Changement Climatique

Comprendre l’effet d’atmosphère /1

Traduction de MichelLN35 : qu'il en soit vivement remercier ainsi que ses joyeux relecteurs !

Et bon réveillon !

•••••

Joseph
E. Postma

(M.Sc.
Astrophysics, Honours B.Sc. Astronomy)

source:  http://www.tech-know.eu/uploads/Understanding_the_Atmosphere_Effect.pdf

Mars 2011

Cet article commence par un bref résumé de deux pages sur le développement théorique de l’« Effet de Serre ». Après plusieurs discussions avec des collègues, il est apparu évident que sa base théorique n’était pas largement comprise, même si la théorie semblait implicitement admise. Dans l’institution scientifique il est généralement attendu que les individus comprennent et croient les théories qu’ils soutiennent, plutôt que de savoir qu’elles existent et d’y croire. Donc il était curieux qu’il semble y avoir si peu de compréhension académique de la théorie de l’effet de serre, contrairement à la simple connaissance de son existence.

Il doit être noté immédiatement que l’effet de serre est bien une théorie – ce n’est pas un simple fait empirique, comme l’existence du soleil, par exemple. Comme théorie il a un développement scientifique qui est ouvert à l’analyse et à la critique. Il est extrêmement curieux, d’un point de vue scientifique, que le mot « théorie » ne soit presque jamais associé au terme « effet de serre » dans les cercles publics et académiques. Indubitablement, ce fait est lié à la raison pour laquelle même les publics académiques ne sont pas familiarisés avec le développement théorique, sans parler de la connaissance de la théorie par le grand public. Donc, ce point acquis, l’« effet de serre » sera mentionné comme la « théorie de la serre », ce qui indiquera que c’est une proposition qui nécessite d’être soutenue par l’observation et qui demande aussi d’être compatible avec d’autres lois bien établies de la physique. Ceci est analogue à la gravité : comme l’atmosphère, personne ne met en doute que la gravité existe, évidemment. Ce que nous mettons en question c’est la théorie qui décrit comment elle fonctionne, et juste comme la théorie de la gravité d’Einstein qui s’écroule et échoue sous certaines conditions, et n’est pas compatible avec quelques autres parties de la physique, nous pouvons examiner si la théorie de la serre s’écroule et échoue sous les conditions qu’elle est supposée décrire. Cette distinction a besoin d’être soulignée parce que plusieurs scientifiques, qui vraiment devraient mieux savoir, déclareront que l’effet de la Théorie de la Serre est un « fait scientifique », alors qu'un scientifique devrait comprendre qu’il n’existe pas de chose telle qu’un fait scientifique, mais seulement des théories scientifiques. Celles-ci sont produites avec l’intention d’expliquer ou de décrire le fonctionnement et le comportement de données empiriques par ailleurs ordinaires. Par exemple, encore, il est hors de doute que la Terre a une atmosphère, que le temps varie, et qu'une force fait tomber les choses au sol ; ce sont des faits de la réalité, et il n’y a absolument aucune nécessité de les qualifier de l’adjectif « scientifique ». Personne ne met cela en question. Ces faits existent et sont reconnus par tous et partout, indépendamment de la science. Ce que les scientifiques tentent de faire c’est produire des théories qui puissent décrire comment ces faits réels fonctionnent, de façon logique, et de façon compatible avec d’autres théories scientifiques. Par exemple, vous pourriez souvent être témoin de quelqu’un insinuant que si vous doutez de la théorie de la gravité, vous devriez la tester en sautant par la fenêtre. C’est extrêmement antiscientifique de dire ça, parce que bien sûr, les scientifiques doutent de la théorie de la gravité à cent pour cent ! Nous ne doutons pas que la gravité existe, mais nous doutons de la théorie scientifique qui décrit comment elle fonctionne. Et donc, pour ce qui nous concerne ici de la même façon, nous interrogerons la théorie de l’effet de serre.

La théorie de la serre est la proposition que l’atmosphère chauffe la surface de la Terre à une température plus élevée qu’elle ne serait sans une atmosphère, via un processus appelé « transfert radiatif infrarouge rétroactif ». C’est juste une façon sophistiquée de décrire l’idée que les gaz à effet de serre agissent comme une couverture autour de la Terre, en piègeant les radiations infrarouge,  ce qui la conduit à être plus chaude qu’elle le ne serait sinon, et ceci est supposé être grossièrement analogue au fonctionnement d’une serre de botaniste. Nous voulons examiner la proposition de la théorie de la serre et voir si c’est une théorie qui peut expliquer de façon satisfaisante nos observations de la température de surface de la Terre.

Araucan

116 réponses à “Comprendre l’effet d’atmosphère /1”

Commentaires plus récents »

  1. Merci pour votre conséquente et intéressante contribution. 😛

    Puis-je me permettre de suggérer quelques corrections à apporter aux fautes de frappe ? — bien modeste et humble contribution de ma part… 😕

    sous-titre : MichelLN35 : qu’il en soit vivement remercier —> remercié
    p. 1 . § 1 : théorie de l’effet de zerre —> serre
    p. 2. § 3 : conduire à des changementS variés du climat comme des changement de précipitations
    dernier § : l’équation a bien été écrite et montrée
    avant-dernière ligne : Continuez seulement à lire

    p. 3. § 3 : ce qui les rends —> rend
    dernier § : De telleS conjectures ne sont pas la façon dont fonctionne la réalité —> […] employée par la réalité pour fonctionner (?)

