Fil de discussion sur "Climat, 22 vérités qui dérangent" publièes par J.P. Bardinet chez WUWT.
Une version française en Pdf.
Le changement climatique est le problème écologique le plus urgent de notre époque
David Peterson, gouverneur de l'état de New York, août 2009
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Nouveau produit satellitaire (Roy Spencer).
Hotspot toujours absent. Et il s’en faut de beaucoup (facteur 5 ?).
Trois explications possibles :
-Mesures températures terrestres erronées (possibilité évoquée par Lindzen).
-Mesures satellitaires erronées : peu probable car confirmées par les ballons sondes.
-Physique de l’atmosphère (notamment feedbacks) incomprise.
Les feedbacks sont certainement très sérieusement incompris, il n’y a qu’à voir l’éventail des « projections des modèles » pour voir que ça pédale dans la semoule.
Les températures au sol sont aussi douteuses car probablement plus largement affectées directement par l’activité humaine et l’énergie totale qu’elle dissipe que ce qui est habituellement supposé.
Murps (#400),
Jupiter est un soleil raté ou une planète gazeuse (du moins à ce que j’en sais) et à ce titre doit posséder un rayonnement propre, Mercure possède une atmosphère quasi absente, une forte excentricité orbitale . Elle présente la particularité d’avoir une période de rotation des 2/3 de sa période de révolution ce qui fait que le soleil éclaire longtemps la même face (88 fois la durée d’éclairement d’une face de la terre par le soleil). Les échanges thermique et radiatifs doivent être tout a fait différents de ceux de la terre.
Pour ce qui est des autres planétoïdes telluriques qui possèdent une atmosphère appréciable, une chose remarquable tout de même :
Ce rayonnement en altitude ne dépend pas (ou peu) de la composition de l’atmosphère, mais de sa pression !
Le modèle qui assimile l’atmosphère à « un duvet » isolant qui freine les déperditions thermiques nocturnes me semble plus correct.
Murps (#396),
Il me semble que pour un béotien en physique comme moi vous raisonnez comme si les astres étaient plats et non sphériques. Les deux premières lignes de votre tableau sont plausibles, mais la 3e fait une moyenne des énergies incidentes sur la surface d’une sphère dont vous tirez une « température » moyenne.
Vous considérez donc que dans la demi sphère à l’ombre la température à ces altitudes est bien MESUREE identique à la face éclairée à chaque instant. Or, la moyenne des puissances est toujours supérieure à la puissance de la moyenne. Il est donc interdit d’utiliser la relation de S&B pour calculer émissions et températures dites moyennes pour les corps REELS.
Enfin, ce n’est qu’un avis de profane mais comme disent les spécialistes Gerlich et Tscheuchner : 3) La différence fréquemment mentionnée de 33°C est un nombre sans signification et calculé faussement. et 4) Les équations de rayonnement de cavité (corps noir) sont utilisées à tort.
Pour moi, il n’y a pas d’équilibre radiatif des corps réels dans l’Univers (même les étoiles), pas d’effet de serre ni de GES. Vouloir enseigner ces théories douteuses relève de la remarque de G&T : déduire des catastrophes climatiques de ces jeux d’ordinateur et terrifier l’humanité est un crime.
Je lis en ce moment sur les conseils de P. Beslu « Les atomes » de Jean Perrin (Champs Flammarion) préfacé par Gilles de Gennes, passionnant, et là je trouve bien la confirmation de la différence fondamentale entre la chaleur = agitation moléculaire moyenne = énergie cinétique (dont le niveau échangeable est mesuré par la température) et le rayonnement = énergie électromagnétique = dont la nature est photonique et le niveau mesuré par la fréquence de l’unité (nombre de quanta) d’énergie transportée grace à un radiomètre.
On appelle improprement « température de rayonnement » la quantité potentielle de chaleur qu’un rayonnement donné peut produire lorsqu’il rencontre un corps REEL, si son EEM était totalement absorbée par ce corps, (pas de travail, ni de stockage sous forme chimique ou biochimique ou mécanique ou de changement de phase etc.)
Murps (#396)
Si je peux me permettre de reformuler, vous voulez dire que :
* on suppose que le sol émet comme un corps noir,
* la couche de gaz située au dessus empêche le sol de rayonner vers l’espace dans certaines longueurs d’onde,
* si l’on recule suffisamment jusqu’à une altitude où l’atmosphère n’a plus aucun effet d’absorption de ces longueurs d’onde, on observe l’émission du sol (corps noir) + les longueurs d’ondes émises par l’atmosphère, qui viennent donc « compléter » le spectre d’émission (par principe aux longueurs d’onde exactes absorbées) et le « recaler » sur celui du corps noir.
* Le spectre de corps noir étant complet, on peut donc appliquer Stefan-Boltzmann sur l’ensemble sol+atmosphère et retrouver la température d’équilibre radiatif.
Est-ce cela ?
Concernant le calcul de la température d’équilibre radiatif : si je ne fais pas erreur, vous prenez une surface de réception égale à la projection droite de la planète et une surface d’émission égale à la surface de la planète ? Etant un corps noir parfait, vous considérez une émissivité de 1.
J’ai appliqué cette formule sur Mercure, Vénus, la Terre, la Lune, Mars, Phobos, Deimos, Céres et Titan, et :
* on retrouve une bonne approximation pour Mercure, Mars, Phobos, Deimos et Ceires, et Titan
* on trouve une température radiative inférieure à l’observation pour Vénus et la Terre ,
* on trouve une température radiative supérieure à l’observation pour la Lune.
