Unités SI en physique :
(W/m2)
Pour le projet Tomatosphère,
nous utilisons le watt par mètre carré comme
mesure de la luminance incidente sur une surface.
Cette mesure peut être directement traduite
en vitesse de transfert de l'énergie, car
un watt équivaut simplement à un
joule par seconde.
Le rayonnement solaire au-dessus de l'atmosphère
terrestre se mesure à l'aide d'instruments à bord
de navettes spatiales calibrés pour déterminer la quantité de lumière
incidente (en W/m2) dans la gamme de
longueurs d'onde d'environ 400 à 1100 nanomètres,
couvrant une majeure partie du spectre solaire.
Cette quantité peut servir à calculer
(à l'aide de la loi de l'inverse des carrés)
les données du rayonnement solaire dans
le système solaire, par exemple dans la
haute atmosphère de Mars.
En comparant le rayonnement solaire mesuré à la
surface de la Terre (en W/m2, à l'aide
d'instruments semblables à ceux que l'on
retrouve dans les navettes) aux mesures prises
dans l'espace, il est possible de déterminer
avec précision les propriétés
d'absorption d'énergie de l'atmosphère
terrestre.
Densité de flux de photons
actifs pour la photosynthèse : (mol/m2/s)
Dans beaucoup d'études sur le processus
photosynthétique, il est utile de mesurer
l'intensité de la lumière dans la
bande de longueurs d'onde la plus importante pour
les plantes, soit entre 400 et 700 nm (nanomètres).
Dans ce cas, les scientifiques ont recours à l'unité micromole
par mètre carré par seconde (umol/m2/s).
Cette mesure correspond au nombre de photons qui
arrivent (ou passent) sur un mètre carré par
seconde, une mole équivalant à 6,02
x 1023 (nombre d'Avogadro).
Le « Einstein » (symbole E) a été adopté pour
exprimer une mole par mètre carré par seconde. Par exemple,
400 umol/m2/s pourrait également être écrit
400 uE (le symbole u signifiant « micro »).
Photométrie : candela (cd)
La candela (cd) se définit
comme l'intensité lumineuse,
dans la direction perpendiculaire, d'une surface
de
1/600 000 m2 d'un corps noir (élément
rayonnant parfait) à la température
de congélation du platine sous la pression
de 101,325 kPa. Cela équivaut approximativement à 1/683
W.
Les unités dérivées reliées à la
candela sont :
- le flux lumineux, appelé lumen (lm). Un lumen se
définit comme un flux lumineux d'intensité de un candela
et rayonné dans un angle solide de un stéradian, soit
1 lm = 1 cd • sr.
- l'éclairement lumineux, appelé lux (lx). Un lux est
un flux lumineux de un lumen par mètre carré, soit
1 lx = 1 cd • sr/m2.
Le Soleil en mi-journée
Comme chaque méthode intègre l'énergie sur diverses
régions spectrales, il n'est pas possible de convertir directement
une unité de mesure en une autre lorsqu'on compare l'intensité
de divers corps lumineux.
Toutefois, lorsqu'un même objet, à la
même température, est vu à une
distance commune (par exemple, à la
distance de Mars), les conversions d'une unité à une
autre se font de façon linéaire.
Par exemple, si la brillance du Soleil que
l'on perçoit à une distance donnée
est réduite de 50% par rapport à la
valeur Terre, elle serait réduite de
50% avec toutes les autres méthodes
et unités de mesure d'intensit é.
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À la surface de la Terre, l'intensité lumineuse
du Soleil à
midi (à des fins de comparaison) est la suivante :
1060 W/m2 ~
2000 uE ~ 106 000 lx
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Ces valeurs sont approximatives et présupposent un ciel clair
(sans nuage ni trouble) et sec (humidité relative basse) lorsque
le Soleil surplombe directement nos têtes.
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