J’ai reçu par courriel un « document pédagogique » parait-il produit par la MAIF dont c’est le cœur du métier :
FICHE 8 – FICHE TP – UNE EXPÉRIENCE SUR L’EFFET DE SERRE QUE DES ÉLÈVES POURRAIENT FABRIQUER EUX-MÊMES
L’idée qu’il y a derrière l’expérience proposée est de montrer qu’un des arguments favoris des climato-sceptiques est erroné.
Les climato-sceptiques disent souvent :
« L’absorption des infrarouges par l’atmosphère est déjà quasi-totale (dans les longueurs d’onde en jeu pour l’effet de serre). Donc rajouter du CO2 ne peut rien changer. »
Si la première phrase est parfaitement correcte, la déduction qui en est faite est fausse et c’est ce que l’expérience veut montrer.
L’expérience proposée, c’est celle qu’a réalisée Horace-Bénédict de Saussure, célèbre naturaliste suisse e la 2ème moitié du 18ème siècle : il voulait voir si le soleil chauffait autant à toute altitude alors que la température décroissait fortement avec l’altitude. Il a donc construit une sorte de serre (en fait le principe même des panneaux pour chauffe-eaux solaires modernes) il a appelé son dispositif un héliothermomètre, pour mesurer la chaleur reçue du soleil.
Voici le schéma de son dispositif :
[…]
Je coupe, à la source :
Je fis donc faire une caisse en sapin d’un pied de longueur sur 9 pouces de largeur et de profondeur hors d’oeuvre; cette caisse de demi-pouce d’épaisseur étoit doublée intérieurement d’un liège noir épais d’un pouce. J’avois choisi cette écorce comme une matière légère et en même temps très coërcente ou très peu perméable à la chaleur. Trois glaces entrant à coulisse dans l’épaisseur du liège placées à un pouce et demi de distance l’une de l’autre fermoient cette boîte qu’après avoir traversé ces trois glaces.
Pour que le Soleil frappât toujours perpendiculairement ces glaces, qu’il fît par cela même la plus grande impression sur elles, et souffrît le moins de réflexion possible, j’avois soin dans mes expériences de faire suivre à ma caisse le mouvement du Soleil, en la retournant régulièrement toutes les 20 minutes, en sorte que le Soleil éclairât exactement la totalité du fond de la caisse. La plus grande chaleur que j’aie obtenu par ce moyen a été de 87,7, c’est-à-dire de près de 8 degrés au-dessus de la chaleur de l’eau bouillante.
D’habitude on a une boite à un étage, mais là on en a trois. Alors je suis perplexe. La MAIF semble penser que cela est utile pour démontrer que l’effet de serre additionnel fonctionne en élevant la couche effective d’émission de l’atmosphère vers l’espace libre, l’effet de serre n’est donc pas saturé (je ne conteste pas ce dernier point).
C’est assurément un anachronisme de penser que c’était là l’objectif de Saussure. Plus surement il voulait démontrer que les théories de Raleight et de Mie n’avaient qu’un effet négligeable sur la température d’une colonne d’air. Ses écrits laissent plutôt penser qu’il était payé par Saint-Gobain pour influencer la réglementation thermique 1774 et favoriser le triple-vitrage. Je cite :
C’est un fait connu, et sans doute depuis longtemps, qu’une chambre, un carrosse, une couche, sont plus fortement réchauffé par le Soleil, lorsque les rayons passent au travers de verres ou de châssis fermés, que quand ces mêmes rayons entrent dans les mêmes lieux ouverts et dénués de vitrages. On sait même que la chaleur est plus grande dans les chambres dont les fenêtres ont une double châssis.
Vous êtes libres de trouver toutes les raisons physiques possibles qui font que cette expérience ne peut pas fonctionner dans le sens ou elle est instrumentalisée.
381 réponses à “L’héliothermomètre et l’effet de serre”
jdrien (#300),
Dans le vide? un thermomètre ne marche pas . Ce n’est pas possible de prendre la température du vide.
