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La température d'équilibre à la surface d'une planète est la température théorique d'une planète considérée comme un corps noir dont la seule source de chaleur est son étoile parente. Dans ce modèle, la présence ou l'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 prennent en compte les effets du bilan thermique interne d'une atmosphère planétaire.
Calcul de la température de corps noir[modifier | modifier le code]
Si l'irradiation solaire incidente sur la planète (hors de son atmosphère) à sa distance orbitale du Soleil est I0 = Lo / (4 π d2), où Lo est la luminosité du Soleil (3,828 × 1026 W), et d la distance de la planète au Soleil, 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 :
où 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 :
et, avec I0 = Lo / (4 π d2), on a aussi :
où Lo est la luminosité du Soleil (3,828 1026 W), et d la distance de la planète au Soleil.
Exemples[modifier | modifier le code]
Comparaison des températures des planètes (dont la découverte est confirmée) qui sont le plus près de celle de la Terre :
Comparaison des températures| 9 082,7 | 2 601,3 | 1 361,0 | 1 361,0 | 586,2 | |
| 0,068 | 0,770 | 0,306 | 0,110 | Inconnu | 0,250 |
| 8 465 | 598 (*) | 944 | 1 211 | 439 | |
| 439,6 +166,4° | 226,6 (*) −46,6° | 254,0 −19° | 270,4 −2,8° | 262 −11° | 209,8 −63,4° |
| – | 737 463,9° | 288 15° | – | 295 22° | 210 −62,8° |
| 3:2 | Presque | Non | Oui | Inconnue | Non |
| Références[4],[5],[6] | |||||
| (*) Note : la basse température d'équilibre pour Vénus est due à son fort albédo, qui fait que seuls 23 % de l'irradiation solaire sont absorbés, soit 598 W/m2. |
Références[modifier | modifier le code]
- ↑ a et b(en) J.M. Wallace, P.V. Hobbs, 2006.
- ↑(en) R. Stull, 2000.
- ↑à l'étoile primaire.
- ↑ (en) « NASA, Mars: Facts & Figures » (consulté le 12 octobre 2020).
- ↑(en) Mallama, A., Wang, D. et Howard, R.A., « Venus phase function and forward scattering from H2SO4 », Icarus, vol. 182, no 1, 2006, p. 10–22 (DOI 10.1016/j.icarus.2005.12.014, Bibcode 2006Icar..182...10M)
- ↑(en) Mallama, A., « The magnitude and albedo of Mars », Icarus, vol. 192, no 2, 2007, p. 404–416 (DOI 10.1016/j.icarus.2007.07.011, Bibcode 2007Icar..192..404M).
Voir aussi[modifier | modifier le code]
- Bilan radiatif de la Terre
- Habitabilité d'une planète | Jumelle de la Terre
Liens externes[modifier | modifier le code]
- Equilibrium Temperature at the Laboratory for Atmospheric and Space Physics, University of Colorado
- Energy balance: the simplest climate model
- Portail des exoplanètes