Les surfaces claires réfléchissent fortement la lumière incidente tandis que les surfaces sombres l'absorbent. L'échauffement de la surface est alors plus important pour des forêts que pour des glaciers. Ainsi, lors des glaciations, l'augmentation de la quantité de glace accélère le refroidissement. En effet, en réfléchissant le rayonnement solaire incident, l'énergie absorbée à la surface de la planète est très diminuée. On parle d'un rétrocontrôle positif de la glace sur le refroidissement.
Le matériel
- Un carton noir et un carton blanc de même surface
- Alternativement, une feuille blanche sur laquelle on aura imprimé des surfaces noires (pouvant figurer le bitume), un grand carré bleu foncé (l’océan profond), un grand carré marron (un sol nu), et laissé un carré blanc (la neige, la glace, les nuages), ou un damier plus complexe avec des niveaux de gris
- Une table éclairée par le soleil (derrière une vitre ou à l’abri du vent) ou par une lampe
- Un thermomètre pistolet infrarouge sans contact
L'expérience
Exposer les deux cartons ou la feuille au soleil ou les éclairer avec la même lampe et faire toucher les différentes surfaces pour apprécier les différences de température, puis mesurer les températures sur les différentes surfaces : le carton noir et les surfaces sombres sont très vite bien plus chauds que les surfaces blanches ou claires.
Pour aller plus loin
On peut faire évoquer la différence de sensation que l’on ressent si l’on est exposé au soleil ou à l’ombre, et si l'on est en plein soleil avec un tee-shirt blanc ou noir.
Les surfaces claires réfléchissent fortement la lumière incidente tandis que les surfaces sombres l'absorbent en la transformant en chaleur. L'échauffement de la surface est donc plus important pour des sols nus ou des roches que pour des glaciers, ou pour l’océan plus que pour la banquise.
Ainsi, lors des glaciations (phases froides naturelles du climat comme il y en a eu régulièrement à la surface de la Terre depuis plus d’un million d’années, la dernière s’étant terminé il y a plus de dix mille ans), l'augmentation de la quantité de glace accélère le refroidissement.
En effet, en réfléchissant le rayonnement solaire incident, l'énergie absorbée à la surface de la planète est très diminuée. Inversement, aujourd’hui le réchauffement engagé par les émissions de gaz à effet de serre par les activités humaines entraîne la fonte de la banquise et de la neige en arctique, ce qui accentue le réchauffement de cette région par rapport au reste de la Terre.
On parle d'un rétrocontrôle positif ou effet amplificateur de la glace sur le refroidissement, ou de la fonte de la glace sur le réchauffement.
Merci à Camille Risi (LMD-IPSL) et François Dulac (LSCE-IPSL).