Canicule et durée de la nuit

[Paul74_OrageFM]

Bonjour,

une question me trotte dans la tête, est-ce que par temps clair, une nuit crépusculaire est tout aussi efficace qu'une nuit noire pour évacuer la chaleur accumulée pendant les heures ensoleillées de la journée ? Ou ce facteur est-il négligeable ?

Je m'interroge en fait sur les effets d'une canicule à de hautes latitudes au solstice d'été versus les latitudes plus basses.

[zorglub71]

Oui, il fait nuit, par définition le soleil n'irradie plus et la chaleur peut s'évacuer

Que ce soit lors d'une nuit blanche de Stockholm ou une nuit noire de Madrid

[Paul74_OrageFM]

Merci pour la réponse,

le soleil n'irradie plus le sol, certes, mais il irradie encore les hautes couches de l'atmosphère (définition du crépuscule). Cela produit-il de la chaleur et est-elle restituée vers le sol ?

Je ne connais pas la réponse, j'essaie d'appliquer un raisonnement logique.

[Paul74_OrageFM]

Un élément de réponse : au solstice d'été, la moyenne de la hauteur dans le ciel semble correspondre à 23,5° (ce qui est à la fois l'inclinaison de l'axe de la Terre et la latitude où le soleil monte à 90°).

Au pôle nord, il reste à 23,5° les 24h de la journée. Aux autres latitudes de notre hémisphère, il y a le même nombre entre 23,5° et midi solaire qu'entre 23,5° et minuit solaire mais en changeant le signe, 23,5° représente une médiane ou l'"axe de symétrie". Par exemple, à ma latitude ça donne : 23,5 + 43,5 = 67° à midi solaire (méridien sud), puis de manière symétrique : 23,5 - 43,5 = -20° à minuit solaire (méridien nord). On a juste changé de signe. En fait, plus la latitude est faible, plus le soleil monte haut le jour, mais en contrepartie plus il descend bas la nuit (d'où les crépuscules plus courts aux faibles latitudes).

Donc si ce chiffre de 23,5° est une moyenne, faut-il en conclure que la latitude est un élément négligeable du bilan énergétique ? Certes mais après, la durée de la nuit n'est pas la même selon la latitude, la chaleur s'accumule-t-elle donc davantage aux hautes latitudes au mois de juin dû à ce seul paramètre (durée du jour et non hauteur du soleil) ?

[Yves38]

Un élément de réponse : au solstice d'été, la moyenne de la hauteur dans le ciel semble correspondre à 23,5° (ce qui est à la fois l'inclinaison de l'axe de la Terre et la latitude où le soleil monte à 90°).

Au pôle nord, il reste à 23,5° les 24h de la journée. Aux autres latitudes de notre hémisphère, il y a le même nombre entre 23,5° et midi solaire qu'entre 23,5° et minuit solaire mais en changeant le signe, 23,5° représente une médiane ou l'"axe de symétrie". Par exemple, à ma latitude ça donne : 23,5 + 43,5 = 67° à midi solaire (méridien sud), puis de manière symétrique : 23,5 - 43,5 = -20° à minuit solaire (méridien nord). On a juste changé de signe. En fait, plus la latitude est faible, plus le soleil monte haut le jour, mais en contrepartie plus il descend bas la nuit (d'où les crépuscules plus courts aux faibles latitudes).

Donc si ce chiffre de 23,5° est une moyenne, faut-il en conclure que la latitude est un élément négligeable du bilan énergétique ? Certes mais après, la durée de la nuit n'est pas la même selon la latitude, la chaleur s'accumule-t-elle donc davantage aux hautes latitudes au mois de juin dû à ce seul paramètre (durée du jour et non hauteur du soleil) ?

Oui, ça c'est pour l'énergie qui arrive au sommet de l'atmosphère.

Pour l'énergie qui arrive au sol, c'est, je pense, plus compliqué, il faut tenir compte de :

- L'énergie réfléchie par l'atmosphère, pas forcément en même proportion suivant l'angle d'incidence du rayonnement

- L'énergie absorbée par l'atmosphère, l'absorption est d'autant plus importante que l'épaisseur d'air traversée est plus importante, plus importante donc quand le soleil est bas sur l'horizon.

[dann17]

C'est un peu plus complexe que ça :

- au sommet de l'atmosphère, au solstice d'été, c'est bien au-dessus du pôle nord que l'énergie accumulée (qui dépend surtout de la latitude) est la plus grande :

- les choses se compliquent beaucoup plus au niveau du sol : là, l'énergie accumulée dépend de la latitude (évidemment), de l'absorption (et de l'extinction) atmosphérique (elle-même dépendant de la teneur en vapeur d'eau et de la concentration en aérosols).

Et on pourrait également parler de l'absorption de chaleur dans le sol, auquel cas un autre paramètre prendrait place : l'albédo.

S'agissant du bilan radiatif (car c'est de cela dont il s'agit ici), celui-ci doit être pris en compte selon lka composante du rayonnement dans le domaine visible (et un peu autour), et de la composante du domaine IR thermique.

Donc pour répondre à la question initiale, ce n'est pas tellement la (très faible) lueur du ciel nocturne qui va jouer un rôle, mais bien la teneur en vapeur d'eau de l'atmosphère (càd le gaz à effet de serre naturel "par excellence") : plus cette teneur en vapeur d'eau est élevée (et c'est le cas en été et/ou dans les contrées chaudes et à basse altitude), plus l'émission de rayonnement IR thermique par l'atmosphère vers le sol est élevée. Cette émission IR atmosphérique compensera facilement la déperdition de chaleur du sol par émission radiative, et le refroidissement du sol sera vite freiné.

