Voici un texte resté longtemps non traduit sur le site de Skyfal. Merci à Manu95 pour sa traduction.
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Contrairement à une croyance répandue, l'effet de serre aurait plus à voir avec l'eau dans notre atmosphère que des gaz comme le dioxyde de carbone.
Les variations extrêmes de la météo locale et des saisons conduisent aisément les gens à invoquer l'« effet de serre », et à rejeter la faute sur le dioxyde de carbone. Conjointement à d'autres gaz produits par l'homme, tel que le méthane, le dioxyde de carbone dans l'atmosphère a eu mauvaise presse depuis de nombreuses années et est généralement cité comme la principale cause de l'effet de serre. Ce n'est tout simplement pas correct. Si l'augmentation du dioxyde de carbone peut être la source d'un effet de serre accru, et donc d'un réchauffement climatique, le rôle de la molécule la plus vitale de notre atmosphère – l'eau – est rarement discuté. En effet, l'eau est à peine mentionnée dans les centaines de pages du rapport de 2001 du Groupe d'experts intergouvernemental sur le changement climatique.
Figure 1
De nombreux aspects de la molécule d'eau en apparence simple concourent à rendre difficile la modélisation de ses effets sur notre climat. Contrairement à la plupart des autres gaz atmosphériques, la distribution de l'eau dans l'atmosphère varie fortement avec le temps, le lieu et l'altitude (figure 1). L'eau est également unique parmi les molécules de l'atmosphère, parce qu'elle change de phase aux températures terrestres. Cela signifie qu'elle peut transférer de l'énergie de sa forme solide (glace) aux pôles à ses formes liquide et gazeuse (vapeur d'eau) dans l'atmosphère. Une fois dans l'atmosphère, l'eau se déplace avec les vents et peut même se diffuser jusqu'à la stratosphère, où elle est responsable de la destruction de la couche d'ozone qui protège des ultraviolets.
L'atmosphère joue un rôle crucial dans le bilan radiatif de la Terre car elle absorbe à la fois le rayonnement entrant reçu du Soleil et le rayonnement sortant qui est réfléchi par la surface de la planète. Toutefois, le rayonnement dans chacun de ces processus a des longueurs d'onde très différentes. Le soleil émet à peu près comme un corps noir à une température de 5800 K, qui culmine dans la région optique à une longueur d'onde d'environ 0,6 µm. Le profil du rayonnement réfléchi, en revanche, est beaucoup plus proche d'un corps noir à une température de 275 K, et a un pic de longueurs d'onde beaucoup plus dans l'infrarouge (environ 11 µm). Les processus physiques qui conduisent à l'absorption du rayonnement dans les deux régions sont différents, mais la vapeur d'eau joue un rôle dominant dans les deux.
Équilibrer les comptes
Les physiciens ont modélisé l'atmosphère de la Terre depuis plus d'un siècle, et nous avons acquis une connaissance très détaillée des processus clés qui sont impliqués dans le bilan énergétique global (figure 2). Par exemple, il est maintenant bien établi que la haute atmosphère de la Terre reçoit une quantité d'énergie moyenne provenant du Soleil de 342 W par m2. Cette moyenne est calculée en connaissant la quantité d'énergie qui est émise par le Soleil et l'angle que la Terre sous-tend. Si les rayonnements entrants et sortants ne sont pas égaux alors le bilan total de l'énergie n'est pas équilibré et la température de la planète changera jusqu'à ce qu'un nouvel équilibre soit établi. L'on peut alors craindre qu'une accumulation de gaz à effet de serre provoque une augmentation de l'absorption du rayonnement infrarouge sortant.
Les mesures par satellite montrent que 235 W/m2 du rayonnement solaire incident est absorbé par la Terre, mais les modèles les plus récents et les mesures indiquent que l'atmosphère est responsable de seulement 67 W/m2 de ce montant. Le reste est absorbé par le sol et les océans, qui jouent un rôle clé dans le bilan énergétique en raison de leur grande capacité thermique et leur capacité à stocker le dioxyde de carbone, et, bien sûr, la vapeur d'eau.
L'effet de serre est précisément la différence entre le rayonnement de grande longueur d'onde qui est émis par la surface de la Terre et le rayonnement thermique montant qui quitte la tropopause – la limite supérieure de la partie turbulente de l'atmosphère que nous habitons tous. L'effet de serre est d'environ 146 W/m2 par ciel clair et de quelque 30 W/m2 supérieur s'il y a une couverture nuageuse.