  2. Très bien mais il suffit de relire les excellents commentaires de Duran sur « pensée unique » pour comprendre comme Gerlich et Tscheuschner que ce calcul est faux:
    « La cause de l’irradiance S(T) de notre planète, c’est sa température et non pas l’inverse. Même si c’est le Soleil qui réchauffe la planète, ce n’est pas l’irradiance de la Terre qui crée la température! C’est l’opposé. Les différents points de la planète sont des émetteurs de chaleur qui génèrent des irradiances qui repartent dans l’espace. Trouver l’irradiance moyenne en moyennant des irradiances sur la surface de la Terre et en déduire une température moyenne n’a aucun sens du point de vue de la thermodynamique. En réalité, on doit donc d’abord calculer chaque température qui est effectivement égale à la racine quatrième de chaque irradiance puis (intégrer) faire la moyenne des températures avant d’en déduire une irradiance moyenne S(T) de la Terre que l’on rend, ensuite, égale à celle venant du Soleil au facteur géométrique près rappelé ci-dessus. Et ces deux manières de procéder ne donnent pas du tout le même résultat essentiellement à cause de la puissance quatrième de la loi de Stefan-Boltzmann. Les deux résultats sont différents, nous disent les physiciens théoriciens, du fait de l’inégalité dite de Hölder, (ou de Jensen comme me le dit un de mes collègues mathématicien). Autrement dit, la moyenne sur les températures T à la puissance 4 ne donne pas le même résultat que la moyenne (vraie) des températures T (à la puissance 1). Autrement dit encore, calculer une « irradiation moyenne » de la Terre et en déduire une température moyenne en utilisant la loi de Stefan-Boltzmann c’est commettre un erreur qui ne peut pas conduire au bon résultat comme voudraient ou sembleraient le croire les partisans de l’effet de serre. En résumé, la loi de Stefan-Boltzmann s’applique à un ou plusieurs émetteurs de chaleurs, pris séparément, mais certainement pas à une moyenne d’émetteurs pour en déduire une moyenne des températures. On a certes toujours le droit de calculer une irradiance moyenne et d’en déduire une température moyenne « équivalente », mais cette température moyenne « équivalente » n’est absolument pas égale à la vraie température moyenne des émetteurs. Elle lui est toujours supérieure. On ne peut donc ni la comparer ni la retrancher des +15°C de la température moyenne (qui, elle, est vraie, si le thermomètres sont correctement disposés) de la planète pour obtenir les +33°C bien connus et qui n’ont donc aucun sens du point de vue de la physique.

    Alors que donne le calcul correct dans lequel on moyenne (on intègre) d’abord sur les températures et non pas sur les irradiances ? Gerlich et Tscheuschner ont fait le calcul et trouvent que ce type de calcul indiquerait que la température moyenne (vraie) de la Terre sans atmosphère, éclairée par le Soleil serait de -129°C et non pas de -18°C. C’est très différent. Si on poursuit, malgré tout, le raisonnement de nos amis « réchauffistes de l’effet de serre », on en déduirait que l’effet de serre devrait réchauffer la Terre de 15-(-129)= +144°C ce qui est stupéfiant et donnerait une importance à l’effet de serre absolument extravagante. Compte tenu de la proportion de CO2 dans l’atmosphère et de ce que nous y ajoutons, nous devrions tous cuire sur place, rien qu’en respirant et en exhalant du CO2. Il est vrai que même si les +33°C des « réchauffistes de l’effet de serre » sont obtenus par un calcul erroné, ils laissent un peu de place à leur théorie de l’effet de serre anthropogénique. Ceci explique peut-être cela.
    Par contre, le calcul correct (mais incomplet) qui donne -129°C ne laisserait aucune chance à l’effet de serre « 

  3. andqui (#2),

    Est-ce à l’ensemble du calcul que vous faites allusion? Comme dit l’auteur, il n’est pas besoin de se plonger dans les équations, qui ne sont là que pour les spécialistes, pour suivre le raisonnement.
    En tous cas, merci à Araucan d’avoir posté cet article en exergue, car il me semblait important. Le papier de G & T est un peu « difficile », alors que Postma est beaucoup plus clair.

  4. Les deux premières pages sont remarquables de clarté épistémologique,

    Il y a dans la page trois des choses très pertinentes sur le réchauffement radiatif par un objet plus froid dans lequel R. Spencer s’était embarqué.

    Un grand merci à MichelLN35.

  5. Je prendrai le temps de lire cet article qui me semble complet.
    Personnellement je trouve le terme « serre » abusif. Pour tout le monde une serre est un endroit où il fait chaud et donc l’effet de serre induit directement une image: Effet de serre = effet de chaleur.
    Si on s’arrête là alors on pense que cet effet va chauffer et c’est sans doute ce que peut penser une personne qui ne souhaite pas approfondir ce phénomène.
    Mais entre une serre réelle (de jardin par exemple) et l’atmosphère il y a plus que l’épaisseur d’un nuage!
    La première a un toit (qui retient la chaleur) et l’autre pas!
    Cette différence, à elle seule devrait interpeller.
    Je ne sais pas par quel terme correct et non suggestif il serait souhaitable de remplacer le mot « serre ».
    Effet d’atmosphère ?