Ci-dessous, la moyenne annuelle du bilan radiatif au-niveau du sol (et avant l'absorption par le sol) estimée :

[Paul74_OrageFM]

Merci beaucoup pour ces explications très claires dann17.

Pour continuer mon petit cours d'astronomie, si on veut connaître la hauteur moyenne du soleil dans le ciel pour n'importe quel jour de l'année, il suffit de voir quelle est l'élévation au pôle de son hémisphère, seul point où l'oscillation jour/nuit est nulle car de longitude insignifiante (intersection de toutes les longitudes). Dans notre hémisphères, nouw avons donc une moyenne négative entre l'équinoxe d'automne et de printemps, positive le reste du temps (50/50), il fait donc plus souvent jour que nuit l'été et plus souvent nuit que jour (hors crépuscule) l'hiver.

Désolé si je dis de evidences mais c'est sympa de comprendre le pourquoi du comment. La Terre étant une sphère, tout est symétrique...ou presque, si on parle de l'équation du temps on notera de petites asymétries dû à la légère forme elliptique (aplatie aux pôles).

[dann17]

Merci beaucoup pour ces explications très claires dann17.

Pour continuer mon petit cours d'astronomie, si on veut connaître la hauteur moyenne du soleil dans le ciel pour n'importe quel jour de l'année, il suffit de voir quelle est l'élévation au pôle de son hémisphère, seul point où l'oscillation jour/nuit est nulle car de longitude insignifiante (intersection de toutes les longitudes). Dans notre hémisphères, nouw avons donc une moyenne négative entre l'équinoxe d'automne et de printemps, positive le reste du temps (50/50), il fait donc plus souvent jour que nuit l'été et plus souvent nuit que jour (hors crépuscule) l'hiver.

Désolé si je dis de evidences mais c'est sympa de comprendre le pourquoi du comment. La Terre étant une sphère, tout est symétrique...ou presque, si on parle de l'équation du temps on notera de petites asymétries dû à la légère forme elliptique (aplatie aux pôles).

De rien !

Sinon, cette « moyenne » dont tu parles s'appelle en fait la déclinaison

(δ). Cette dernière est due à l'inclinaison (par rapport à la normale au plan de l'écliptique) de l'axe de la Terre de 23°27'. La Terre tournant autour du Soleil selon le plan de l'écliptique, la déclinaison va donc varier périodiquement (période de 1 an) entre -23,45° (solstice d'hiver) et +23,45° (solstice d'été). Cette variation est évidemment sinusoïdale, et se note sous la forme suivante :

δ = 23,45 sin (360 (j+284) / 365) ,

j étant le jour Julien compris entre 1 (au 1er janvier) et 365 (au 31 déc).

Quant à la hauteur maximale du soleil (au « midi solaire »), celle-ci vaut : H_max = 90 +

δ - L , L étant la latitude.

[Paul74_OrageFM]

Merci pour les formules, je compte bien les utiliser en voyage.

[franck derrien]

bonjour

En fait, plus la latitude est faible, plus le soleil monte haut le jour, mais en contrepartie plus il descend bas la nuit (d'où les crépuscules plus courts aux faibles latitudes).

ok donc ca veut dire que plus la latitude est faible plus quand il fait nuit la nuit est noire ? ( alors que pendant la nuit polaire par exemple ca serait plutot une sorte de crepuscule permanent sans obscurite ) alors que a l'equateur quand il fait nuit c'est vraiment nuit noire ?

du coup sous l'equateur le soleil doit se coucher tres rapidement ?

bonne journee

franck derrien

[Paul74_OrageFM]

Bonjour,

alors 2 choses :

1) la durée du crépuscule ; effectivement l'équateur est le lieu où ils sont le plus courts tout au long de l'année, en moyenne 21 minutes de crépuscule civil et 50 minutes de crépuscule civil + nautique.

Pour rappel, cr. civil = élevation de 0,83° à 6° sous l'horizon ; cr.nautique = élevation de 6° à 12° sous l'horizon, il y a un dernier stade le cr.astronomique qui va de 12° à 18° sous l'horizon.

2) En ce qui concerne l'éclairage des nuits, je me suis posé la même question et je l'ai même posée ici, on m'a répondu qu'en fait que ce soit 18° ou 90° sous l'horizon ça revient exactement au même niveau éclairage, donc il ne fait pas plus noir sous les tropiques avec un soleil "aux abîmes" que chez nous à minuit solaire en été si celui-ci descend par exemple à -20° au solstice d'été. Ce qui paraît logique tout compte fait, sinon on aurait découpé à l'infini d'autres périodes de crépuscule, genre entre -18° et -24° c'est le crépuscule machin, entre -24° et -30° c'est le crépuscule bidule, etc... mais il n'en est rien : passé -18° plus de crépuscule du tout, obscurité théorique totale.

D'ailleurs entre -12° et -18° c'est déjà bien noir je trouve, il paraît mais là je ne suis pas sûr, que le facteur pleine lune, étoiles et "pollution lumineuse" a un rôle prépondérant dans cette "zone" crépusculaire vis-a-vis de la lumière parvenant directement du soleil dans l'atmosphère.