L’effet de Serre atmosphérique engendre d’innombrables discussions sur son interprétation et son fonctionnement. Voici une page dédiée aux commentaires le concernant.
Un peu de lecture pour le comprendre :
Taking greenhouse warming seriously par Richard Lindzen
L’effet de serre atmosphérique : plus subtil qu’on ne le croit ! par Jean-Louis Dufresne
Comprendre l’effet de serre par P. de Larminat
Les commentaires seront lourdement modérés. Pas de hors-sujet et restons courtois.
Le fil de discussion précédent est archivé ici.
JC (#550),
Il se pourrait que certains essaient vraiment! C’est l’asphyxie assurée
Avec la désinformation pseudo-scientifique ça devient probable.
(En voiture il n’y a qu’à mettre l’air en recyclage dans la cabine pour voir le CO2 grimper et pour s’endormir !)
JC (#549),
notez que l’unité de température thermodynamique est le kelvin, symbole K.
https://www.bipm.org/metrologie/thermometry/units.html
il y a un article chez Spencer ,qui déclenche une avalanche de commentaires
comme il fait gris, froid, c’est un bon sujet pour meubler nos soirées.
je vous dis tout de suite que je ne suis pas d’accord avec la proposition
joletaxi (#553),
Pas d’accord avec cela ? On attend vos propositions ; sinon , donnez un lien pour qu’on lise et commente la même chose
En ayant marre de me disputer avec Tricastin, un physicien marin breton, et autres à propos des valeurs respectives des échanges par rayonnement et par convection du diagramme de Trenberth, ou sur la part du CO2 dans tout çà, j’ai réalisé un diagramme dérivé de celui de Trenberth, dont j’ai conservé toutes les valeurs, mais n’ai conservé que les échanges réels, et à partir des valeurs globales de Trenberth, j’ai essayé de décomposer en rayonnement des nuages, H2O, CO2 et autres GES, d’après des répartitions trouvées sur internet (c’est pas évident … le consensus est très flou et j’ai mis les valeurs qui me semblaient plausibles ! Si certains ont des répartitions plus crédibles, je veux bien modifier !).
Par exemple: Echange IR sol / atmosphère:
Trenberth : 356 – 333 = 23 W/m²
Moi: Nuages + H2O + CO2 + Autres GES = 14.5 + 5.1 + 2.2 + 1.2 = 23 W/m²
Voilà le résultat (si un administrateur veut bien insérer l’image, merci à lui !)
Lien image en attendant
Le résultat le plus spectaculaire, c’est que le soi-disant effet de serre n’a pas du tout lieu au niveau du sol comme surreprésenté par Trenberth, mais dans les échanges au sommet de l’atmosphère. Les fameuses « b ack-radiations » supposées nous rendre la vie insupportable ne transportent qu’une énergie plus faible que celle émise par le sol, et si le CO2 augmente … cela signifie simplement … que l’atmosphère est plus efficace pour refroidir le sol !
NB: Des discussions sur ce même diagramme ont déjà eu lieu en août 2016 sur ce même fil, mais on n’y discutait pas du rôle respectif du CO2 comparé aux autres composantes de l’ES, et on pourra toujours pinailler en parlant des GES anthropiques vs naturels !
papijo (#555),
Intéressant. Comment répartissez-vous les flux absorbés par l’atmosphère et ceux diffusés vers l’espace entre nuages, vapeur d’eau, gaz carbonique et autres ges ?
papijo (#555),
papijo,
Il manque juste à faire figurer sur votre graphique, la fameuse T° globale moyenne du globe : les 15°C de l’atmosphère (les 390 W/m2) qui a amené la clique de Hansen and Co à rajouter les back radiations (150 W/m2) pour arriver à 240 + 150 = 390 W/m2.
Comment les faire apparaitre ?
A ce propos, une question : l’énergie solaire traversant l’atmosphère en courte longueur d’onde (donc transportant bcp d’énergie), va-elle agiter les molécules de l’atmosphère et donc la chauffer tout simplement ?
