Il existe trois modes de transport de la chaleur au sein des atmosphères planétaires, qui déterminent les variations de température au sein de ces atmosphères :
- Rayonnement électromagnétique Il s'agit là du seul mode qui puisse opérer à travers le vide. Un objet chaud va se mettre à l'équilibre thermodynamique local avec le champ électromagnétique environnant et lui communiquer une partie de son énergie qui sera rayonnée dans tout l'espace (voir la page traitant du corps noir pour plus de détails). Ce rayonnement pourra être absorbé loin de là par un autre objet qui verra alors son énergie interne (et donc sa température) augmenter. Ce phénomène peut être expérimenté facilement dans la vie de tous les jours (lorsque l'on ressent la chaleur d'un feu de bois alors qu'on est situé à plusieurs mètres de là, hors du trajet des fumées).
- Conduction C'est un mode de transport possible uniquement dans un milieu matériel. L'agitation thermique de la matière se transmet de proche en proche par simple contact (chocs) entre les molécules du milieu. Un exemple de la vie quotidienne serait un couvert métallique touchant une flamme à l'une de ses extrémités. Au bout d'un certain temps, l'autre extrémité sera à température suffisamment élevée pour qu'on ne puisse plus enlever le couvert sans se brûler. Ce mode de transport est surtout efficace à courte distance (comparable à celle entre les molécules et donc au contact), ce qui le rend peu important au sein des atmosphères planétaires (excepté dans les couches très peu denses où les molécules sont loin les unes des autres, et où les autres modes de transport d'énergie sont encore moins efficaces).
- Convection C'est un mode de transport d'énergie qui n'est possible que dans de la matière fluide (ce qui est le cas au sein des atmosphères). La matière elle-même voyage et transporte son énergie interne avec elle, où elle peut être communiquée ensuite par simple contact à la matière environnante (conduction à courte distance). L'exemple caractéristique de la vie quotidienne est le chauffage de l'eau dans une casserole : l'eau est chauffée par conduction avec le fond de la casserole, ce qui entraîne la mise en place d'une circulation de liquide (courants de convection) permettant à cette chaleur d'être distribuée à l'ensemble de l'eau de la casserole de façon homogène.
Illustration des modes de transport de la chaleur
Dans cette situation de la vie quotidienne, les trois modes de transport de l'énergie sont illustrés : la chaleur (énergie thermique) voyage au sein du liquide par des mouvement de convection, la casserole est chauffée radiativement par la plaque et le manche métallique est un bon conducteur de chaleur vers la main.
