Lorsque la composition de l'atmosphère est connue, la forme exacte des raies spectrales vues dans le spectre thermique peut donner à l'observateur des renseignements sur la température du milieu responsable de l'émission thermique (que ce soit la surface ou l'atmosphère). Ainsi, une atmosphère où le profil thermique décroît avec l'altitude présentera des raies en absorption, tandis qu'une atmosphère où la température croît avec l'altitude (une stratosphère, donc) présentera des raies d'émission. Une explication plus détaillée est disponible ici.
L'utilisation de ces spectres pour la mesure du profil thermique n'est possible que dans une plage limitée d'altitude selon la raie observée. Elle nécessite également un gaz dont le profil vertical d'abondance est bien connu dans l'atmosphère : c'est le cas de CO2 sur Mars et la Terre par exemple. Il est hélas impossible de se livrer à la fois à des mesures de profils de composition et de température simultanément...
Spectre thermique de Mars
Spectres thermiques enregistrés par la sonde Mariner 9 en orbite autour de Mars. Le profil thermique est décroissant avec l'altitude dans les moyennes latitudes, mais croissant au pôle sud comme le montre la bande de CO2 tantôt en absorption ou en émission.
Crédit :
Tiré de Hanel et al. (1972)
Exoplanètes
L'observation indirecte (par différence avec le spectre stellaire pur observable lors d'un transit secondaire) du flux thermique émis par des exoplanètes géantes permet, moyennant des hypothèses raisonnables sur leur composition, d'estimer la température des couches atmosphériques émettrices. Cependant, la faiblesse du signal impose une résolution spectale très faible, hélas insuffisante pour dériver un véritable profil vertical de température.