Bernnard (#402),
Pour Jupiter, même composition, ou à peu près que le soleil, je recommande Wiki, une foule de renseignements utiles. Ce n’est pas un soleil parce que sa masse (pression gravitationnelle) est insuffisante pour donner une température (E cinétique) critique nécessaire au déclenchement de la réaction de fusion nucléaire, bombe thermonucléaire, qui seule produit des photons très énergétiques, X et UV.
Seule cette température critique due à une gravitation suffisante peut déclencher la production des photons très énergétiques pour passer à une température telle que les photons de la lumière blanche, par exemple, ne soient que ralentis par la traversée de la masse de l’étoile en subissant les chocs multiples contre les protons et neutrons ayant une énergie cinétique supérieure au « potentiel calorique » de ces photons.
Ma compréhension du fonctionnement d’une étoile me fait dire que les photons que nous recevons ont été produits il y a 100 à 200.000 ans dans le coeur et la zone radiative du soleil et que les 1368 w/m2 reçus sur la section plate de la terre ont nécessité une production énergétique interne au soleil suffisante pour avoir des zones émettrices entre 15 et 7 millions de °C.
La moyenne des températures potentiellement induites au niveau de notre terre par la totalité de ce rayonnement incident serait, comme pour la lune, d’environ -130 °C (143K) et non de -18 ou +15°C. Au niveau de Jupiter, elle correspond au rapport du carré des distances au soleil de la terre et de Jupiter, voir H.D. Huffmann.
Pierre-Gilles de Gennes :
Tsih (#399),
Oui mais la convection d’une manière générale est liée au gradient d’une manière générale; autant pour l’ascendance que pour la subsidence qui va de pair. Le lien est absolu comme pour la conduction. Rien d’étonnant car la convection est provoquée par les conditions de gradients qui sont eux-mêmes dû au réchauffement de la surface et au refrodissement par les GES.
Au Sahara par exemple, le valeur du gradient moyen peut être proche du gradient adiabatique humide sans que celui-ci ne gouverne jamais celui-là. La proximité des deux valeurs n’a donc aucune signification physique.
Oui mais localement seulement.
Ce qui est donc une erreur fondamentale puisque le gradient moyen effectif n’est pas relié directement à une loi physique et qu’il n’est que le résultat final de tous les mécanismes en jeu. Si une pomme a exactement le poids moyen des poires, cela n’en fait pas une poire pour autant.
Cela ne veut rien dire puisque la notion de gradient critique n’a pas de sens. Il n’y a qu’un gradient moyen effectif.
Bob (#401),
Tout de même, c’est beaucoup comme différence, même pas l’ombre d’une trace de hotspot !
Et on va continuer à le chercher encore longtemps ce hotspot? Ou bien, on affine les mesures et surtout la compréhension de la physique de l’atmosphère ?
Bob (#401),
Christy aussi pense qu’il y a un problème avec les températures de surface terrestre. Il a publié sur le sujet à propos de la Tanzanie et d’un bout des Rocheuses.
Notez que Spencer n’a pas pris les températures terrestres mais celle de la surface des océans. J’avais fait ça aussi ici pour montrer le phénomène de la convection humide (et chez Huet ou je me suis fait traiter d’imbécile)
(Papijo avait aussi cité l’article de Spencer plus haut).
MichelLN 35 (#406),
Oui, je comprends bien que Jupiter soit un soleil qui ne fonctionne pas du fait d'une trop faible gravité.
S'il ne peut émettre de photons (signature d'excitation d'atome), c'est-à-dire de la lumière visible et encore moins UV, je pense que néanmoins qu'il doit avoir un rayonnement IR (signature d'excitation moléculaire) propre.
En absence de soleil, Jupiter doit rayonner dans l'IR ? Non ?
Peut-être d’ailleurs, je ne pense pas qu'on le sache et je ne suis pas spécialiste, y a-t-il dans les couches intérieures plus profondes de Jupiter, là où la pression est élevée, du rayonnement que nos yeux verraient s’il arrivait à la surface, mais au cours de leur remontée, ces photons visibles seraient dégradés en photons IR par perte d'énergie.
Je précise : quand on parle de « radiations de Jupiter », ce sont les particules solaires piégées dans l’intense champ magnétique de Jupiter. Ces radiations ne proviennent pas de Jupiter.
Eloi (#405),
Il y a quand même quelque chose qui cloche avec le modèle de calcul de la température d’équilibre radiatif (sauf erreur de calcul de ma part) :
* pour Mercure, le calcul donne 160°C pour une température moyenne observée de 169°C, c’est plutôt une bonne estimation
* pour la Lune, le calcul donne -4°C pour une température moyenne observée de -77°C
Les deux corps célestes sont pourtant relativement proches : pas d’atmosphère, albedo presque identique, nombreux cratères et couche épaisse de régolite :
* pour la Lune, on pourrait dire que c’est un effet de sa faible période de rotation (29 j) qui laisse le temps à la face froide de se refroidir
* mais la période de rotation de Mercure est encore plus faible (88°C), ce qui tendrait à amplifier encore l’écart.
J’ai pu lire des publis où il était dit qu’il était nécessaire de réaliser des modèles complexes de conduction entre deux couches disparates de poussière pour retrouver les bonnes températures, mais y a-t-il des raisons pour lesquelles elles conduiraient à des résultats si différentes entre Mercure et la Lune ?