Il existe un certain nombre d'idées reçues sur l'effet de serre, notamment qu'il s'agit d'une mauvaise chose. Au contraire, l'effet de serre est un facteur important qui rend la Terre habitable. Sans lui, la température moyenne sur Terre serait plus basse d'environ 30 K, ce qui rendrait la plupart de la surface de la planète complètement glacée. En outre, c'est la vapeur d'eau dans les 10 km environ de la partie basse de l'atmosphère, plutôt que les émissions de dioxyde de carbone d'origine humaine, qui contribue le plus à cet effet de réchauffement.
L'absorption de la lumière par les molécules dans l'atmosphère se fait généralement par deux processus moléculaires de base : transitions « liées-libres »1 et « liées-liées ». Les transitions « liées-libres » se produisent dans la partie la plus énergétique du spectre ultraviolet et provoquent la rupture des molécules. Dans les transitions « liées-liées », qui se produisent à des longueurs d'onde plus longues, les molécules sautent d'une certaine combinaison d'états de rotation et de vibration à une autre, ce qui produit une "signature" bien distincte (figure 3). Il est donc très facile de repérer quels absorbeurs atmosphériques interviennent, mais il est beaucoup plus difficile de travailler sur les chiffres réels. Néanmoins, de grandes bases de données qui listent toutes les transitions moléculaires connues et leurs propriétés associées ont été constituées. La plus utilisée est la base de données sur l'absorption moléculaire par transmission à haute résolution, (HITRAN), qui a été développée pendant de nombreuses années par Larry Rothman, désormais au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics à Cambridge aux États-Unis.
Tous les modèles ne sous-estiment pas la quantité de l'absorption atmosphérique parce que certains physiciens choisissent d'ajouter une absorption supplémentaire à leurs modèles pour éponger l'excédent de rayonnement. Toutefois, la cause physique du manque d'absorption par ciel clair et sa distribution exacte en longueurs d'onde restent non résolues, et se révèlent être une source de nombreuses hypothèses. La molécule favorite de chacun est une candidate possible.
L'effet précis de ces bandes d'absorption est difficile à déterminer, malgré les grands efforts déployés par de nombreux scientifiques talentueux et dévoués.
(1) http://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_spectral_line,
http://fr.wikipedia.org/wiki/Spectroscopie_UV-visible,
143 réponses à “Effets de la vapeur d’eau sur le climat. (Première partie)”
Marot (#95),
ah oui, bien sût car il n’y a que pour l’Angleterre que l’on dispose de séries aussi longues et assez fiables
yvesdemars (#101),
Et il n’est de bon CRU qu’anglais.
Reçu dans ma messagerie :
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Message posté le « 15/04/2010 20:35:04 »
Sur l’article :
http://plus.lefigaro.fr/node/1…..nt-2839726
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Rappel de votre message :
Publié aujourd’hui dans le journal (IOPscience) Environmental Research Letters . Les scientifiques ont mis en garde la Grande-Bretagne qui peut s’attendre à subir une série d’hivers extrêmes , comme on en n’a pas vu depuis plus de 300 ans. Les chercheurs ont constaté que la faible activité solaire – marquée par une diminution du champ magnétique du soleil, influences les conditions météorologiques dans le nord de l’Europe. (= à minimum de Maunder ) Des experts de la science d’Allemagne, de la Corée et du Royaume-Uni et de la Technologie Services Conseil ont également contribué à l’étude . http://iopscience.iop.org/1748…..1/fulltext
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Chapeau les médias français ,heureusement Le Point a publié .
plombier (#97),
Pourtant si vous regardez ici http://data.giss.nasa.gov/gistemp/maps/ il n’y a pas cette anomalie tres positif en Finlande où début mars a tres froid…
Williams
Williams (#104), la NASA a corrigé suite au billet de ClimateAudit ! Ils l’ont signalé sur leur site, le jour même où l’erreur a été signalée par les sceptiques. Hé, c’est la « science » climatique qu’on te dit !
LaurentC (#89), merci pour la mesure de l’IR temps réel (je ne l’avais pas vu). Où est ce qu’on peut trouver le spectre de ce rayonnement descendant ?