Comme indiqué dans mon commentaire, j’ai cherché sur internet et trouvé … pas grand chose, et surtout des répartitions très différentes. Par exemple:
– Echanges sol / atmosphère:
Lien 1 (Slide 8/24 – Répartition retenue)
Lien 2 – Jancovici, avec un effet « nuages » très faible.
Ces valeurs sont néanmoins difficiles à expliquer. Les nuages occupant environ les 2/3 de la surface du globe et étant opaques aux IR, ils doivent intercepter au moins les 2/3 des IR des fréquences de la « fenêtre atmosphérique ». Comme cette fenêtre est de 40 W/m² d’après Trenberth, ils devraient donc intercepter 80 W/m², et même un peu plus (dans les autres fréquences), ce qui est totalement incompatible avec les 23 W/m² pour l’ensemble de l’atmosphère (nuages + GES) donnés par Trenberth. Si vous avez une explication …
– Echanges atmosphère (TOA) / espace
Lien 3 – Joanne Nova … rien trouvé d’autre !
La fenêtre atmosphérique varie entre 58 à 78 W/m2 selon les auteurs… c’est dire de la précision…
papijo (#555),
Non, les gaz à effet de serre refroidissent l’atmosphère, pas le sol. C’est cela l’effet de serre. Et le refroidissement en altitude est moins efficace que du sol, ce qui fait que l’ensemble terre plus atmosphère doit se réchauffer pour réatteindre l’équilibre.
Sans gaz à effet de serre, l’atmosphère ne pourrait se refroidir, à long terme elle serait serait plus ou moins isotherme sauf circulation à basse altitude entre équateur et pôle. Mais la convection serait quasiment inexistante.
volauvent (#561),
Je ne vais pas essayer de me battre à nouveau au sujet de l’efficacité comparée convection / rayonnement. Au niveau du sol, le rayonnement est beaucoup moins efficace pour refroidir le sol que la convection. Le diagramme de Trenberth est (involontairement) trompeur à ce sujet car il ne présente que les échanges globaux. Or, si le rayonnement IR fait presque exclusivement passer la chaleur du sol vers l’atmosphère, la convection agit dans les 2 sens. Par exemple le pôle sud se « réchauffe » (sinon il serait à -270°C) par le transport atmosphérique de chaleur, ou quand la rosée se dépose, c’est bien l’atmosphère qui « chauffe » le sol !
Sinon, je suis d’accord pour dire que les GES ont pour fonction de principalement refroidir l’atmosphère. Ma phrase voulait surtout critiquer la thèse: « les GES au travers des b ack-radiations réchauffent le sol » en montrant que au contraire, les IR ne réchauffent pas le sol, mais au contraire participent à son refroidissement ! L’ « effet de serre » des GES se manifeste presque uniquement dans la haute atmosphère quand l’effet de la convection, liée à la masse volumique des gaz, devient négligeable.
papijo (#562),
Il n’y a pas à se battre, car en gros nous sommes d’accord: en basse atmosphère, la convection domine. Mais elle n’existe que parce qu’il y a l’effet de serre.
Le CO2 émet ses IR à -55°C càd au niveau de la tropopause.
Donc oui le CO2 refroidit l’atmosphère.
Par contre j’ai lu ça : si le taux de CO2 augmente, alors son altitude d’émission augmente. Quelqu’un peut-il m’expliquer cela ?
Car si il y a plus de CO2, il va émettre plus d’IR donc plus de chaleur donc son altitude d’émission peut aussi diminuer pour se retrouver à cette T° plus élevée ?
Y a surement un truc que je rate dans le raisonnement. Si qqun peut m’éclairer.
De plus Papijo, vous n’avez pas répondu à mes deux questions précédentes :
– Comment expliquez vous la T° globale de 15°C dans l’atmosphère et comment faire figurer cela sur votre graphique ? (c’est à cause de ces 15°C que les back radiations ont été inventées afin d’obtenir les fameux 390 W/m2 ( 240 + 150 = 390 W/m2).