  6. Bof il y a déja une énorme bourde sur la définition du corps noir….

  8. scaletrans (#6),

    Oui et un effet radiatif …qui pour conduire au chiffre de 1 degré en cas de doublement du CO2 doit s’accompagner de l’hypothèse si rien ne change par ailleurs.

    Je n’ai que survolé le papier mais je grimace, un corps noir ce n’est pas ça…un corps noir est un objet théorique pour lequel la température est définie et en plus qui m’émet pas de rayonnement vers l’extérieur. La moindre transgression à cela demande de la réflexion et des explications la premier etant mais de quelle temperature parlez vous donc????

  9. scaletrans (#3), OK sur la très excellente approche épistémologique du début, comme dit Marot, et c’est rare aujourd’hui. Ceci dit, relisez le passage que j’ai cité et retournez sur le site de Duran; ce n’est pas une question d’équation et de calcul mais de sens de la relation entre irradiance et température; en effet, la bonne approche consiste à faire la « moyenne » des racines 4è (ou plutôt d’intégrer), et non pas la racine 4è de la moyenne (ou de l’intégrale) et c’est toute la différence, en particulier sur l’écart de température à combler par le soi-disant « effet de serre ».

  10. lemiere jacques (#7), andqui (#8),
    A propos des calculs relatifs aux rayonnement du corps noir et des moyennes, je pense que vous connaissez cet article:

    JM Bélouve : Réchauffement climatique et effet de serre, une monumentale erreur du GIEC

    je vous remets le lien.

    J’avais regardé cet article au moment de sa parution et pour moi il y a du vrai dans ce qui est écrit.
    Je ne suis pas mathématicien chevronné mais il me semble qu’il y a de multiples façons de faire les calculs.

  11. Bernnard (#9),
    plus loin même que la moyenne des puissances quatrième, le problème fondamental est qu’il est difficile d’aborder un problème en utilisant comme fondement la température alors que cette température n’est pas définie.
    C’est exactement comme la moyenne des température des surfaces, on a tout simplement le choix….et aucun n’est correct…

    Quant aux jolis calculs de « effet de serre ce sont juste pour moi des calculs grossiers, je suis persuadé que c’est une exemple parfait du force de la répétition pour pervertir les esprits.
    Par hasard le résultat du calcul donne quelque chose de proche ou plus encore « associable » à des valeurs observées… Comme de toute façon on a pas de moyen simple de faire le calcul, car en réalité il faut tenir compte de TOUTE la physique en même temps, on s’est habitué par paresse à prendre ce calcul pour ce qu’il n’était pas.
    La modélisation est d’ailleurs incontournable…non pas pour prévoir ou prédire mais tenter de comprendre à un instant donné les transferts d’énergie dans le système.

  12. Il y a une seule chose importante à comprendre dans cette partie de cet article, c’est à la page 7, le point 3 caractérisant la température calculée « n’est pas la température moyenne à la surface réelle au niveau de la mer, car la plupart de la radiation thermique émise par la Terre vient de la haute atmosphère et donc, c’est la température trouvée à cet endroit. »
    C’est ce que j’ai répété maintes fois sur ce blog.
    Une fois qu’on a compris cela, on comprend qu’il faut intégrer tous les flux thermique (conductif, convectif, radiatif, de chaleur latente) pour calculer « l’effet d’atmosphère » sur la température sol…. et cela ne permet de toute façon pas de comprendre les cycles climatiques… pour cela il faudrait en plus parfaitement comprendre l’ »effet buffer » du à la capacité thermique de l’océan, ce qui implique de parfaitement connaitre la circulation océanique.

  13. Bernnard (#9),
    «  » »une monumentale erreur du GIEC » » »

    Non ce n’est pas une erreur car le Giec a été crée comme les religions pour manipuler domestiquer asservir… et évidemment maintenir les masses humaines exploitées dans l’ignorance…

  14. andqui (#8),

    Pour rendre à César ce qui lui appartient, il faut dire que c’est Roger Pielke Sr qui a le premier signalé cette affaire de racines quatrièmes.

    Les autres (Gray, G et T, Lucia L etc.) ont repris et étendu cette idée.

    http://pielkeclimatesci.files……/r-321.pdf

    A noter qu’en conséquence, Pielke Sr suggérait que la bonne métrique consisterait à considérer la moyenne des puissances quatrièmes des T (T^4), autrement dit à calculer la moyenne des irradiances, plutôt que la moyenne des températures habituelle.*

    C’est nettement plus correct du point de vue de la physique (si c’était du tout radiatif !) mais c’est moins facile à vendre par les médias….

    C’est donc la version médiatique (mais fausse) qui a pris le dessus. Le GIEC aime les médias (et réciproquement)

    D’autre part, soit dit en passant et très logiquement comme c’est correct du point de vue de la physique, l’irradiance est, elle, une variable extensive, mais pas la température, comme cela a été noté plus haut dans ce forum.