Bernnard (#402), en ce qui concerne mercure (qui n’a pas d’atmosphère) et jupiter qui est une géante gazeuse, je les ai indiquées dans le tableau « pour info » mais elles ne permettent pas de raisonner sur l’effet de serre.
En plus Jupiter rayonne plus quelle ne reçoit à cause de sa dynamique interne et les différences de températures sur mercure sont énormes selon que l’on est à l’ombre ou au soleil (d’où l’inanité d’une température moyenne).
Ces deux planètes ne servent pas ma démonstration et j’aurais pu les supprimer du tableau.
MichelLN 35 (#403), non, non je ne prends pas des astres plats !
😉
Je n’ai rien inventé, le calcul proposé est une méthode réchauffiste standard.
Flux rayonné (toute la surface)
Flux reçu
Egalité des flux
On tire alors T :
Le tableau est rempli avec ces formules ou
R : rayon de la terre (qui disparait dans le calcul)
A : l’albédo de Bond sans dimension
E : la constante solaire (qui dépend de la distance au soleil) en W/m2
T : la température en Kelvin
sigma : la constante de SB
Eloi (#404),
Moi non, les réchauffistes oui. C’est une erreur d’application de SB.
Non je n’ai pas dit cela. Mais votre interprétation mérite réflexion.
Pas tout à fait. Je signale simplement qu’on peut trouver une altitude ou la température mesurée correspond au calcul du tableau. Je ne dis pas plus !
Je préfère cette manière de voir les choses.
Il faut prendre Sol + atmosphère et mesurer à la « surface de l’atmosphère » si l’on peut dire pour appliquer correctement SB.
Sinon, vous mesurez la température DANS le corps qui rayonne.
Sauf pour mars qui a une pression ridiculement petite.
Prenez par exemple Vénus.
On trouve -30°C de température d’équilibre alors qu’elle est proche du soleil ! C’est à cause de son albédo de 0.75. Elle est tellement brillante qu’on la voit au voisinage du soleil le soir ou le matin.
Il faut monter à 50 km pour trouver -30 °C et là la pression est de… 0.1 bars !!!
Comme pour Titan (qui a une atmosphère d’azote assez épaisse) et comme pour la terre !
Avouez que c’est une coïncidence qui fait réfléchir.
Bernnard (#411),
Tout compte fait en y réfléchissant, si Jupiter rayonnait, ce serait une perte d’énergie.
Il se refroidirait ? Cela prendrait surement énormément de temps.
Le problème est le suivant :
En dehors de réactions thermonucléaires énergétiques, un gaz qui se compresse par gravité et qui donc chauffe au centre d’une sphère, peut se refroidir dans l’espace par simple émission d’IR s’il na pas la masse critique ?
« » » »Il faut prendre Sol + atmosphère et mesurer à la “surface de l’atmosphère” si l’on peut dire pour appliquer correctement SB. » » » »
Avec une atmosphère transparente et chauffée par le sol ça ne le fait pas.
Murps (#413)
Oui mais ce n’est qu’un calcul de cours destiné à démontrer le phénomène sur un modèle complètement idéalisé et simplifié permettant un calcul analytique simple.
Il n’est évidemment pas vrai que le calcul dans les modèles numériques du climat se fait ainsi. Comme je l’ai déjà expliqué à Eloi ils font correctement leur calcul avec la loi de Planck et non avec Stepfan-Boltzmann du corps noir qui ne s’applique pas au CO2 qui émet sur quelques raies seulement et dont la dépendance en température de l’émission est beaucoup plus proche de T que de T^4, soit-dit en passant.
Les calculs sont vraiment faits avec les émissions discrètes des gaz réels et non avec une émission continue de corps noir et c’est déjà le cas dans le papier de Manabe de 1964 (cité par phi) ou de celui de 1931 cité par moi-même.
On sait faire ça numériquement et correctement depuis très longtemps !
Et pour les autres planètes vous ne pourrez faire aucun calcul analytique réaliste avec simplement Stefan Boltzmann. Donc ne vous étonnez pas si ça ne colle pas aux observations.
Enfin pour revenir aux modèles du climat, je peux que me répéter encore, ce qui cloche n’est pas là mais dans le « calcul » des rétroactions.
Tsih (#415),
Toutà fait en phase avecTsih. Les modélisateurs ne sont pas des gens ignares et stupides; On peut les taxer de perte de jugement critique, mais pas d’ignorance des lois de la physique.
Relisez ce que dit Brown dans le texte que j’ai traduit: toute discussion sur des « toys models » est complètement vaine. Si vous voulez vraiment discuter, il faut inviter un modélisateur, qu’il nous explicite ses algorithmes et comment il les code. Le problème ne vient pas des hypothèses radiatives et de leur codification, car çà c’est assez facile (couche par couche, longueur d’onde par longueur d’onde). Le problème vient de tout le reste qui est fixé empiriquement par des « tunings »: effet des nuages, des aérosols, évolution du partage des émissions entre atmosphère et biosphère, prise en compte d’oscillations naturelles de constantes de temps très différentes etc…
Autre observation: les transferts de chaleur (par convection, conduction, chaleur latente)
sont de bas en haut, mais aussi horizontalement et de haut en bas; le climat est une énorme machine de Carnot qui transforme la chaleur issue de la surface en mouvement, de l’équateur aux pôles, avec un travail, lui même retransformé en chaleur sous forme de frottement etc…Je ne connais pas le bilan de tout cela, mais le réchauffement net de l’atmosphère en moyenne par la surface la terre ne me paraît pas évident à calculer.