– L’énergie solaire traversant l’atmosphère en courte longueur d’onde (donc transportant bcp d’énergie), va-elle agiter les molécules de l’atmosphère et donc la chauffer tout simplement ?
Quand est-il du hotspot sensé démontrer l’effet de serre?
Et la courbe de Grudd, « arrangée » par Claude Allègre : depuis le temps qu’elle trajectoire a-t-elle?
Quelqu’un a des infos?
volauvent (#563),
Donc pour vous, dans une atmosphère sans GES, les pôles seraient à -270°C ?
Moi, je ne crois pas. Je pense que la convection qui leur évite aujourd’hui de se retrouver à ces températures existerait encore, et serait même renforcée car le transport de la chaleur des tropiques aux pôles serait forcément plus important s’il y avait moins de chaleur « perdue en route ».
papijo (#565),
Je ne pense pas , car , sur la Lune , même les zones qui ne reçoivent jamais de soleil ne descendent pas en dessous de -250°C
Pour l’instant , la moitié des calories apportées aux pôles transitent par la circulation thermohalyne des océans qui jusqu’à nouvel ordre n’a pas un moteur en relation avec l’effet de serre ; de plus , nos pôles reçoivent quand même un peu de soleil de temps en temps ; et puis rien que la chaleur du noyau terrestre assurerait quelques dizaine de degrés Kelvin dans ces régions comme ailleurs
the fritz (#566),
J’ai du mal à comprendre la circulation thermohaline au pôle sud … mais bon, je vous accorde -250°C au lieu de – 270°C !
papijo (#567),
http://planet-terre.ens-lyon.f.....ctique.xml
volauvent (#561),
Il n’y a rien de plus faux, les GES ne réchauffent ni ne refroidissent les GES ne sont que des transmetteurs d’énergie. Pour le refroidissement regardez du coté de la baisse de température due à la baisse de pression au fur et à mesure que l’altitude augmente.
volauvent (#563),
Faux la convection n’existe que parce qu’il y a un gradient de pression donc de température, Sans effet de serre, au niveau du sol une simple différence d’albédo enclenchera un mouvement de convection. La convection est présente dans tous les fluides…
the fritz (#569),
Je n’ai pas vu que cette circulation atteignait le pôle lui-même !
Tricastin (#571),
Dans la mesure ou sans effet de serre l’atmosphère ne peut se refroidir, les convections qui s’établiraient finiraient par homogénéiser toutes les températures, l’atmosphère serait pratiquement isotherme.
L’atmosphère adiabatique est crée par l’effet de serre.
Comme beaucoup, vous faites un raisonnement circulaire sans vous en rendre compte.Et vous n’avez rien compris au déclenchement d’une convection.
volauvent (#573),
A partir du moment où certaines zones à la surface du globe reçoivent un apport de chaleur (pour simplifier les tropiques « côté jour », et d’autres (côté nuit, et notamment les pôles) sont seulement en contact par rayonnement IR avec une source froide (l’espace), les températures au sol sont différentes, et donc, par conduction / convection, l’air ne peut pas être à une température homogène !
Enfin, je pense que vous ne pensiez pas ce que vous avez écrit: « L’atmosphère adiabatique est crée par l’effet de serre ». Si l’atmosphère est « adiabatique », c’est qu’elle n’échange aucune énergie, y compris par rayonnement IR !
Tricastin (#571), Tricastin (#2543), Faux ! « Un événement important vient cependant de se produire : un nouveau modèle de circulation générale vient d’être (discrètement) adopté par Météo-France. Il s’agit du modèle Leroux (1983), seul modèle actuel cohérent de la circulation troposphérique, qui bien évidemment intègre la dynamique des AMP. C’est un « scoop », et cela vient de sortir dans « Météorologie générale et maritime », Cours et Manuels de l’École Nationale de la Météorologie, n° 14, 4ème trimestre 2001, Toulouse, page 83, fig. 9.7 ! Rappelons également que le concept AMP est déjà formellement reconnu par Météo-France depuis 1998 par une communication à l’Académie des Sciences de Joly et Arbogast, du CNRM (cf. in Y. Lenoir, pp. 112-117) … Vous l’ignoriez bien sûr, mais c’est instructif, non ? »
Extrait de la lettre du 25/02/2002 de Marcel Leroux à Jancovici qui avait publié une critique acerbe (on le comprend…) du livre d’Yves Lenoir, Climat de panique.