Bernnard (#301), donc on ne peut pas comparer les températures avec et sans atmosphère, non?
jdrien (#302),
Non dans le vide on ne peut pas avoir une température comme on l’aurait dans un gaz à la pression atmosphérique avec un thermomètre classique mais on trouve un moyen tout de même.
Dans le vide complet on peut éventuellement avoir une température de rayonnement en ayant comme base (le 0) la température du fond diffus cosmique à 3K.
Les thermomètres classiques ne sont pas utilisables et il faut un détecteur de rayonnement qui doit être étalonné à partir de ce 0.
Il faut un traitement informatique des données avec la loi de Planck sur le modèle de rayonnement du corps noir
Par exemple (entre autre)
Pour mesurer la température des gaz jusqu’à 3mbars on utilise la radiométrie en ondes millimétriques.
jdrien (#302),
Bien sûr que si on peut comparer !
Il suffit d’ailleurs de comparer les températures du sol lui-même et regarder ce qui se passe sur la lune, même distance du soleil, 120 °C au soleil, -180 °C à l’ombre. Pas de vie primitive et encore moins de vie supérieure.
Et il y a des demeurés ici qui chipotent sur l’effet de serre.
Et le « vide » n’est pas vide de matière du tout, il y a toujours du dégazage à la surface d’un corps céleste et il y en a au moins autant que dans l’espace interstellaire qui lui non plus n’est pas vide. Et surtout même s’il n’y avait pas de matière du tout il y a du rayonnement qui a une température de 2.7 K environ.
Et ces températures se mesurent avec un thermomètre approprié mais ce n’est évidemment pas un thermomètre à mercure que vous pouvez vous fourrer dans le cul pour voir si vous avez de la fièvre.
tsih (#304), et sur Terre, mesure-t-on la température du sol? la T° à 1m est-elle la même que celle du sol?
volauvent (#291),
Eh ben oui, et il a parfaitement raison !
C’est justement à ça que sert un modèle, pour fixer les ordres de grandeurs, enfin !
C’est essentiel de montrer ça aux élèves , si le modèle donnait un facteur 1.002, on pédalerait dans la semoule et l’idée serait à mettre à la poubelle !
Ce qui est indéfendable et surtout à pouffer de rire c’est les ridicules contorsions de mes interlocuteurs ici.
Oui, c’est bien ce que j’avais prévu de faire.
jdrien (#305),
Oui, quand le « sol » c’est de l’océan, comme c’est le cas le plus souvent sur Terre.
Ah zut, non !
On a oublié bêtement de mesurer le sol qui, comme chacun sait, est en général à une température complètement différente de celle de l’air au dessus et donc on a tout faux.
On ne peut donc pas comparer avec la lune et on ne peut rien conclure du tout.
Par conséquent l’effet de serre c’est du pipeau, rien de prouvé, basé que sur du vent.
Bon vent.
tsih (#307),
Démonstration personnelle : Ma salle de bain est ancienne et ne dispose pas d’un évacuateur d’air. Après une (longue) douche, l’humidité est importante, et j’aère la pièce en ouvrant largement la fenêtre. Je ferme également le radiateur pour ne pas chauffer l’extérieur.
Après 5 minutes, je referme ma fenêtre et bien que l’air chaud soit partie et sans remettre le chauffage, le confort revient très rapidement. Quant au thermomètre collé à son mur, il a à peine cillé !
Mystère et gant de crins…. 😉
tsih (#304),
Il faudrait comparer ce qui est comparable : capacité de stockage de chaleur à la surface des 2 astres (y compris pour la Terre, avec les océans et non pas seulement l’atmosphère), ET prendre en compte la durée de rotation des 2 astres (1jour terrestre = 28 jours lunaires).