Encore une fois, le problème de l’effet de serre est qu’il ‘est pas vulgarisable.
Tsih (#415), un calcul de cours ??????
Evidemment que c’est un calcul de cours dont la seule utilité est de permettre à l’étudiant de faire une application numérique de SB !!
Le problème, c’est que toutes les explications de l’effet de serre que j’ai rencontrées partait du principe que :
« le calcul radiatif par SB donne -18 °C or la véritable (sic) température moyenne est + 15 °C DONC c’est à cause de l’effet de serre ».
Ce que j’essaie d’expliquer avec mon post, c’est que ce raisonnement est faux.
En plus vous pouvez toujours refaire le calcul avec la loi de Planck qui est plus générale mais vous trouverez les mêmes ordres de grandeur.
La loi de Planck s’applique à un corps noir et fait la même chose que SB à ceci près que c’est par unité de fréquences et d’angle solide.
En plus si vous tenez compte du fait que le corps n’est pas noir vous allez trouver une température encore plus basse ce qui vous amènera à dire : « le calcul radiatif par Planck donne -25 °C (par exemple) or la véritable (sic) température moyenne est + 15 °C DONC c’est à cause de l’effet de serre ».
Ensuite vous pouvez toujours vous tortiller, mais il est impossible d’ignorer les 400 km d’épaisseur d’atmosphère au dessus de votre tête : si on se place assez haut la température radiative calculée correspond bien à la température mesurée. Changez le mode de calcul, prenez la loi de Planck et vous trouverez une autre altitude, plus élevée éventuellement mais vous n’avez plus besoin de sortir du chapeau une théorie bancale pour expliquer un « réchauffement » qui est à mon sens le produit d’une erreur conceptuelle.
volauvent (#416),
Stupides ou ignares je ne pense pas.
Mais il est extrêmement facile lorsqu’on raisonne en climatologie de partir sur des enchaînement qui n’ont aucune réalité physique et qui ne sont absolument pas vérifiables par l’expérience.
Ce ne sera pas la première fois que l’on produit des modèles numériques pourris.
Encore une fois, le problème de l’effet de serre est qu’il ‘est pas vulgarisable.
Non. Le modélisateur/codeur vous expliquera comment son bouzin produit des chiffres. Ca ne garantie nullement que c’est exact, c’est juste le reflet de sa volonté.
AMHA c’est sans espoir car ça n’a même pas de sens.
Ce qui se conçoit bien s’énonce clairement…
Non mais franchement, les lois physiques sont des lois simples et il faudrait faire confiance à une bande de codeurs fous qui restent dans leurs labos et qui produisent des modèles tordus dont PAS UN n’a prouvé sa validité ????
Il n’y a que eux qui comprennent l’effet de serre, c’est ça ???
Eloi (#412),
pour Mercure, le calcul donne 160°C pour une température moyenne observée de 169°C, c’est plutôt une bonne estimation
Cela me parait complètement impossible. A mon souvenir Mercure tourne très lentement sur elle même et n’a pas ou très peu d’atmosphère. Vous aurez donc une face très très chaude et une face très très froide. Refaites votre calcul avec une face à 0k et une face qui prend tout le rayonnement du soleil puis moyennez les deux. Vous aller obtenir une valeur probablement assez proche de la réalité de la température moyenne de Mercure. Je peux vous dire que c’est beaucoup moins que 160°C. Une valeur observée de 169°C est impossible sans effet de serre.
A mon avis, 169°C, c’est la température effective de Mercure avec une émissivité un peu plus faible que 1 et pas des « observations ».
Hug (#397),
Voici le lien pour télécharger ce document, pas facile à trouver sur le site Recherche du Bonheur de Jean-Gabriel Mahéo :
F84.4 – L’océan se réchauffe, mais ce n’est pas la faute au réchauffement global ! – Robert Stevenson (Doc F84.4.pdf 391 Ko)
J’en profite pour vous signaler que j’ai créé un index des numéros de la Revue Fusion parus sur ce site :
Revue Fusion – Index des numéros 47 à 112 + numéros hors-série 2 et 3
Cet index est aussi accessible depuis la page d’accueil de mon site personnel.
Murps (#419),
Pourquoi m’agressez vous? Nous sommes à peu près d’accord, sauf que vous venez de comprendre ce dont on discute avec Bob, Tsih et Eloi depuis déjà au moins cent posts, c’est à dire que l’on doit appliquer Planck (ou SB) à l’ensemble terre plus atmosphère, et pas à la surface.
Peut être pour vous, mais pour moi conjuguer la thermo, la mécanique ondulatoire et la mécanique quantique est tout sauf simple.
Nicias (#420),
Je crois que vous faites une erreur d’appréciation que l’on peut faire aussi pour la lune mais là on a MESURé les températures en °C à la surface ; et elles dépendent strictement de l’angle d’incidence de la lumière solaire. A la tombée du jour elles passent brusquement, en moins de disons 5 heures, de ~10°C à ~-180°C au niveau de l’équateur.
Sur la lune la moyenne intégrée par sinus et cosinus de latitude et longitude y compris la nuit donne ~-130 °C car aux pôles c’est toujours en incidence rasante donc toujours très négatif, au delà de -150°C.