    Mais ça aussi, les médias et le GIEC s’en foutent comme de l’an quarante.

    Par exemple, vous avez une surface d’un mètre carré à 20° à côté d’une surface d’ un kilomètre carré à 30°.
    La température moyenne est bien de 25°. N’est-ce pas ?

    A noter également que prendre, comme on le fait, la température en un point comme la moyenne des températures minimale et maximale, souffre exactement du même défaut…parce que la grandeur thermodynamique qui importe (l’irradiance) ne varie pas linéairement avec la température, mais comme sa puissance quatrième (enfin, si on considère la terre comme un corps noir…ce qu’elle n’est pas !).

  15. scaletrans (#6),
    Comme j’ai un faible pour le CO2 et l’eau je vous propose le terme
    de gaz calo-régulateur au lieu de gaz à effet de serre.
    Ce qui le rendra plus sympathique. smile

  16. Nobody (#11)
    Bien d’accord avec vous et je vous suggère un pas de plus :
    en faisant la distinction entre

    …la température radiative, réémission de l’énergie reçue, elle relève de la théorie du corps noir
    …la température thermique liée à l’agitation moléculaire d’un corps matériel ou gazeux réel

  17. Marot (#15),
    Cette « distinction » est naturellement prise en compte dans la théorie du transfert radiatif avec la notion d’émissivité.
    Par contre, l’utilisation des seuls flux radiatifs ne permet pas de comprendre le comportement thermique de l’atmosphère (c’est une autre façon formuler ce que j’ai dis en #11).

  18. Roy Spencer a refait une mise au point sur son blog…

  19. lemiere jacques (#17), très juste, il écrit ce que tout étudiant de licence en physique sait pour l’avoir appris – ou alors il se paye un 0 pointé à ses partiels – :

    Epilogue
    […]

    FIRST, if you are still confused about whether greenhouse gases warm or cool the climate system, let me make the following 2 points:

    1) For the atmosphere as a whole, greenhouse gases COOL the atmosphere, through IR radiation to outer space, in the face of heating of the atmosphere by the solar-heated surface.

    2) In the process, however, greenhouse gases drastically change the vertical temperature structure of the atmosphere, warming the lower layers, and cooling the upper layers. Think of greenhouse gases as a “radiative blanket”…when you add a blanket over a heat source, it warms the air between the blanket and the heat source, but it cools the air away from the heat source.

    Greenhouse gases change the energy budget of all layers of the atmosphere, and it is the energy budget (balance between energy gain and energy loss) which determines what the average temperatures of those layers will be.

    SECONDLY, some people claim that IR emission and absorption cannot affect the atmospheric temperature profile because the rate of IR emission and absorption by each layer must be the same.

    Wrong.

    The rate of absorption of IR by a layer is mostly independent of temperature; the rate of emission, though, increases rapidly with temperature. In general, the rates of IR absorption and emission by atmospheric layers are quite different. The difference is made up by convective heat transport and (especially in the stratosphere) solar absorption.

    Et la conclusion reste la même : si Postma, G&T, Miskolczi ou même Robitaille – soyons fou ! http://web.archive.org/web/200…..serre.html – ont raison, alors Roy Spencer, Richard Lindzen, Vincent Courtillot et Steve McIntyre ont tort…

    Mais n’allons pas plus loin dans cette discussion et passons aux choses sérieuses : bonne année à chacun de vous.

  20. Merci à Bernnard pour son appréciation de mon précédent article, qui date de deux ans.

    La mystification de la « preuve » de l’effet de serre par le fait que le calcul montrerait que la « température de la terre » devrait être de -18° C, alors qu’elle « est de 15° C », a pour principale tare le fait qu’elle considère la température à la surface de la terre comme lieu pertinent pour calculer la température d’équilibre thermique. Ceci est une supposition erronée, entachée d’anthropocentrisme. Le soleil, bien sur, chauffe à la fois la surface et l’atmosphère, et si l’on veut trouver une « température moyenne » (ce qui n’a guère d’utilité scientifique), il faut aller la chercher quelque part dans l’atmosphère, probablement pas loin du niveau où la pression est de 500 hectopascals, c’est à dire le niveau qui partage l’atmosphère en deux masses égales.

    Si la seule source globale de chauffage de la planète est le soleil, cela ne vaut que si l’on considère l’ensemble surface+atmosphère. Au niveau de la surface, les apports principaux d’énergie sont de deux sortes: l’apport exogène à la planète que constitue le soleil, et l’apport endogène de l’énergie potentielle gravitationnelle exercée par la terre sur son atmosphère, qui, en comprimant celle-ci selon un gradient décroissant avec l’altitude, apporte un supplément d’énergie au niveau de la surface (compensé par un déficit d’énergie en haute altitude: la gravitation règle la répartition de l’énergie apportée par le soleil selon l’altitude).

    Cela sera expliqué en détail à la publication de la suite de l’excellent article de Postma, dont la réfutation de l’effet de serre m’apparait bien plus accessible et convaincante que celle (excellente, mais d’abord difficile) de Gerlich et Tscheuschner.