Pour moi, ce rayonnement existe parce que la colonne d’air au dessus du pyromètre est à une certaine température, déterminée entre autre par la convection (absente du schéma giecien effectivement) qui marchera qu’on ait des gaz à effet de serre ou non. On en revient toujours au problème de la rétroaction par le lapse rate: avec plus de GES, la convection diminue. The debate n’est pas « over » sur cette histoire, si ?
Désolé pour les doublons mais j’ai eu qlq difficultés à faire apparaitre les messages. Mais oh miracle ils apparaissent maintenant.
yvesdemars (#100),
Ce sera alors un autre capteur qui mesurera le spectre solaire. IR solaire et IR thermiques sont dans 2 régions différentes.
miniTAX (#106),
Où est ce qu’on peut trouver le spectre de ce rayonnement descendant ?
Bonne question, je suppose pour savoir s’il se superpose avec le spectre d’un corps noir. A froid je ne sais pas. Ce serait intéressant a rechercher.
Pour le spectre théorique il y a MODTRAN.
« Il s’avère que les teneurs habituelles de dioxyde de carbone sont suffisantes pour opacifier la plupart de ses bandes d’absorption (voir figure 3). Parce que les bandes d’ absorption forte sont saturées, ajouter plus de dioxyde de carbone dans l’atmosphère augmente son absorption de façon logarithmique plutôt que linéaire, fait qui est reconnu par le Groupe d’experts intergouvernemental sur le changement climatique. »
Ce qui signifie si j’ai bien compris que l’ absorbtion sur les raies saturées est limitée.
D’accord?
Existe-t-il une référence permettant de comprendre le comportement du mélange CO2 atmosphère et ses interaction avec les océans, l’eau, la vie et les carbonates, sachant que ce gaz est significativement plus lourd que l’air et que sa stabilité dans le mélange ne me semble pas acquise.
Merci des réponses.
monmon (#110), Oui, il y a saturation.
Quand un grand nombre de molécules présentes dans l’atmosphère ont absorbé ce qu’elles peuvent, la probabilité pour que celles qui restent recoivent le rayonnement infra rouge diminue.
L’argument du Giec, à ma connaissance, pour déclencher l’apocalypse, est qu’il y a des « rétroactions » positives plus ou moins exponentielles qui amplifient considérablement la faible croissance logarithmique.
Ces rétroactions sont si mal connues que la dispute (sens étymologique) entre Lindzen et le Giec porte sur le signe d’une rétroaction majeure.
Grosso modo :
Giec : plus de CO2 –> température de surface croissante –> plus d’évaporation –> plus de nuages opaques à l’IR montant de la terre –> température de surface croissante.
Lindzen : plus de CO2 –> température de surface croissante –> plus d’évaporation –> plus de nuages qui réfléchissent le rayonnement solaire –> température de surface décroissante.
Si je me suis trompé, Laurent, miniTAX ou d’autres corrigeront.
miniTAX (#106),
J’avais vu ça quelque part, mais je ne l’ai pas aujourd’hui sous les yeux. Si je me rappelle bien, le spectre obtenu (par mesure radiomètre bande étroite) est en gros l’inverse du spectre de la transmittance atmosphérique. (valeurs importante dans les bandes d’absorption/diffusion, et très faible dans les parties « transparentes »).
LaurentC (#109),
Avec un rayonnement provenant de gaz et de particules de composition, d’émittance et de température différente (très différentes)… il n’y a aucune chance.
… et même si la composition, la densité et la température atmosphérique était homogène sur toute la colonne, un mélange gazeux semi-transparent ne peut pas être assimilé, ni même approximé à un corps noir.
Marot (#112),
Non pas trompé… (sauf sur un point mineur, les rétroactions présentées dans les rapports du GIEC sont linéaires, pas exponentielles).
Le truc du signe positif de la somme des rétroactions, c’est d’ailleurs ce qui , dès le début, m’a fait coincer… cela ne colle pas avec la remarquable stabilité du climat (à quelques degrés prêt, ce qui n’est finalement pas grand chose) depuis des millions d’années.
monmon (#111),
Pour un récapitulatif, sur le forçage du CO2:
http://astrosurf.com/astrocdf6…..imatJC.pdf
Laurent (#114),
bien vu, le climat de la terre a certes varié, mais si l’on excepte les cataclysmes, il n’a jamais franchement divergé.
Et les cycles glaciaires ont été dus à des cause externes qui constituent des forçages bien plus conséquents que l’augmentation du CO2, et malgré cela les variations de températures n’ont été que de l’ordre de 2x ce que nous annonce le GIEC.
