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Question 11 : Pouvons-nous mesurer la température ressentie au Soleil ?

    Les prévisions météo donnent la température à l'ombre. C'est bien, mais la température que nous ressentons en plein air peut se relever très différente :
    - au soleil : un chaud Soleil d'été peut augmenter l'impression de température de 10°C à 15°C.
    - au vent : un air frais devient glacial si le vent se lève, même si la température de l'air n'a pas changé. Pour la peau humaine, une température de 0°C avec un vent de 50km/h est équivalente à -8°C sans vent !

Il y a finalement que les journées nuageuses et sans vent pendant lesquelles la température que nous ressentons est à peu près celle de l'air.

Alors, peut-on mesurer la "température ressentie" ? C'est hélas très difficile car elle dépend de notre habillement, de notre position par rapport au Soleil et au vent, et de notre morphologie : les vêtements sombres captent le Soleil, un coupe-vent affaiblit l'effet du vent... Météo-France, après avoir effectué dans les années 1980 des mesures à l'aide de grands thermomètres en forme de cylindre simulant un homme, ne fait des prévisions de "température ressentie" que pour la carte de vigilance "Grand froid". Cette alerte est destinée au grand public (télévision...) ainsi qu'aux services sociaux pour la prise en charge des sans-abri.

En Allemagne, des prévisions de températures perçue sont effectuées pour un habillement standard. Ces données sont aussi utilisées pour tracer des cartes climatiques et pour planifier l'architecture urbaine. Les services canadiens et américains font des prévisions d'indices de refroidissement éolien ; il faut dire que chaque année, 80 personnes meurent au Canada par exposition au froid et au vent.

Question 12 : Quel est le bilan de chaleur au cours de la journée ?

    L'air est transparent, il n'est pas chauffé directement par le Soleil. C'est le sol qui, en se réchauffant le jour et en se refroidissant la nuit, transmet plus ou moins sa température à l'air qui le surplombe. Le bilan de température du sol est facile à faire :
    - Le sol est chauffé par le Soleil. Le rayonnement solaire est maximal à midi.
    - Le sol perd de l'énergie en permanence par émission d'un rayonnement infrarouge invisible et par échange de chaleur avec les couches d'air proches.

Tant que le sol reçoit plus d'énergie qu'il n'en perd, il se réchauffe. C'est vrai dans la journée jusque vers 15 heures (heure solaire). Ensuite, le Soleil est moins fort et n'arrive plus à compenser les pertes; la température du sol se met donc à baisser; cette baisse continue toute la nuit, voire encore un peu après le lever du jour.

Question 13 : Le rayonnement infrarouge, c'est quoi ?

Tous les objets émettent un rayonnement infrarouge invisible, que ce soit en plein jour ou au plus profond de la nuit. C'est ce rayonnement qui est visualisé par les jumelles militaires de vision nocturne. La chaleur ainsi perdue est considérable : chaque mètre carré de sol perd en permanence 300 W s'il est à 0°C et 400 W à 20°C.

Plus l'objet est chaud, plus son rayonnement infrarouge est intense; c'est le principe des radiateurs infrarouges parfois installés dans les salles de bains ou dans les entrepôts : ils chauffent à distance les personnes ou les objets grâce à un important rayonnement infrarouge (dont seule une petite partie est visible sous la forme d'une lumière rouge). Les nouveaux radiateurs électrique radiants fonctionnent un peu sur le même principe.

Question 14 : Pourquoi les nuits claires et sans vent sont-elles froides ?

    Quels sont les indices d'un refroidissement nocturne important ? Il y a plusieurs cas de figure :
    - Le ciel est clair, sans vent : le sol perd de la chaleur à cause du rayonnement infrarouge qu'il émet vers le ciel. Il se refroidit tout au long de la nuit, et la température peut chuter de plus de 10°C du soir au lendemain matin. Le froid ne concerne que la couche de 10 ou 50 mètres près du sol. Plus haut, la température varie moins.
    - Le ciel est couvert : le sol émet toujours des infrarouges, mais il reçoit aussi ceux émis par les nuages. Le bilan est quasiment nul et la température ne va pas beaucoup baisser.
    - Il y a du vent : le brassage de l'air répartit le froid sur plusieurs centaines de mètres d'épaisseur. La température baisse moins que si il n'y avait pas de vent.

Question 15 : Le sol est parfois beaucoup plus chaud que l'air. Pourquoi ?

Quand il y a du Soleil, le sol est beaucoup plus chaud que l'air. il est parfois impossible de marcher pieds nus sur le sable. Pourquoi y a-t-il une telle différence de température ?

Le sol est chauffé par le Soleil. L'air est un mauvais conducteur de la chaleur, il ne se réchauffe que lentement au contact du sol. Ce sont d'abord les couches d'air au contact du sol qui sont chauffées; la chaleur se transmet moins facilement aux couches situées plus haut, sauf s'il y a du vent. Lors d'une journée ensoleillée sans vent, la température à la surface du sol peut dépasser de plus de 20°C celle de l'air à 1,50 m de hauteur. Un sol herbeux se réchauffe moins parce qu'il est humide et perd de la chaleur par évaporation. Un sol sableux ne garde pas l'eau de pluie, il est généralement sec et devient très chaud par temps ensoleillé. Quand au goudron d'une route, il est brûlant car sa couleur sombre absorbe bien le Soleil. La nuit, c'est le phénomène inverse qui se produit : le sol se refroidit en émettant des infrarouges et le froid ne se transmet que lentement aux couches d'air. La température à la surface du sol et des végétaux est inférieure de plusieurs degrés à celle de l'air à 1,50 m de hauteur (nuit claire et sans vent).