J’aimerais bien savoir, atmosphère ou pas, combien la température à la mi journée augmenterait avec un repas entre midi et 2, durant 56heures terrestres…
tsih (#304),
Ben justement, l’effet régulateur de l’atmosphère qui nous permet de bénéficier de températures moins contrastées dans le temps et l’espace et donc d’une planète vivable n’est pas tant due à l’effet de serre qu’à son inertie thermique, à la convection et l’advection de l’air entre l’équateur et les pôles.
L’effet de serre présente l’atmosphère comme une couverture chauffante alors qu’elle est un régulateur thermique.
Hug (#309), l’inertie thermique, ce sont plutôt les océans qui la fournissent
amike (#308),
Correction: 1jour lunaire=28 jours terrestres
jdrien (#310),
Oui pour les variations de moyen-long terme, mais à court terme, c’est bien l’inertie thermique propre de l’atmosphère qui lui permet de ne pas subir de trop grandes variations de température entre le jour et la nuit.
Hug (#312),
Pas seulement l’inertie de l’atmosphère, mais aussi les échanges de l’atmosphère avec le sol (ou les océans) via la convection. Quand la convection n’a pas lieu (sol plus froid que l’air et absence de vent), les écarts jour / nuit peuvent prendre des valeurs bien plus grandes !
papijo (#313),
Oui mais je comparais les amplitudes thermiques sur terre et sur la lune… 🙄
Hug (#314), Donc, une rotation lunaire 30 fois plus longue que pour la Terre n’aurait aucun effet sur l’amplitude thermique comparé des 2 astres et leurs jour/nuit respectifs ?
amike (#315),
Dans la mesure où le sol lunaire est « poussiéreux » ( => faible conductivité thermique et faible capacité thermique), la surface du sol atteint très rapidement son équilibre, et multiplier ou diviser par 30 la durée du jour changera très peu les températures max / min de surface. Par contre, cela sera moins vrai pour des roches denses et bonnes conductrices telles que le granite.
papijo (#316), Je ne pense pas qu’une Terre tournant 30fois moins vite ne serait que légèrement différente de celle d’aujourd’hui, protégée par « l’inertie thermique de son atmosphère » !
Je veux bien croire que l’atmosphère est l’élément le plus variable et qu’on peut considérer tout l’environnement (océan,sol, rotation terrestre, Soleil, la Galaxy…) comme des constantes, il n’empeche…
amike (#317),
Je parlais de la lune ou plus généralement de planètes « sans atmosphère », pas de notre terre !
Les régions polaires de la Lune au fond de cratères jamais éclairés par le soleil atteignent des températures proches du zéro absolu autour de 30 K. Et même pendant la journée lunaire un rocher devient rapidement brulant coté éclairé, de quoi cuire des oeufs ou bouillir de l’eau et glacial sur le coté à l’ombre. Les combinaisons des astronautes étaient hautement isolées recouvertes d’une couche spéciale réfléchissante et avec une circulation d’eau pour égaliser la température entre coté éclairé et non éclairé.
Une atmosphère sans GES et une rotation plus rapide égaliserait certainement ces extrêmes et diminuerait les gradients horizontaux de température en provoquant une circulation générale mais rien de comparable à la Terre. Rien ne refroidirait une telle atmosphère par le haut et il n’y aurait pas de convection profonde et de transport net de chaleur vertical par chaleur latente.
Les GES d’une part limitent la montée excessive en température du sol au soleil en établissant un gradient vertical de température élevé sur toute la colonne déclenchant ainsi la convection profonde qui évacue très efficacement la chaleur du sol vers le haut et grâce aux GES en altitude aussitôt vers l’espace sous forme d’IR et d’autre part les GES limitent la descente excessive en température à l’ombre en limitant le rayonnement IR partant du sol.
Ensuite la température moyenne sur la Lune est de façon certaine inférieure à quelques 250 K et sa température effective de rayonnement est 273 K.
La température moyenne de la Terre est autour de 289 K et sa température effective de rayonnement 255 K.