  21. Bernnard (#14),
    Je proposerai plutôt le terme « thermo-régulateur » qui me semble plus parlant. Parler d’effet thermo-régulateur de l’atmosphère serait plus juste que parler d’effet de serre.
    Quand on compare à la situation sur la lune qui – du fait de l’absence d’atmosphère – est à la fois un four ou un congélateur selon que l’on est ou non exposé au soleil, on comprend mieux cela. Et ça rend mieux compte également du role de fluide caloporteur joué par l’atmosphère entre les tropiques et les pôles.

    lemiere jacques (#17),
    Encore un texte très intéressant de Roy Spencer.
    Je note deux points importants dans son texte:
    – les gaz à « effet de serre » refroidissent l’atmosphère
    – ils modifient par contre le profil vertical de la température atmosphérique en réchauffant les basses couches au détriment des hautes couches

    Pourtant le lapse rate qui est de 10°C/km pour une atmosphère sèche n’est plus que de 6,5°C/km pour l’atmosphère standard contenant de la vapeur d’eau, premier gaz à « effet de serre ». Postma fait d’ailleurs remarquer cela. En l’occurence « l’effet de serre » semble plutôt réchauffer les hautes couches ou ralentir leur refroidissement…

    Enfin, dans sa dernière phrase, il dit que les bulles d’air chauffées au niveau du sol qui montent par convection en altitude où elles se refroidissent sont remplacées par des bulles d’air d’altitude de masse égale qui descendent et se réchauffent par compression adiabatique. Ne valide-t-il pas finalement la thèse qu’il prétend réfuter ?

  23. Jean-Michel Bélouve (#18),

    Au niveau de la surface, les apports principaux d’énergie sont de deux sortes: l’apport exogène à la planète que constitue le soleil, et l’apport endogène de l’énergie potentielle gravitationnelle exercée par la terre sur son atmosphère

    Qu’en est-il de l’apport calorique des réactions de désintégration nucléaire qui ont lieu sous la croûte terrestre, assez puissant pour que le manteau soit porté à la température d’un magma en fusion et pour engendrer de fort courants de convections à l’origine de la création et du mouvement des plaques tectoniques et du volcanisme. Sont effet sur la température superficielle de la croûte terrestre et de l’interface sol/atmosphère est-il négligeable ? Et le transfert de chaleur à l’atmosphère en résultant ? Je suis étonné qu’on ne parle jamais de cette source de chaleur, notamment dans les bilans radiatifs. Merci d’avance à quiconque de l’éclairage qu’il voudra bien m’apporter.

  25. Laurent Berthod (#21),
    Courtillot et beaucoup d’autres ont déjà répondu à cette question.
    Si vous faites allusion à la géothermie, elle est totalement négligeable pour ce qui est du climat. (Je crois me souvenir de 0,08W/m2)

  30. Comment pourrait-on « planquer » de la chaleur ?
    En fait la chaleur des dorsales réchauffe – à peine- l’eau des océans.
    A 4000 m de profondeur avec la capacité calorifique de ces énormes quantité d’eau…
    Autant dire un pipi d’enfant sur une forêt en feu.

  31. Murps (#28),

    Oui, pour l’eau certes. Mais la capacité calorifique de l’air, en contact avec cette eau à l’interface ?

    J’aimerais disposer de quelques données qui conduisent à évaluer la contribution de la géothermie à un rayonnement de 0,08 W/m2.
    Que voulez-vous, je suis comme Saint-Thomas, je ne m’incline pas devant les affirmations d’autorité, j’aime bien comprendre par moi-même.

  32. andqui (#2),

    Alors que donne le calcul correct dans lequel on moyenne (on intègre) d’abord sur les températures et non pas sur les irradiances ? Gerlich et Tscheuschner ont fait le calcul et trouvent que ce type de calcul indiquerait que la température moyenne (vraie) de la Terre sans atmosphère, éclairée par le Soleil serait de -129°C et non pas de -18°C. C’est très différent.

    Si on se base a la température de la Lune qui est à la même distance du Soleil que la Terre et sans atmosphère voilà que la température moyenne de la Lune est pourtant de -23°C soit plus proche des -18°C qu’on nous dit et non des -129°C.

    De plus une moyenne de la température de -129°C d’un astre dans le système solaire est un astre à une distance d’environ la distance de Jupiter soit 778,34 millions de kilomètre ou 5 fois la distance Soleil-Terre.

    Donc ce résultat de Gerlich et Tscheuschner ne serrait il pas plutôt faux si non tout les relevés des sondes qui sont passées devant ou se sont posées sur des astres (planètes, astéroïdes…) serraient faux.

    Williams

  33. Bob (#23),
    Si vous faites allusion à la géothermie, elle est totalement négligeable pour ce qui est du climat. (Je crois me souvenir de 0,08W/m2)
    —————————————–
    Certes, 0,08 W/m2 c’est pas grand chose, mais de là à dire que ce flux est négligeable pour le climat terrestre, il y a du chemin, car que deviendrait la circulation thermohaline sans l’apport de la géothermie ; que deviendraient nos pôles sans la chaleur sous jacente;il faut toujours se rappeler que les climats de la Terre ont changer dans des proportions bien plus importantes qu’actuellement et que le moteur , même indirect, était la chaleur interne de la Terre

  34. Laurent Berthod (#29), Murps (#28),

    Je ne sais pas du tout comment ce flux géothermique est mesuré.
    Mon intuition est qu’il est calculé en tenant compte de la conductivité des sols, des épaisseurs de roches, des mouvements visqueux du manteau (convection) et du rayonnement global supposé homogène au niveau du noyau, rayonnement lui aussi calculé.