Pour Mercure c’est pareil, la température, moyenne des accélérations moléculaires des matériaux de surface, sera dépendante de l’angle d’incidence du rayonnement. Dans la régolite lunaire la variation jour nuit en profondeur a majoritairement disparu au dela de 15-20 cm à l’équateur. Voir les articles dont j’ai déjà donné plusieurs fois les références dans les dropcanvas notamment l’introuvable de Brendan Hermalyn.
volauvent (#417),
Il semble difficile de se satisfaire de cette observation. Effectivement, si l’on en reste « à l’effet de serre », aux bilans de Trenberth où aux +33K, il n’y a pas de vulgarisation, juste des mensonges qui, au mieux, donnent envie de comprendre, au pire révoltent.
Je veux bien croire que les modèles numériques soient d’une effarante complexité, mais je peux vous proposer au moins deux pistes de vulgarisation
A/ Visualisation incrémentale
Je peux vous proposer le schéma suivant, pour démystifier les énormes machineries numériques :
1/ d’abord un coup de « GCM » mais en radiatif pur et sans atmosphère, sur une Terre sans eau et sans atmosphère ; comparer à un calcul de la Lune et de Mercure : à partir d’une carte, reproduire sa température, et calculer la moyenne à 1 ou 2 K près, et comparer avec la moyenne mesurée
2/ Puis illustrer un cas d’une Terre sèche avec atmosphère d’azote uniquement, sans eau. Montrer que l’atmosphère est quasiment isotherme, mais illustrer les déplacements horizontaux entre équateurs / pôles / face éclairée / face non éclairée.
comparer avec un calcul réalisé sur Mars.
3/ Puis illustrer un cas d’une Terre sèche avec atmosphère d’azote et de 400 ppm de CO2, montrer l’influence de « l’effet de serre » et l’amorçage de la convection entre le toit froid et le sol chaud ; comparer avec un calcul Vénus, Mars, reproduire leur température, et calculer la moyenne à 1 ou 2 K près.
4/ Sur les cas #3, montrer l’effet d’un doublement du CO2 : état initial/final/transition. Montrer l’augmentation de l’altitude de l’émission, tous les effets permettant de comprendre le vrai mécanisme de l’effet de serre
5/ Ajouter pour la Terre l’effet des océans, mais sans vapeur d’eau ; montrer l’énorme inertie thermique ajoutée etc… Eventuellement comparer ce qu’il serait possible de comparer avec Titan
6 / Ajouter pour la Terre le cycle de l’eau et la vapeur d’eau. Illustrer l’apparition des gradients thermiques humides, adiabatiques humide etc…
7/ Ajouter pour la Terre une augmentation de CO2, sans rétroaction
8/ Ajouter les rétroactions et comparer avec la réalité
Là on comprendra des trucs :
* effet de chaque physique ajoutée
* confiance dans chaque nouvelle physique ajoutée (avec les étapes de validation intermédiaires)
* tout un chacun pourra visualiser chaque modèle, et tenter comme il peut de les reproduire avec ses outils amateurs (corrélation, modèles analytiques, etc…)
* si ces calculs sont réalisés avec de petites variations de chaque paramètre d’entrée, chacun pourra également se représenter leur robustesse
Si tout cela existe déjà, je serais ravi de le consulter. Si ca n’existe que sous forme disparate, nous pouvons essayer de les réunir et de nous faire une idée. Si ça n’existe pas, eh bien, dévier une toute partie des milliards alloués au modélisateurs vers ce simple exercice de communication me paraîtrait totalement indiqué.
2/ Calcul de l’effet de serre nu
S’il existe des modèles d’effet de serre (discrétisés en altitude, discrétisés en longueur d’onde), il est en principe possible de calculer un effet de serre nu (hors rétroaction), mais totalement issu des équations physiques.
Juste un exemple (peut-être fantaisiste mais pour illustrer)
* on calcule la pression à z=0 à partir de la masse de l’atmosphère
* les modèles ci-dessus doivent pouvoir fournir des points que l’on pourrait ajustement par des corrélations simples et/ou des abaques (par exemple comme celles citées par papijo) :
Corrélation a/ pour une parcelle d’atmosphère : relation entre puissance émise, température, pression, pression partielle de CO2 (Tsih évoquait ci-dessus des lois en T)
Corrélation b/ pour le sol : puissance absorbée par l’atmosphère en fonction de la température du sol, de la pression, de la pression partielle du CO2
* calculer le gradient adiabatique sec théorique (à partir de lois de gaz parfaits et de la pesanteur)
* postuler une altitude d’émission z_0
* déterminer une température de surface TS_0
* déterminer avec la Corrélation b le flux F_i absorbé par l’atmosphère au niveau du sol
* déterminer avec la Corrélation a le flux F_o émis par l’atmosphère à z_0
* itérer sur l’altitude z jusqu’à trouver F_i = F_o
Est-ce qu’avec cela nous aurions un petit modèle simple, pas précis, qui nous permettrait de piger et de jouer un peu avec ce concept d’effet de serre ?
L’objectif n’est pas d’être à 10K près, mais de pouvoir estimer cet effet de serre sur la Terre, Mars et Vénus, et de retrouver, pour chacun, l’ordre de grandeur. Ce serait de l’excellente vulgarisation puisque même si c’est imprécis, chacun comprendra comment ça marche.
Nicias (#420),
J’ai appliqué le modèle exposé par Murps (#413), rien de plus, pour une insolation de 9000 W.m-2 et un albedo de 0,109 (mais une émissivité de 1). Wiki donne un résultat proche pour la température d’équilibre.
