la Terre est très différent avec ou sans nuages. Les nuages réfléchissent davantage de lumière vers l'espace que le ciel sans nuages. L'albédo des nuages est variable et dépend entre autres de la taille et de l'épaisseur du nuage, ainsi que de la taille et du nombre de gouttelettes à l'intérieur du nuage.
La couleur des nuages varie du blanc pur au gris foncé, à cause des gouttes d'eau qui diffusent la lumière; les grosses gouttes ont un diamètre supérieur donc une surface plus grande, et réfléchissent plus de lumière. Si on regarde un tel nuage de l'espace, il paraîtra blanc lumineux (idem s'il a des gouttes très nombreuses). Par contre, en dessous (par exemple sous un gros cumulonimbus d'orage) il fait sombre parce que la lumière du soleil ne passe presque pas à travers: son albédo est très élevé; a contrario, les nuages fins comme les cirrus nous paraissent presque transparents, car la lumière les traverse: ils ont un faible albédo et paraîtront plus grisés vu d'une navette spatiale.

3. Les albédos de differents nuages. Auteur: J. Gourdeau.

Le satellite européen METEOSAT mesure la lumière du soleil réfléchie par les nuages et la surface de la Terre. L'eau absorbe beaucoup de lumière, c'est pourquoi les océans apparaissent noirs. Les nuages épais ont de forts albédos et ressortent de couleur claire sur cette image satellite. Les cirrus, qui sont des nuages fins, ont de faibles albédos et sont plus ou moins transparents à la lumière du soleil.

Comme les nuages ont en général un albédo plus élevé que la surface qu'ils recouvrent, le nuage réfléchit plus de rayonnement solaire vers l'espace que ne le ferait la Terre sans nuage. Il en résulte qu'il y a moins d'énergie disponible pour chauffer la surface terrestre et l'atmosphère. Ceci est un des liens entre les nuages et le climat. Mais les nuages ont un autre effet sur le climat: la suite au prochain épisode...

L'albédo dans les villes est détaillé dans la partie Radiation de "Climat des villes".

A propos de cette page...
Auteur: J. Gourdeau, LaMP Clermont-ferrand, France.
Merci tout plein au relecteur scientifique Dr Maud Leriche, CNRS LaMP, France.
Date de création: 17.11.2003.