Ouh ! Ouh ! Pas de réponse sur le fil ? J’essaie sur l’effet de serre…
volauvent (#573),
Désolé mais Tricastin a raison sur ce coup. la convection est déclenché par conduction sol -> air liée à l’ensoleillement. La convection et d’autant plus forte quand l’air est mauvais conducteur de la chaleur, donc sec (avec peu de GES).
papijo (#572),
C’est vrai , il y a des pôles difficiles à atteindre , parce que particulièrement frigides
volauvent (#573),
Non, non et non.
papijo (#574),
Oui et c’est bien la raison pour laquelle le gradient thermique adiabatique pur n’apparaît pas dans notre atmosphère avec GES. En fait, la compression et la détente ne jouent qu’un rôle marginal dans la fixation du gradient thermique moyen. Comme l’essentiel du transport de chaleur dans la basse troposphère est assuré par l’énergie latente dans de fortes ascendances localisées, la plus grande partie de l’atmosphère est plutôt en régime radiatif avec transport réduit de chaleur.
phi (#579),
Vous avez des sources ?
papijo (#580),
Oui, évidemment :
Une chaude à la surface et des froides dans toute l’atmosphère sous forme de GES.
phi (#579), papijo (#574),
Adiabatique = sans échange de chaleur δQ = 0
dU (variation energie interne) = δQ (variation chaleur) + δW (Travail)
D’ou dU = δW pour l’adiabatique.
D’où dU different de zero, il ya bien échange d’énergie. Cet échange se fait par le travail des forces de pression qui refroidissent le gaz (dU= Cv dT) en poussant l’air autour (δW= -PdV).
Bon après ok c’est plus compliqué que juste l’adiabatique sèche, mais de la a dire que les compressions*détentes sont marginales pour expliquer les ascendances faut pas pousser! il y a des ascendances parce que l’air chaud est plus léger et il se refroidira par expansion. Refroidissement qui pourra être ralenti (Gradient adiabatique humide plus petit que le sec) due a la condensation et donc liberation de chaleur latente.
Les GES participent a initier la convection car ils réchauffent l’air en contact de la surface – sans eux le rayonnement de surface partirait dans l’espace directement et il ferait plus froid.
On pourrait – pour s’en convaincre – faire un modele simple de l’atmosphere en ne considerant que les transferts radiatifs. On tomberait sur une temperature de surface – plus chaude – 333K mais ensuite plus froide (par rapport a la realité) en gagnant en altitude.
Nico D (#583),
https://s2.qwant.com/thumbr/0x380/5/5/75123bf77b77152ee988322c693e9e18ba917ee90cb5f1f1fd58ecaae8f7c7/Manabe-Strickler-1964-fig.4.png?u=http%3A%2F%2Fwww.drroyspencer.com%2Fwp-content%2Fuploads%2FManabe-Strickler-1964-fig.4.png&q=0&b=1&p=0&a=1
Cliquer sur le lien pour voir l’image (apparemment l’insertion directe de l’image dans le message ne fonctionne pas)
papijo (#574),
Vous et tous les autres confondent travail, chaleur, énergie en particulier énergie potentielle du rayonnement….
Sans gaz à effet de serre, l’atmosphère ne peut se refroidir en envoyant des IR vers l’espace, mais comme il échangerait quand même de la chaleur avec la surface (il ne pourrait faire que cela, ailleurs c’est le vide) , il finirait par être isotherme. En moyenne il serait à la même température que la surface.Il y aurait bien sûr des convections dues aux hétérogénéités de réception du rayonnement solaire.