Quelques autres choses :
* selon wiki, la TMAX est à 427°C et la TMIN de -183°C (pas si loin des -233°C de la Lune), la moyenne des deux est 122°C soit 50°C de moins que le calcul « d’équilibre radiatif ».
* Je ne connais pas la procédure de calcul de la moyenne affichée sur wiki, mais ce n’est pas la moyenne du min et du max : il y a probablement un aspect surfacique.
* un calcul de la TMAX selon Stefan-Boltzmann avec une plaque de 1 m2 face au soleil donne 340°C, soit inférieur de près de 80°C à la TMAX mesurée (peut-être l’effet d’une variation d’émissivité au point de TMAX : il faut une émissivité de 0,6 à albedo constant pour retrouver 427°C)
* si j’applique le modèle de Gerlich et Tscheuschner avec la bonne moyenne de T^4, je trouve une TMOY de -28°C.
Murps (#
Non.
Seul le coefficient qui est habituellement devant correspond au cas idéal du corps noir. C’est pour ça qu’on a utilisé les mesures de l’émission et l’absorption des gaz impliqués pour pouvoir multiplier par l’émissivité réelle inférieure à 1 du gaz réel. Ceci est complètement rigoureux alors qu’utiliser Stefan Boltzmann est fondamentalement incorrect, comme je l’ai rappelé pour la raie à 15 microns du CO2.
La fonction de Planck elle-même I/(exp(x)-1) avec x comme rapport de l’énergie de photon à KT, l’énergie thermique disponible à la température T n’est en fait rien d’autre que le nombre moyen de photons ou de quanta dans le mode en question du champ électromagnétique dans une cavité maintenue à la température T et ce quelle que soit la nature des parois de cette cavité, corps noir ou pas.
Je trouve stupéfiant que vous prétendiez trouver des poux dans la tonsure de ceux qui font ça correctement alors que manifestement vous ne connaissez même pas la physique de base qui est pertinente ici et appliquez naïvement SB.
Mais bon je vous laisse volontiers continuer à boxer dans la paille.
Murps (#413),
Dans les formules que vous utilisez qui sont bien la compréhension des climastrologues, il y a bien, pour le flux sortant une division par 4 du flux entrant puisqu’on fait une répartition sur 4piR2 du flux qui arrive lui sur piR2. On fait donc une équivalence d’une puissance de la moyenne avec une moyenne des puissances en estimant que 4 fois une surface plate est équivalent à une surface sphérique de même rayon en matière de flux, ce qui est proprement absurde et non physique. (Voir V Gray le global warming hoax)
C’est le raisonnement qui sous-tend le bilan radiatif équilibré de Trenberth. Il n’y a pas de bilan équilibré et la terre ne peut en aucune façon devenir une poèle à frire car la température maximum virtuelle ou potentielle de corps noir à midi soleil à la verticale sera toujours aux environs de 121°C, et la température effective MESUREE sur la lune est de plus de 20°C inférieure à cela car au même moment dans les régions polaires les températures sont inférieures à 250°C.
Sur la terre il en irait de même car le potentiel calorique de l’énergie électromagnétique venant du soleil est semblable. Il est décidément non physique d’appliquer la formule de S&B à un objet REEL, elle ne convient qu’à un objet virtuel sans température effective puisqu’elle considère qu’il n’y a aucun transfert d’énergie autre que EM, dons pas d’énergie cinétique, pas de chaleur, pas de température réelle.
Eloi (#425),
Oui j'ai lu tout à l'heure l'article de Wikipedia, puis fait un calcul de coin de table en trouvant une température un peu inférieure à la méthode G&T ce qui est normal. Vous avez tenu compte de l'excentricité de l'orbite ? elle est carabinée pour Mercure
Wikipedia dit que c'est la température sous la couche de régolite. Je ne sais pas comment ils arrivent à mesurer ça. Ni pourquoi elle est si haute.
Aux débuts de mon coltinage avec l'effet de serre, j'avais sué pendant des mois pour trouver un mécanisme alternatif pour élever la température au dessus de celle d'un corps noir. Peine perdue, je ne vois pas comment c'est possible.
Tsih (#426),
Je vois que vous n'avez pas répondu au professeur Robert (415) qui nous dit que l'atmosphère est transparente, niant ainsi l'effet de serre. Un oubli ?
Nicias,
Si vous lisiez correctement TOUTE la phrase. L’atmosphère est transparente au rayonnement solaire et chauffée par la surface (rayonnement infrarouge); Il est vrai qu’avec vous il faut être très précis pour que vous puissiez comprendre.
Nicias (#429)
Sauf erreur je ne crois pas que le célèbre professeur Robee…rt (#415) me fait l’honneur de me « citer ».
La phrase entre « » » »guillemets » » » » n’est pas de moi, mais de Murps (#413).
Laissons Murps répondre, ils sont entre spécialistes qui « calculent l’effet de serre avec SB »
Sans moi.
Nicias (#428),
Yes, l’excentricité ; j’avais bêtement pris la moyenne de l’aphélie et du périhélie pour la température moyenne ; quand je calcule la Tmax (plaque rayonnant que sur une face) au périhélie à 14e6 km, je trouve quand même 14 kW et un respectable 412°C qui est quasiment la Tmax mesurée.
Autant pour la Terre, on peut quand même se poser la question (la Tmax observée est bien inférieure à la T théorique de corps noir) mais pour Vénus, en effet, là « l’effet d’atmosphère » fait très fort.
