Composition du rayonnement naturel global


Le rayonnement global n'a pas une composition absolument stable, dans les diverses stations et aux différentes époques de l'année. Cependant, à titre de large approximation, on cite souvent les chiffres suivants :

ultraviolets < 0,4 µ
1%
rayons visibles 0,4 à 0,7 µ
48%
infrarouges 0,7 à 2,5 µ
51%

 

La figure 10 représente très schématiquement la répartition du rayonnement naturel global, sur une année moyenne, et localise certains de ses effets physiologiques principaux. Dans la réalité, on observe souvent un certain nombre de bandes d'absorption dans le spectre reçu au sol.

Ces données sont susceptibles, on l'a dit, de variations, suivant le type de temps, par exemple, ou selon l'altitude.

Divers auteurs admettent que le ciel bleu pur a son maximum d'émission spectrale entre 0,40 et 0,45, alors que, lorsqu'il est couvert, ce maximum se déplace vers 0,50 à 0,55 ; quant à lui, le soleil, présente un maximum

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spectral vers 0,53 à 0,60. Les rayons ultraviolets ont été spécialement étudiés, en raison de leur action photophysiologique sur la peau humaine (SAUBERER - 1959). Quand on s'élève depuis 200 m d'altitude jusqu'à 3000 m d'altitude environ, leur intensité moyenne augmente de 1 à 1,34 en été, et de 1 à 1,72 en hiver. Mais, par moments, leur majoration peut être très supérieure.


FIG. 10 - Représentation, en échelles arbitraires, de l'intensité du rayonnement solaire, dans les diverses longueurs d'onde, et localisation de deux de ses effets physiologiques principaux (vision et photosynthèse).

Par temps couvert, l'intensité des rayons ultraviolets ne représente guère que 40 à 50 % de leur intensité par temps serein. Il est difficile de résumer, d'une façon simplifiée, tous les résultats publiés, souvent discordants.

 

Albédo

On rattache souvent à l'étude du rayonnement, celle de l'albédo, c'est-à-dire du facteur de réflexion diffuse, vers le ciel, des divers revêtements de notre globe (terrains, rochers, neige, formations végétales diverses). Voici quelques valeurs d'albédo global selon PERRIN de BRICHAMBAUT (1963) :


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Il est à noter qu'en U.R.S.S., ALEXEYEV (1963) donne des chiffres en général inférieurs, mais pour des mesures effectuées à une altitude assez élevée (avions - hélicoptères), ceci, sans doute, en raison du rapide affaiblissement du rayonnement réfléchi dans l'atmosphère voisine du sol. Par exemple, pour les forêts de pin sylvestre, il avance un chiffre de l'ordre de 4 à 6 % seulement. Ces données ont été très récemment confirmées par K. PERTTU (1970) en Suède. Cet auteur, opérant en avion, à différentes altitudes, trouve que le rayonnement incident augmente (de 100 à 120 %), et que l'albédo diminue (de 100 à 80 %) quand on s'élève au-dessus des surfaces réfléchissantes. En ce qui concerne cette dernière donnée, il propose une relation : Am = Az (1 + 0,000168 z), dans laquelle Am est l'albédo mesuré immédiatement au-dessus de la formation végétale, et Az l'albédo mesuré à l'altitude z. K. PERTTU donne les chiffres suivants, obtenus en été : Forêts de conifères, suivant la densité, - albédo de 2 à 5 %. Forêts mélangées de pins, d'épicéas et de feuillus - albédo de 8 à 11 %.

 

 

Éclairement énergétique et éclairement visuel

Il y a un parallélisme entre l'intensité du rayonnement énergétique global (de 0,3 à 2,5µ ou 3µ), et l'intensité du rayonnement visible (de 0,4 à 0,7µ), mais pas une correspondance exacte. MAURAIN (1937), citant les travaux classiques de KIMBALL, aux U. S. A admet qu'un éclairement énergétique de 1 cal/cm2/mn, correspond à un éclairement visuel de 72 000 lux. DOGNIAUX, en Belgique (1960) donne une correspondance très voisine : 1 cal/cm2/mn = 70 000 lux. TRANQUILLINI, en Autriche, propose un chiffre un peu supérieur : 1 cal/cm2/mn = 75 000 lux (1960). Mais certains auteurs donnent des chiffres différents, soit supérieurs, soit inférieurs, dans une " fourchette " approximative de 50 000 à 100 000 lux, comme équivalent lumineux de la cal/cm2/mn.

Cependant, en s'en tenant aux chiffres moyens cités : 70 000 à 75 000 lux, on trouve que l'éclairement moyen, pendant l'année entière dans la partie Nord de l'Europe Occidentale, est voisin de 27 000 à 28 000 lux, cette valeur étant portée à 34 000 ou 35 000 lux, pendant la belle saison, mais avec de fortes variations journalières de part et d'autre de ce chiffre.