Bilan radiatif terrestre

Constante solaire : φ₀ = 1361 W/m² (flux reçu au sommet de l'atmosphère)

Albédo a : fraction de l'énergie solaire réfléchie
Terre : a ≈ 0,30 (30% réfléchi)

Énergie absorbée par la Terre :
P_abs = φ₀·π·R²·(1−a)

Énergie réémise (loi de Stefan-Boltzmann) :
P_ém = σ·T⁴·4πR²
σ = 5,67×10⁻⁸ W·m⁻²·K⁻⁴

À l'équilibre : P_abs = P_ém
φ₀·π·R²·(1−a) = σ·T_éq⁴·4πR²

T_éq = [φ₀(1−a)/(4σ)]^(1/4)

Sans atmosphère : T_éq ≈ 255 K = −18°C
Avec effet de serre naturel : T_obs ≈ 288 K = +15°C

Différence de 33°C due à l'effet de serre naturel

Les gaz à effet de serre (GES) : CO₂, H₂O, CH₄, N₂O, O₃…

Mécanisme :
1. Le Soleil émet des rayons visibles (courtes longueurs d'onde)
2. La surface terrestre absorbe et réémet de l'infrarouge
3. Les GES absorbent cet infrarouge et le réémet en partie vers la surface
4. La surface se réchauffe davantage

Effet de serre anthropique : augmentation de CO₂ (combustibles fossiles) → renforcement de l'effet de serre → réchauffement climatique