Avec l’effet de serre, les conditions d’équilibre de l’ensemble terre plus atmosphère imposent une température en altitude. Le résultat est la création d’une énorme machine de Carnot entre surface et tropopause qui crée cette énorme marmite bouillonnante qu’est l’atmosphère adiabatique.
Ne pas comprendre cela, c’est admettre la théorie » gravito thermique » qui démontre qu’on n’a pas besoin d’effet de serre pour expliquer le gradient de température…. sauf qu’on oublie que la création de l’atmosphère adiabatique est un résultat de l’effet de serre.
volauvent (#585),
Pas d’accord. Comme vous le dites, l’atmosphère n’échange qu’avec la surface. Mais comme la surface n’est pas isotherme … l’atmosphère n’a aucune raison d’être isotherme !
Nico D (#582),
J’ai écrit : …pour expliquer le gradient thermique moyen.
J’aurais peut-être dû ajouter : un rôle direct marginal.
J’avais notamment en tête le graphique mis en lien par Hug et le rapport des flux thermiques partant de la surface et transitant par l’atmosphère (en gros 80 + 20 + 20 = 120 W/m2 pour chaleur latente – chaleur sensible – radiatif). D’une part, tant que la chaleur à évacuer ne produit pas un lapse rate purement radiatif supérieur au gradient adiabatique, la colonne est stable et donc sans ascendance; c’est le cas pour la majorité de la surface du globe. D’autre part, le gradient thermique s’explique fondamentalement par les sources froides et chaudes; la convection ne fait que limiter ce gradient. Autrement dit, la convection n’explique évidemment pas pourquoi la température diminue en s’élevant puisqu’elle fait l’inverse, elle refroidit le bas pour chauffer le haut.
volauvent (#585),
J’ai juste un problème, disons de vocabulaire, avec ce que vous dites. Si vous examinez un schéma des radiations partant de la planète vous voyez que l’origine des IR est assez bien répartie sur toute la hauteur de la colonne troposphérique. La troposphère n’est pas juste un médium en condition adiabatique entre la surface et la tropopause. Elle constitue, dans l’entier de son volume, le principal siège du refroidissement radiatif de la planète.
volauvent (#585),
C’est tout le contraire, sans gaz à effet de serre l’atmosphère ne pourrait pas être thermalisée car elle serait transparente à la fois au visible et à l’infrarouge émis par la surface terrestre; sa température serait donc très inférieure à celle que nous connaissons. Néanmoins elle continuerait à émettre du rayonnement infrarouge vers l’espace comme le fait tout corps dont la température est supérieure à 0 Kelvin et il existera toujours un gradient de température dû au gradient de pression (à moins de nier l’effet de la gravitation) donc pas d’atmosphère isotherme.
Ne faites pas comme phi et d’autres, n’inventez pas une nouvelle physique.
volauvent (#585),
papijo (#586),
phi (#587),
Moi non plus je ne suis pas d’accord avec volauvent et j’avais mis sur le site, apparemment en 2012, ces références traduites : http://www.skyfall.fr/wp-conte.....iddons.pdf .
Cela me paraît tout à fait convaincant, il y a plusieurs planètes qui sont gazeuses, avec ou sans prétendu GES et leur température troposphérique est un gradient qui vers 1 bar est fonction de leur distance au soleil et de leur gravité, point barre.
Les considérations de nature des gaz et de masse de l’atmosphère n’ont rien à voir à l’affaire pourvu que l’on puisse être quelque part entre 0,1 et 1 bar. Il n’y a pas d’atmosphère isotherme avec l’altitude puisque tout corps céleste tourne plus ou moins vite sur lui-même et a donc une face éclairée et une face obscure.
Tricastin (#589),
Sans ges, l’atmosphère serait chauffée par contact avec la surface. La convection permettrait ensuite de la chauffer sur toute sur sa hauteur. Puis la convection s’arrêterait une fois toute l’atmosphère chauffée. Il n’y aurait plus qu’une fine couche d’air au contact du sol qui verrait sa température varier en fonction des cycles nuit/jour par contact avec la surface du globe.