Eloi (#431),
Venus est minable. La Rolls-Royce du voyage intersidéral, c’est la planète orpheline (ou là), détectable car toujours chaude au bout de millions d’années. C’est peut-être une Trabant, c’est affaire de jugement sur nos préférences coût/vitesse/confort.
Tsih (#430), arrêtez de dire que je prétend calculer la température avec SB ou que j’ai la prétention d’avoir compris quoi que ce soit du mécanisme.
J’ai simplement repris un calcul qui est proposé dans tous les cours présentant l’effet de serre.
Je n’accorde aucune valeur à ce calcul, il n’est pas représentatif du système.
Mais vous pouvez dire ce que vous voulez c’est ça qui est à la base de la théorie de l’effet de serre.
Site du CNRS
L’atmosphère et son effet de serre
Le site de l’ipsl donne ce petit pdf
sur lequel est écrit :
C’est bien les valeurs que j’ai trouvé non ??????
En plus je vous signale au passage que la température calculée avec SB est la plus haute que l’on puisse évaluer.
Si vous essayez un calcul plus fin vous ne pouvez trouver que moins !
Ce que je me tue à expliquer depuis le début, c’est que je suis contrarié par le fait que cette température calculée très basse est la justification de l’existence de l’effet de serre et qu’en plus on attribue tout au CO2 (et à la vapeur d’eau).
C’est cela qui est probablement faux !
volauvent (#422), je ne vous ai nullement agressé.
Les lois physiques sont des lois simples, toujours.
C’est leur combinaison qui peut être complexe.
Evidemment qu’il faut appliquer la loi du rayonnement à tout le corps, le post avec le petit tableau que j’ai fait plus haut avait juste pour but de signaler que quand on monte à une certaine altitude on trouve la température recherchée, voila tout !
Je ne cherchais ni à créer un incident ni les poux dans la paille.
Murps (#434)
Je ne vous le fait pas dire.
Le modèle simple purement radiatif en question ne prétend pas calculer une température réaliste à comparer aux observations. Et si d’aventure ça colle bien pour telle ou telle planète c’est un pur coup de bol.
Il s’agit juste de démontrer, avec un modèle où on peut mener rapidement et analytiquement des calculs sur un tableau noir et donner une « formule » pour quantifier l’effet, l’idée de l’effet de serre.
Ces modèles en donnent juste le principe et un ordre de grandeur.
Alors vous ne pouvez pas critiquer, sur la base des simplifications et approximations de ces modèles pédagogiques du site du CNRS, le calcul sérieux et réaliste qui se fait dans les GCM et qui, je me tue à le répéter se faisait déjà en 1931 (lorsque les propriétés spectroscopiques de ces gaz ont commencé à être mesurées et comprises) , par des gens qui n’étaient ni réchauffistes ni sceptiques, simplement des physiciens faisant leur boulot.
Calculs dont, de surcroit, vous ignoriez manifestement la nature,
Tsih (#436),
Vous dites dans l’ensemble des choses intelligentes mais je ne vois pas pourquoi vous bloquez sur la modélisation.
Ce n’est pas parce que la physique radiative est bien comprise et correctement appliquée que les modèles sont réalistes. Voyez typiquement ModTran dont j’ai déjà donné le lien (http://climatemodels.uchicago.edu/modtran/). Vous pouvez modifier complètement la structure radiative de l’atmosphère sans que le gradient ne bouge d’une oreille. Supprimer par exemple tout ce qui est GES, le gradient reste identique !!!
C’est parfaitement ridicule. Ne croyez pas que cela soit juste l’artifice d’un modèle didactique, c’est bien ainsi que les climatologues comprennent et appliquent la physique de l’atmosphère. Rooobert est le très fidèle rapporteur de l’officialité quand il évoque la théorie gravito-thermale.
phi (#437)
Mais on n’est bien sûr pas en désaccord sur ça !
Je croyais avoir clairement dit tout le mal que je pense des modèles numériques du climat et de leurs prétentions .
Mais il ne faut pas se tromper de cible la part dans ces modèles qui calcule l’effet de serre lui-même comme celle qui utilise les équations de Navier-Stokes pour calculer les mouvements des fluides est correcte et satisfaisante. Mais il y a nécessairement une foule d’autres phénomènes majeurs et fondamentaux qui interviennent dans ces modèles mais ne sont par nature pas « calculables » à partir des lois de la physique et qu’on ne sait pas du tout « modéliser » un tant soit peu sérieusement.
Et même s’il n’y avait qu’un seul de ces problèmes non maîtrisable cela suffirait déjà à invalider toute prédiction ou « projection » pondue par ces modèles.
Le vieux Freeman Dyson résume très bien cette situation.
Tsih (#438),
Sauf que.
Si la complexité était le problème, personne ne songerait à le reprocher aux climatologues.
Postuler que le gradient est indépendant des échanges radiatifs n’est pas une affaire de complexité, considérer les b-radiations comme un forçage n’est pas affaire de complexité.
La climatologie n’est pas une science à la peine mais exactement une pseudo-science.
[Wikipedia]
Tsih (#438),
Pour la bonne compréhension, j’ajoute un élément que vous ignorez peut-être mais qui a son importance. La convection n’est pas modélisée par la mécanique des fluides dans les GCM. Cela signifie, en gros, que le phénomène déterminant pour la fixation des températures de surface n’est pas modélisé.
phi,
La convection à petite échelle n’est pas modélisée dans les GCM, bien sûr et pour le reste, gradient grosso modo indépendant, b-radiation, forçage, vous savez bien qu’on n’est pas d’accord.
