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themosphère, est-ce que j'ai une gueule de thermosphère

Dans les revues de vulgarisation, on apprend l’existence de 2 régions que je trouve problématique.

 

La première est la thermosphère. Celle-ci entoure la Terre. Elle commence vers 90 150 km et finit « plus loin ».  On y constate une augmentation de température avec l’altitude. On évoque 300 C jusqu’à 1600 C !

Et bien je trouve que l’équilibre thermique de cette thermosphère pose problème. Si l’on applique l’hypothèse du corps noir, elle devrait rayonner beaucoup : perdre beaucoup d’énergie par rayonnement. On n’en voit pas. Pour compenser cette perte, il faudrait un apport énergétique considérable (bien plus que les 1400 W/m2 de la « constante solaire ».  On évoque que cette sphère (l’ozone qu’elle contient) absorbe l’ultraviolet solaire. Soit. Cela ne représente qu’une faible fraction de 1400 W/m2.

En conséquence, cette thermosphère ne se comporte pas comme un corps noir. Le fait que sa densité soit faible ne change rien à l’affaire. Pourquoi sont comportement radiatif est il aussi éloigné de celui du corps noir ?

 

La deuxième région est la couronne solaire. Celle-ci entoure le soleil. La température y augmente des millions de K. Là encore, le bilan thermique est problématique. Si l’on suppose que l’unique apport d’énergie est la radiation de la surface solaire à 6000 K, pour une surface plus grande, il semble impossible de dépasser 6000 K. Là encore, pourquoi cette couronne n’émet pas « comme un corps noir » ?

 

Voici 2 cas qui relativisent la prétendue température d’équilibre à -18 C pour la surface terrestre. Je rappelle que « l’effet de serre » est considéré comme celui qui permet une température moyenne de 15 C (on se demande d’où cela sort) et non de -18 C. Du point de vue thermique, le problème est sans doute plus compliqué.

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T
Merci de votre intérêt.<br /> "La distribution des vitesses permet d'établir une température" en dehors de l'équilibre.<br /> Je me doute que la réponse à mon questionnement ne tient pas en une page de commentaire.<br /> J'aurais aimé un renvoi vers un site explicatif.<br />  
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B
Bravo pour la rubrique des calculs sur un coin de table.<br /> Voici un élément de réponse à la question<br /> Pour avoir le rayonnement d'un corps noir il faut un équilibre thermodynamique total  y compris pour les éléments dont dépendent le rayonnement. En gros les échanges internes doivent être prépondérants par rapport aux échanges avec l'extérieur. C'est pourquoi pour faire un corps noir on utilise un four dans lequel  on perce un toute petite ouverture vers l'extérieur.<br /> Paradoxalement la surface du soleil est pratiquement un corps noir car le rayonnement extérieur est faible par rapport aux échanges intérieur ( Ceci bien qu'à l'échelle humaine le rayonnement du soleil soit très grand en valeur absolue)<br /> Dans le cas de l'équilibre thermodynamique la température caractérise le système.<br /> Dans un cas loin de l'équilibre thermodynamique la température n'a plus de signification claire.<br /> Dans certain cas il existe un équilibre thermodynamique partiel, c'est à dire que certains éléments du système sont quasiment en équilibre entre eux et on peut définir une température pour ces éléments. Par exemple les molécules ont des niveaux internes d'énergies qui ne sont pas en équilibre, cependant la distribution des vitesses d'agitation des molécules permet de définir une température, mais cette température ne caractérise plus le système total  et donc son rayonnement.<br /> C'est le cas de milieux dilués comme on en trouve dans les tubes néon, dans la haute atmosphère terrestre et dans la couronne solaire. La "température" de la couronne peut donc être plus élevée que celle de la surface.<br /> La théorie précise doit être adaptée à chaque cas.<br />  <br />  <br />
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