Si l’argument des carbo-centristes était exact il y belle lurette que la Terre aurait été transformée en enfer ou en congélateur (et nous ne serions pas là pour en parler). Il existe donc des rétroactions négatives à un réchauffement ou un refroidissement.
Ce n’est pas un argument scientifique à proprement parler, mais
yvesdemars (#116), mais ? Attaque cardiaque ??
yvesdemars (#116), mais… ? Attaque cardiaque ??
non non, tout va bien j’avais oublié de compléter car j’hésitais sur le terme à employer:
» un élément de réflexion et de doute sur le RCA ?? »
ou plus exactement:
« une piste de réflexion et une contribution au doute sur l’origine du changement climatique »
Pecqror 115 et al
Merci .
J’ai cependant des doutes(fig 66 de ton récapitulatif très bien fait)que le CO2 gaz lourd ait jamais été plus qu’à l’état de trace dans l’atmosphère.
Que pourrait -on dire du système CO2 à l’échelle planétaire si sa teneur très stable dans l’atmosphère était réglée par de la diffusion moléculaire par exemple ? Ce type d’hypothèse a-t-il été testé?
monmon (#121),
Le CO2 a été bien plus qu’à l’état de traces dans l’atmosphère.
Peu après la formation de la terre, l’atmosphère originelle était constituée quasi-exclusivement de CO2…
Pour revenir à un passé beaucoup plus récent (les derniers millions d’années), les analyses isotopiques sédimentaires, puis les mêmes analyses sur les carotages glaciaires montrent que la teneur atmosphérique en CO2 dépend de la température.
… ce qui est normal vu que les variations de température océanique influent directement sur les taux d’absorption/émission de CO2.
@Laurent
Bien vu, Laurent !
Les lois des cavités sont fondamentalement des lois relatives à des surfaces d’épaisseur quasi nulle. En gros, le noir de carbone qui revêt les parois des cavités de Kirchhoff. Du 2D typique.
Les appliquer à des « bulks » 3D relève d’un saut, au moins sémantique, que les bouquins de physique de l’atmosphère se contentent de franchir sous la forme d’un sybillin « Si on admet que les lois du corps noir s’appliquent aux gaz de l’atmosphère…. » etc. Et c’est parti pour un tour.
Le diable se cache dans les détails, dit-on. On ne sait pas. Ce qui est sûr c’est qu’il se cache dans les extrapolations…
Un rapport d’un chercheur de la NASA (rapport hélas disparu du site originel, mais l’auteur y a effectivement séjourné) en dit long là dessus, rien qu’en comparant les températures données par l’irradiance de la Lune avec les vraies mesures de température effectuées in-situ lors des missions Appolo : Des écarts considérables.
http://climaterealists.com/att….._Final.pdf
L’explication de l’auteur (épaisseur chauffée) est assez crédible.
Idem pour l’irradiance de la Terre (voir bouquin de Goody, page 152). D’après l’irradiance mesurée par satellite, la température de la terre serait de 265,7 K… Brr….
Oops ! Je voulais dire @Laurent 113.
Argus (#123),
Le lien ne fonctionne pas et Hermalyn paraît inconnu chez Climate realists
@Marot 125,
En effet. Désolé.
Probablement, ce lien ne marche qu’à partir de ClimateRealists.
Le lien est en bas du texte d’Alan Siddons, ici :
http://climaterealists.com/index.php?id=5526
Argus (#126), Merci pour le complément, c’est bon.
Ce lien de climaterealist est étonnant. Plein de bon sens et des questions qui fâchent. Entre autres, le coup de « l’épaisseur » du corps noir est pertinent.
Je n’ai bien entendu pas la moindre idée sur les réponses à apporter…
@Murps
L’essentiel est de se les poser, les questions.
A noter que les points 1 (on ne peut calculer l’irradiance moyenne à partir de la température moyenne- inégalité de Hölder ou de Jenssen) et le point 2 (les lois du corps noir et le caractère 3D des gaz et des liquides ) pointés par Alan Siddons ont déjà été relevé par Pielke Sr puis par Gerlich et T (Point 1) et par Gerlich et T (point 2)… Ces derniers, dans un article qui a fait l’objet de violentes critiques de la part des climatologues et de Futura-Sciences, ente autres.
Entre nous, moi aussi, je le trouve astucieux cet Alan Siddons que je ne connais pas.