    Comme pour le climat il doit y avoir des modèles vérifiés par l’énergie mesurable en direct au niveau des volcans.

    A la différence du climat, c’est un système fermé avec une discontinuité nette solide/liquide ou solide/gaz et les paramètres sont peut être moindres et mieux connus.

    En regardant la carte, c’est très peu homogène, On voit qu’au niveau des rifts le flux est plus intense (normal à priori !). Les géologues en savent certainement plus.

    Si l’occasion se présente c’est une question pour Courtillot. Je n’ai pas de données supplémentaires. Si je trouve quelque chose je le dirai.

    je pense tout de même qu’il y a pas mal d’incertitudes.

  35. Laurent Berthod (#29),
    Rédigé il y a une dizaine d’années, quand je m’ennuyais , maintenant je lis skyfall

    Flux géothermique

    La Terre elle aussi rayonne de la chaleur ; non seulement au niveau des émissions volcaniques, mais partout. Lorsqu’on fait un forage, la température augmente assez régulièrement en s’enfonçant dans le sol d’environ 30°C par kilomètre. Ce gradient peut varier de 20°C par km lorsque l’on fore des sédiments récents gorgés d’eau, à 50°C par km dans des zones tectoniquement actives et /ou volcaniques. Cette chaleur interne a deux origines :
    * d’une part c’est la chaleur fossile emmagasinée dans le manteau et le noyau de la Terre (si ces notions avaient déjà un sens à l’origine) lors de la formation du système solaire
    * d’autre part, c’est le fruit de la désintégration des trois principaux nucléides radiogéniques naturels surtout concentrés dans la croûte, que sont l’Uranium 238, le Thorium 232 et le Potassium 40.

    Compte tenu du flux mesuré et du calcul de la chaleur produite par la désintégration de ces éléments radioactifs, on peut admettre que seulement un tiers du flux provient de la dissipation de la chaleur interne alors que les deux tiers proviennent de la radioactivité de la croûte.
    Le flux est le produit du gradient géothermique par la conductivité des roches ; il dépend donc de trois choses :
    * la température interne qui est de 4000°C dans le noyau interne et de 700°C environ à la base de la croûte, vers 35 km de profondeur.
    * la température externe, soit 15°C en moyenne
    * la conductivité thermique des roches et des différentes couches constituant la Terre.

    A titre d’exercice, calculons le flux en deux endroits très différents de la Terre : à l’aplomb de la croûte continentale et à l’aplomb de la croûte océanique.
    Pour la croûte continentale on prendra :

    * 35 km d’épaisseur soit 35000 m
    * 700°C à la base, soit 973° K
    * 15°C au sommet, soit 288° K
    * et la conductivité thermique d’un granit, soit 2,56 W.m-1.K-1

    Le flux est donc égal à :
    (973 – 288) x 2,56 / 35000 = 0,05 W.m-2

    Pour la croûte océanique on prendra les valeurs suivantes :

    * 10 km d’épaisseur soit 10000 m
    * 1000°C à la base soit 1273° K
    * 4°C au sommet soit 277° K
    * et la conductivité d’un basalte, soit 2,08 W.m-1.K-1

    Le flux y sera donc égal à :

    (1273 – 277) x 2,08 / 10000 = 0,207 W.m-2

    Ce flux de 0,207 W.m-2 est un maximum qu’on peut trouver au niveau des rides océaniques où la croûte est très mince, les gradients très élevés ; c’est là que la montée des magmas génèrent la dérive des plaques. En moyenne, au niveau des plaques océaniques le flux se situe vers 0,065 W.m-2, ce qui fait un flux moyen de 0,06 W.m-2 pour l’ensemble de la Terre.
    Si l’on coupait les rayons bénéfiques du soleil, la loi de Stefan nous dit que ce flux maintiendrait une température de 32° K, c’est à dire – 241°C au niveau de la surface terrestre ; mais rajouté au flux solaire ces 0,06 W.m-2 supplémentaires ne font augmenter la température de la surface terrestre que de un centième de degré Celsius.

  36. J’avais laissé un commentaire hier, mais il a disparu en même temps que d’autres.
    Je disais à peu prés ça:

    Ces remarques à propos des amplitudes des températures sur la lune et sur la terre entre les périodes diurnes et nocturnes, confortent l’opinion que j’ai que les gaz à « effet de serre » sont bien des gaz thermo régulants comme le propose Alpiniste.

    Les suites d’absorption – réémission des infrarouges ont pour effet d’augmenter la durée de la fuite des joules vers l’espace froid sans pour autant augmenter la température. Seule la durée est affectée.

    A ce propos, je pense à un modèle (pris dans l’électricité) semblable à un circuit RC (enseigné en TS : condensateur et résistance).
    La terre, pourrait être assimilé à un immense condensateur rempli de joules (au lieu de coulombs). L’atmosphère avec ses gaz absorbants, les océans et dans une moindre mesure la masse solide participent à la résistance.

