L’équilibre entre la chaleur entrant et sortant d’une entité est son bilan thermique. Ce terme peut être utilisé dans de nombreux contextes, mais se réfère souvent spécifiquement à la Terre, qui reçoit de la chaleur du soleil et perd de la chaleur de diverses manières pour maintenir l’équilibre. Si la Terre perdait plus qu’elle n’en gagnait, elle se refroidirait, et si elle conservait de la chaleur, elle se réchaufferait. Certains chercheurs s’intéressent au bilan thermique de zones spécifiques de la Terre, comme les océans, car il joue un rôle important dans le climat.
Une grande partie de la chaleur de la Terre provient de l’insolation, le rayonnement entrant du soleil. Une partie rebondit avant d’atteindre la surface de la planète, où elle est absorbée par l’air, l’eau et le sol. Au cours de l’année, l’insolation entrante peut varier selon les régions car la Terre se déplace dans l’espace. Il existe également des sources secondaires de chaleur à l’œuvre, comme les processus biologiques et chimiques sur Terre qui génèrent de la chaleur. La désintégration radioactive, par exemple, produit de la chaleur.
La chaleur ne reste pas en place lorsqu’elle frappe la Terre ; si c’était le cas, certaines régions de la Terre deviendraient extrêmement chaudes, tandis que d’autres seraient assez froides. Il circule à travers une variété de mécanismes. Les océans, par exemple, diffusent la chaleur qu’ils captent, ce qui réchauffe l’air au-dessus d’eux. Des masses d’air réchauffées commencent à bouger, apportant de la chaleur avec elles. La circulation de ces masses d’air peut créer une variété de conditions météorologiques qui distribuent la chaleur et lui permettent de rayonner lentement vers l’espace.
Les déséquilibres d’une région à l’autre s’égalisent au fil du temps avec la circulation de la chaleur dans l’atmosphère. Les chercheurs qui s’intéressent à la science du climat utilisent le bilan thermique dans leurs calculs et projections pour en savoir plus sur les conditions météorologiques actuelles et pour prédire ce qui pourrait émerger à l’avenir. Au fur et à mesure que les chercheurs en apprennent davantage, ils réfutent parfois des hypothèses antérieures ou découvrent de nouvelles informations sur les origines du climat de la Terre. Le bilan thermique de la Terre n’était pas toujours parfaitement équilibré, et cela changeait à mesure que les conditions changeaient et contribuait à la formation de l’atmosphère.
De nombreux outils sont disponibles pour mesurer la chaleur entrante, les sources de chaleur sur Terre et divers moyens permettant à la planète de perdre de la chaleur pour maintenir des conditions stables. La recherche sur le bilan thermique peut inclure des observations satellitaires depuis l’espace ainsi que des expériences et des observations en laboratoire pour en savoir plus sur les processus physiques, chimiques et biologiques associés à la chaleur. Les chercheurs peuvent également utiliser la modélisation informatique pour des activités telles que la prédiction de ce qui pourrait se produire lorsque la superficie des calottes polaires diminue.