Mais chuttt. ça dérange les pétitionnaires quand on se pose des questions sur la « science climatique »…
Laurent (#122),
Allègre dit aussi cela dans deux de ses derniers bouquins avec une inconséquence coupable puisqu’il dit une fois que la pression au sol était de 1000 m d’eau, soit environ 100 bars comme sur Vénus et dans l’autre livre, 5000 m d’eau.
Retenons que l’atmosphère originelle était très dense et que le CO2 en est parti sous la forme de CO3Ca où serait concentrés actuellement environ 60 milliards de milliards de tonnes du carbone CO2 initial. Cette masse énorme serait en grande partie due à la vie sous la forme de calcaire venant des algues vertes comme les coccolithophoridés.
Ces calcaire biogènes constituent une énergie potentielle venue du soleil et mise en réserve depuis plus d’un milliard d’années ce qui témoigne de l’absurdité du bilan radiatif supposant la terre comme un corps noir parfait, ni absorbant ni réfléchissant.
Argus (#123),
Je suis heureux d’apprendre que mon calcul de la température de la terre sans atmosphère au bon sens et à la louche , (voir le dernier schéma envoyé précédemment sur free) n’est pas si absurde après tout, puisque la température de la face obscure de la lune culmine à environ 30K alors que la face éclairée est au maximum à 385K et encore, sans compter l’atténuation vers les pôles, si j’ai bien compris.
La température moyenne serait certainement inférieure à 200K et donc l’effet de serre d’environ 100K
plombier (#103),
La même chose m’est arrivée pour avoir été « agressif » envers Greenpeace.
Argus (#129), vous dites : Mais chuttt. ça dérange les pétitionnaires quand on se pose des questions sur la “science climatique”… Mais la question est : ça les empêche de travailler ou ça les réveille si on parle trop fort ??
Patrick Bousquet de Rouvex (#132),
Ca leur brouille l’écoute.
Contrepèterie??
ROy Spencer publie un résumé es principales conclusions de son nouveau livre qui s’intitule:
la bourde du réchauffement climatique global : comment la nature a roulé (dans la farine) les meilleurs scientifiques du climat
En gros:
ils ont confondu l’effet (le réchauffement) et la cause (les nuages)
il faut se réjouir de l’augmentation du taux de CO2
Va y avoir des pleurs, des hurlement de rage au sein du GIEC
yvesdemars (#135),
Je n’ai pas votre optimisme.
Ils vont totalement ignorer la chose, pas un mot, pas un bruit.
Marot (#136),
dans les réunions internes, mais bien sûr pas vis à vis de l’extérieur
Ca m’étonnerait aussi que Huet et Fouccard en parlent
Marot (#133), dm75 (#134), à propos de « science climatique », où est passé minitax ?
yvesdemars (#135),
Tout à fait passionnant le site de Spencer, je l’avais un peu oublié.
Je me suis intéressé au dernier article du 21 avril sur l’énergie manquante.
J’y ai trouvé l’article de Trenberth et Fasulio. Quelqu’un pourrait-il m’expliquer sur leur figure 1, pourquoi le changement d’irradiance solaire présente un pic en 2008-2009, environ +2W/m2 alors que le minimum solaire va se trouver en décembre 2008. Je dois mal comprendre le « change in solar irradiance.
Entre 2000 et 2010 il y a une plongée spectaculaire et longue du cycle 23.
En ce mois d’avril, début du cycle 24 presque 1/4 du mois sera sans taches solaires et certaines n’auraient certainement pas été visibles au début du 20e s. sans parler d’avant.
Merci
MichelLN35 (#139),
Ce point de la visibilité des taches fonction des performances des instruments de chaque époque est un point d’une importance certaine qui tendrait à renforcer la singularité du cycle 23 (et du 24 commençant).
http://www.techno-science.net/…..;news=7735 : une avancée dans l’étude des nébulosités ?
scaletrans (#140),
Aujourd’hui nous en sommes au tiers du mois d’avril sans taches dans le décompte officiel.
Par contre, ici : http://www.landscheidt.info/?q=node/50
ils en sont à presque la moitié, avec des critères plus rigoureux.
MichelLN35 (#142),
Ce que je voulais dire c’est que les minimas précédents ayant été observés avec des résolutions infiniment inférieures, il se peut bien que les minimas actuels soient, par comparaison, encore plus bas qu’on ne le pense.