Let’s agree to disagree.
Tsih (#436),
Ben mince alors !
J’ai juste posé un calcul rapide sur plusieurs planètes sans chercher à prouver quoi que ce soit et je ne m’attendais pas à de telles réactions.
Vous semblez à l’aise avec la physique radiative mais qu’est ce que vous pouvez être désagréable, cassant et prétentieux !
Et vos calculs n’ont jamais fait mieux ainsi que les modélisations qui vont avec.
Si vous vous imaginez que ces mêmes calculs « plus fins » vous permettent de faire une physique du bidulator plus précise et plus représentative que la pauvre relation de SB, je pense que vous vous trompez lourdement.
AMHA SB n’est pas beaucoup moins précis compte tenu de l’étendue du système dans le temps et l’espace.
En passant, pourriez-vous m’indiquer, s’il vous plait, un lien qui me détaille davantage l’utilisation de la loi de Planck « non appliquée au corps noir » comme vous me l’avez suggéré plus haut ?
Vous excuserez la petite qualité de ma formation à ce sujet mais je n’ai jamais dépassé le niveau cours de fac à ce sujet (avec les partiels qui vont avec) comme ici et là.
Je n’ai pas une formation de chercheur spécialiste du bouzin et J’en étais resté basiquement à une loi de Planck bêtement représentative du corps noir…
Tsih (#441),
Je rebondirai de travers et avec un clin d’oeil.
Vous auriez dû écrire : la convection à grande échelle…
Cette expression est rarement utilisée correctement, elle l’est en général à contre-sens d’une manière intuitive.
Je vous en laisse tirer une morale si cela vous inspire.
Pour alimenter la discussion, billet de P. Beslu et C. Veyres sur l’EDS
Voir en bas de page d’accueil:
http://www.lecolocritique.fr
@tous
Une version enrichie des 22 vérités, avec mise à jour, est en cours de relecture. Elle sera publiée en 3 articles sur le site de l’AFCO (association francophone des climat-optimistes). Je vous en informerai.
TL (#444),
Ce bidulator, quelles sources de discussions ! A lire.
Bernnard (#411),
Oui pour ta question car à la distance à laquelle se trouve Jupiter du Soleil, sa température n’est que de 130°K. A cette température correspondent les longueurs d’onde du domaine radio. En infrarouge, Jupiter devait donc être complètement « noire ». Or elle apparut « brillante ». La seule explication possible est que Jupiter possède, en son centre, une quantité de matière qui, sous l’effet des fortes pressions dûes aux poids des couches extérieures, est portée à une température élevée et qui rayonne de l’énergie dans l’infrarouge. Connaissant la longueur d’onde de ce rayonnement et la masse de la planète, on a pu, par le calcul, se faire une idée de ce que devait être le coeur de cette planète. On s’est alors rendu compte que Jupiter a raté de peu d’être une étoile comme vous dites.
Williams
Murps (#422)
Votre lien vers le cours de l’université de Nantes vous donne déjà ce qu’il vous faut au paragraphe 2.3 intitulé: émission des corps réels.
C’est tout simplement les lois de Kirchhof
Pour calculer l’émission d’un corps réel pour une fréquence donnée il faut multiplier la luminance du corps noir de Planck qui ne dépend que de la température et de la fréquence par l’émissivité du corps ou de la substance qui est une fonction de la fréquence et éventuellement de la direction d’émission.
L’ émissivité peut être déduite des spectres d’absorption ou d’émission de la substance
Elle vaut 1 quelle que soit la fréquence pour le cas limite du corps noir idéal.
Sinon pour un gaz dans l’IR elle est très structurée et comporte des pics ou des bandes où elle est proche de 1 et est proche de 0 ailleurs.
Pour calculer l’émission totale il faut intégrer sur toutes les fréquences et le résultat n’est plus proportionnel à T^4 si l’émissivité n’est pas constante en fonction de la fréquence comme pour un corps gris ou noir.
Mais ce sera toujours une fonction croissante de la température.
Pour essayer de comprendre l’origine physique de ces choses sans passer un an à étudier la thermodynamique statistique vous pouvez flâner dans le cours de Feynman , en particulier les chap. 39-41
Phi (#443)
Je ne sais pas comment vous définissez la convection, moi j’y inclue des choses comme la cellule de Hadley.
J’ai découvert une chose amusante dans cette interview de Dyson
Il parle de Manabe, l’auteur de l’article de 1964 que vous avez cité à propos du gradient vertical et dont les travaux sont à l’origine des modèles GCM.
Dyson l’a rencontré à Princeton.
Eh bien, selon Dyson, Manabe est un sceptique qui ne croit pas du tout que ces « modèles » puissent sérieusement prédire ce que les naïfs réchauffistes croient.
Tsih (#449),
phi (#443),
ça, ce n’est pas étonnant. En 2011, Manabe avait co-écrit un article dans GRL dans lequel il s’inquiétait sérieusement de la lenteur du réchauffement de la haute troposphère par rapport aux modèles…
« On the warming in the tropical upper troposphere: Models versus observations »
Qiang Fu, Syukuro Manabe, and Celeste M. Johanson
GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 38, L15704, doi:10.1029/2011GL048101, 2011
Manabe est un papy de la vieille école. Quand les observations ne collent pas avec les modèles, il s’en inquiète.
Il ne connaît pas la « post-normal-science ». Ringard, va (/sarc)