Sans ges, l’atmosphère ne pourrait pas se refroidir par le haut par rayonnement vers l’espace. Absorption/émission sont les deux facettes d’une même propriété physique.
Hug (#591),
D’accord avec vous, sauf sur un point: la « fine couche ».
Pourquoi voulez vous que cette couche soit « fine » ?
Vous avez par exemple, dans notre monde « réel », les phénomènes « brise de mer » et « brise de terre » qui ne font absolument pas intervenir le rayonnement, si ce n’est de manière très marginale, et qui intéressent une couche de l’atmosphère pas spécialement « fine ». Qu’est-ce qui empêcherait le même phénomène de se manifester dans une atmosphère sans GES ?
papijo (#592),
J’ai dit « fine couche » comparativement à l’épaisseur totale de l’atmsophère. Je ne donne pas de chiffre, étant bien incapable de le faire
Mon opinion est qu’il y aurait quand même un léger gradient thermique vertical et une circulation atmosphérique comme vous l’entendez, en très atténué par rapport à la situation réelle. Mais ce n’est qu’une opinion un peu fragile.
papijo (#592),
Si la température d’une atmosphère sans GES est essentiellement élevée grâce à l’hétérogénéité des températures de surface et à l’incomparable efficacité de la convection, une masse d’air tempérée et donc lourde ne pourra pas s’élever notablement dans une atmosphère plus chaude qu’elle et donc plus légère. Le sous marinier devrait pouvoir confirmer.
papijo (#592),
Vous avez raison ; il ne faut pas que la couche soit fine , sinon il y a trop de fuites ; avec une couche épaisse on retient les liquides et la chaleur avec ce qui est un bienfait pour l’environnement
Hug (#591),
Bien sur que si, seulement les températures ne seraient pas du tout les mêmes. Que croyez vous qu’il se passe au sommet de l’atmosphère que nous connaissons ? Ce sont toutes les molécules de gaz qui émettent vers l’espace et pas seulement les molécules de GES. Une molécule qui est excitée soit par collision avec une autre molécule soit par absorption d’un photon DOIT se débarrasser de cette énergie et elle ne peut le faire que par 2 moyens => collision ou émission de photon. Quand la pression est trop faible et que les collisions deviennent rares c’est l’émission de photon qui permet à la molécule de revenir à son état initial et ce quelque soit sa nature.
Ce qui me sidère c’est le nombre de personnes qui prétendent discuter de l’effet de serre alors qu’elle ne connaissent pas les bases de la physique des gaz.
Tricastin (#596),
ah, voilà une nouvelle intéressante
tous les gaz sont donc des GES
car s’ils émettent, c’est bien qu’ils peuvent aussi absorber
on ne nous dit pas tout
Tricastin (#596),
L’atmosphère, c’est à 99 % N2 et O2. Deux gaz qui n’apparaissent pas dans l’irradiance de l’atmosphère.
Hug (#591),
Je comprend pas non plus ce que vous voulez dire par « sans GES l’atmosphere ne se refroidirait pas … »
Sans GES , l’atmosphere serait transparent au rayonnement IR de la surface . Elle ne se rechaufferait que par conduction á l’interface avec le sol/mer. Ensuite la chaleur sera transportée par convection dans les differentes couches de l’atmosphére.
Finalement comme tout corps , le gaz (quelque soit sa composition) rayonnera et evacuera des watts vers l’espace. En fait cela serait exactement comme avec les GES . La difference est que l’atmosphére accumulerait moins de chaleur (puisque pas d’absorption) et donc en retrocederait moins á la surface par rayonnement . Mais elle continuerait á se refoidir par rayonnement vers l’espace …
phi (#598),
Phi , c’est un spectre d’absorption que vous présentez . Ou je me trompe ? Je ne comprend pas ce que vous voulez dire ?
Heureusement qu’un gaz chaud , quelqu’il soit , peut se refroidir par rayonnement…. (remarquez que l’on serait bien content dans le spatial , si on avait sous la main un gaz qui ne se refroidit pas …) .