    Quelle serait « la constante de temps » de la terre?

    Autrement dit à quelle vitesse la terre se refroidirait si après avoir été chauffée par le soleil on la mettait « instantanément » entièrement dans le froid spatial? Ou bien pour avoir un chiffre quelle est la valeur de la pente de décroissance de la température à l’origine?

    On pourrait imaginer de faire une étude (même en labo) avec des concentrations croissantes en Gaz à « ES » (on ne peut pas mettre la terre en bocal). Par exemple étudier la vitesse de décroissance de la température d’un objet chauffé à une température chaude précise, en présence d’une atmosphère fictive et contrôlée, placé dans un environnement froid à une température maintenue constante

    Je ne sais pas si une étude dans ce sens existe!

  37. @ Araucan

    Hier j’avais publié ici un commentaire réponse à William #30 qui est devenu #32 aujourd’hui. Le numéro qui m’avait été donné est #35, Bernnard m’avait répondu et je crois aussi Alpiniste.

    J’avais sauvegardé mon texte, puis je le Redonner ?

  38. williams#32

    Gerlich et Tscheuschner n’ont jamais prétendu que la température moyenne d’équilibre thermique de la Terre serait de -129° C. Ils ont simplement voulu montrer que le calcul aboutissant à la température d’équilibre de -18° C était entâchée d’une grossière erreur mathématique, et qu’un calcul mathématiquement correct aboutissait à -129° C, ce qui montre que le modèle, simpliste, à la base du calcul, n’a aucune pertinence. Le calcul donnant le résultat de -18° C ne tient pas compte de la rotation de la Terre, ni de l’inclinaison de son axe, ni surtout de l’inertie thermique de la Terre qui fait que son refroidissement nocturne est limité. Gerlich et Tscheuschner disent bien que la prise en compte de tous les paramètres aboutirait à, un modèle hors des possibilités de calcul actuellement existants.

  39. MichelLN35 (#37),

    Voici le texte :

    35. MichelLN35 | 3/01/2012 @ 10:01
    williams (#30),
    Je pense que vous vous trompez. G&T ont dit qu’il n’existait pas de moyen de calculer exactement la température d’une planète. Mais on peut faire une approximation raisonnable et ils ont conclu à -129°C.

    J’ai lu hier l’article de J-M Bélouve qui reproduit un calcul dans l’esprit de G&T et arrive avec une feuille excell à -128°C de manière très convaincante.

    Pour la Lune, depuis les missions Apollo, il y a eu des mesures réelles qui ont été obtenues à l’équateur sur la face visible de la Terre et donc exposée au “clair de Terre”, pendant plusieurs “journées” lunaires (28 jours terrestres, 14jt de jour + 14 jt de nuit).

    La variation “quotidienne lunaire” mesurée oscille entre ~100 à 80K, la nuit et un maximum de ~370K, à midi le jour, au moment du zénit solaire au lieu de mesure, (pleine lune pour nous). La courbe en ogive de cette face est reproductible pour un astre sphérique entre les pôles nord et sud, donc latempérature moyenne de cette face doit être inférieure à 200K.
    voir ici : http://www.ilovemycarbondioxid…..e_Moon.pdf

    L’autre face est alors exposée au vide spatial et ne reçoit que moins de 3K de fond de ciel, elle a donc une température inférieure à 10K.
    Donc les “mesures” effectives, sur un astre sans effet d’atmosphère, donnent bien une moyenne compatible avec les calculs de G&T, autour de 130-140K.

    Je ne fais ici aucune allusion à d’autres conclusions que l’on peut tirer de l’examen de cette publication concernant l’effet de la régolithe, qui diminue la température de jour d’environ 20K, ni de l’addition de ~50 à 60K la nuit par effet de clair de terre correspondant à l’albédo terrestre.

    En passant, pour ce dernier effet, il ne s’ajoute pas à la température de jour lunaire, qui reste inférieure à la prévision du Corps noir. Ne trouvez-vous pas que cela ressemble au problème de Spencer ? Un corps froid (l’albédo de la terre convexe), ne peut réchauffer un corps, la lune, lorsqu’elle est plus chaude (le jour) mai le peut très bien, lorsqu’elle est plus froide, la nuit (lunaire) ; et pas qu’un peu !

    Merci à tous pour vos remarques, bonne et heureuse année.
    Cordialement
    Michel

  41. Un nouvel article (assez gros et plutôt matheux) de Kramm et al vient de sortir ( 17 oct 2011) dans Natural Science.

    http://www.scirp.org/journal/P…..perID=9233

    C’est une analyse critiques des explications de l’effet de serre par l’AMS et WMO ainsi que celle de Ramanathan.

    Kramm et al analysent longuement les hypothèses qui sous-tendent le calcul standard des fameux +33°C.
    Verdict :
    G et T +1.
    Los warmistas 0.

    La conclusion de l’article : « Du fait de ce manque d’éléments de preuves, il est temps de reconnaître que l’effet de serre atmosphérique et tout particulièrement ses impacts sur le climat, sont basé sur des conjectures déficientes ».

  42. Je disais avant le crash qu’il me semblait que considérer une t° moyenne sur la lune n’avait pas beaucoup de sens:
    – c’est celle du sol vu qu’il n’y a pas d’atmosphère et donc pas de t° atmosphérique, or c’est bien cette dernière qui nous intéresse sur notre planète et la comparaison avec la lune à ses limites
    – du fait justement de cette absence d’atmosphère, la situation sur la lune, c’est du tout ou rien entre le jour et la nuit, et considérer la moyenne ne rend pas bien compte de la situation réelle qui est une alternance permanente entre deux situations extrêmes.

    Sur terre, l’atmosphère nous procure donc surtout un environnement thermique assez stable en modérant l’ardeur du soleil la journée et en ralentissant le refroidissement nocturne et que cette situation réelle n’était pas correctement prise en compte par le Giec en considérant un rayonnement solaire incident permanent sur la totalité du globe égal au quart du rayonnement solaire réel, au lieu de considérer la valeur réelle du rayonnement solaire sur la moitié du globe. Et que de ce fait la température d’équilibre radiatif de -18°C est totalement fausse (indépendamment du problème lié à la racine quatrième).
    Expliqué en détail par Postma ici.

  44. Alpiniste (#42),

    Il n’y a pas de soucis pour la traduction, je suis en retraite.

    La température de 15°C dite moyenne de la surface terrestre, que l’on compare à -18°C prétendument sans atmosphère pour définir le prétendu « effet de serre », correspond bien à la température mesurée sur la Lune à l’abri du rayonnement direct (sous 2 à 3 cm de régolithe), comme sous abri sur terre.

    Celle qui est mesurée sur la Lune a donc au moins autant de sens que celles mesurées ou estimées sur la Terre. Pour réfuter cette métrique il faut donc bien démontrer que sur la Lune, d’après les mesures effectuées à la suite des missions Apollo, la moyenne n’est pas -18°C mais bien ~-129°C.

    Le lien que j’ai mis cette fois ne semble pas marcher comme celui d’hier. Je vous recommande de bien analyser ce papier et aussi le premier de Hermalyn :

    http://www.ilovemycarbondioxid…..e_Moon.pdf

    http://theinconvenientskeptic……_Final.pdf

    La température moyenne n’a pas beaucoup de sens en effet mais ni sur la Terre ni sur la Lune.

  46. MichelLN35 (#44),

    L’albedo terrestre et l’albedo lunaire étant différents, la « température efficace » correspondant au corps noir équivalent est aussi différente.
    Sur la lune, elle serait égale à 0°C et pas à -18°C

  47. Nobody (#46),

    Je ne le pense pas, car, si on veut estimer un effet d’atmosphère réaliste, il faut bien que la Terre que l’on postule soit sans air mais aussi sans eau, c’est-à-dire comme la Lune, avec de la régolithe produisant un effet de « poudre » retardant la perte de chaleur pendant la nuit et absorbant une quantité de chaleur en profondeur (50cm) pendant le jour, comme une sorte d’ « effet de serre ».

    S’il y avait de l’eau, elle s’évaporerait dans la zone équatoriale, à plus de 100°C et reconstituerait une atmosphère avec pression atmosphérique …

    Donc le seul albédo réaliste pour une planète sans atmosphère est celui de la Lune, ce qui donne une température maximale de ~115°C, ramenée sur la Lune vers 100°C le jour vers midi et à l’équateur.

    Mais c’est une expérience de pensée, ni la Lune, ni la Terre ne sont des noirs ou gris, leur température n’est pas uniforme et en équilibre thermodynamique avec le Soleil.

  48. MichelLN35 (#47),

    Il ne s’agit pas de penser ou de ne pas penser. En ce qui concerne les -18°C que l’on trouve dans la littérature pour la température effective (du corps gris équivalent) de la terre, le calcul est fait avec un albedo de 0,3 (correspondant à l’albedo moyen terrestre). C’est un fait, facile à vérifier.
    Si on fait le même calcul avec un albedo de 0,07 (soit l’albedo lunaire), on trouve environ 0°C (un tout petit peu moins en fait).

    Pour mémoire, le calcul en question est T = (1,36.10^32^*(1-A)/D^2^)^1/4^
    D étant la distance planète-soleil et A l’albédo de la planète.

    Je ne parle bien sur pas de ce qui devrait être, mais de ce qui est dans la littérature (comment le calcul est fait dans ladite littérature).

  50. Nobody (#48),

    J’ai bien compris que les -18°C sont la thèse de la littérature courante mais elle est liée à la division par 4 de l’irradiance solaire qui oblige à moyenner sur une durée plus ou moins longue, comme dans les graphiques de Trenberth, en faisant plusieurs hypothèses absurdes comme l’égalité des moyennes de puissances avec les puissances de moyennes.

    Pour moi, c’est un calcul absurde et une analyse assez simple du calcul instantané est proposée par J-M Bélouve ici :
    http://www.objectifliberte.fr/…..page2.html

    Cela donne une solution voisine de G&T qui me semble cohérente avec le bon sens qui me dit que si la moitié de la surface d’une boule se trouve à moins de 10 K et que l’autre moitié a une température maximale de ~370 K au zénith, pendant un court lapse de temps, la moyenne ne sera sûrement pas à 273 K.

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