La différence des températures effectives est essentiellement une affaire d’albédo différent et la température effective c’est par définition simplement la racine quatrième de la moyenne sur toute la surface et sur le temps des T ^ 4 ( flux IR total équilibrant flux solaire total absorbé) sur l’astre en question.
Alors même avec une atmosphère sans GES la température moyenne sur Terre resterait comme sur la Lune forcément inférieure à la température effective. C’est inéluctable car tout le rayonnement partirait directement du sol et mathématiquement Teffectif ^4 à savoir la moyenne des T¨^4 est toujours forcément supérieure Tmoyen ^4.
Le fait que la moyenne des températures sur Terre soit bien au contraire supérieure et non inférieure à la température effective et les extrêmes bien plus modestes est la signature claire et nette de l’effet de serre et non simplement d’un « effet d’atmosphère » qui répartit juste la chaleur entre nuit et jour, eau et terre, pôles et équateur etc à l’intérieur du système.
Tiens la tarte à la crème de la température moyenne de la Terre est de retour…
Abitbol (#320),
Parce que vous lisez encore attentivement les leçons de physique de Maître Tsih… ?
Il y a longtemps que je ne survole plus ses messages que d’un œil distrait.
Même s’il a raison la plupart du temps, le fait qu’il dénigre continuellement tout ce que l’on ose écrire ici est barbant.
En fait il fait plus pour discréditer ce site que les trolls que l’on a connus ces dix dernières années. J’espère que c’est inconscient de sa part, mais j’ai comme un doute…
Que doit penser le lecteur lambda qui débarque ici en cherchant des informations sérieuses ?
Il y trouve des discussions byzantines sur le prétendu effet de serre du CO2 et autres points de détails dans des fils de discussion qui partent systématiquement dans tous les sens.
tsih (#319),
Ce gradient thermique est donc d’abord lié au refroidissement de l’atmosphère par les GES en altitude (et aussi par les nuages). Certes, plus près du sol, ils réchauffement l’air au contraire, mais sans eux, il y aurait quand même réchauffement par contact de l’air sur le sol chaud.
Et c’est majoritairement la vapeur d’eau qui joue ce rôle, le gaz carbonique n’ayant qu’une bande d’absorption du rayonnement IR assez limitée. D’où le refroidissement nocturne nettement plus marqué dans les zones désertiques très sèches. On peut d’ailleurs ajouter que la vapeur d’eau peut aussi limiter le refroidissement nocturne en se transformant en rosée et que l’eau liquide (nuages) est également très efficace pour ça.
Si vous voulez, mais vous le dites vous-même, c’est d’abord en refroidissant l’atmosphère par le haut que l’effet de serre génère le brassage atmosphérique ! Les choses sont donc plus subtiles qu’un simple effet de type couverture chauffante.
Mais c’est surtout la présence de très vastes océans qui nous vaut de bénéficier d’une planète vivable:
– ils emmagasinent la chaleur reçue du rayonnement solaire et la transfèrent des zones chaudes vers les zones froides par l’intermédiaire de la circulation océanique
– ils transfèrent à l’atmosphère une part de cette chaleur sous forme latente par évaporation et lui fournissent par la même occasion un GES beaucoup plus efficace que le petit gaz carbonique surtout bon à fournir du carbone aux végétaux.
Cdt Michel e.r. (#321), Abitbol (#320), tarte à la crème ou non , ça dépend comment on aborde la question…et non tsih ne tient pas que des discussion byzantines…je vous assure que les physiciens qui entendent certains propos se posent des questions et en général se barrent…
Hug (#322), vous ne pouvez pas critiquer une évaluation quantitative par des arguments purement qualitatifs…
si vous êtes capable de calculer l’effet radiatif d’un doublement du taux de CO2 atmosphérique mieux que les physiciens je vous en prie…montrez nous ça…
grosso merdo tu prendras un climat réaliste ,tu integreras le fait qui vous dérange qui est qu’un volume de gaz avec des ges qui reçoit un rayonnement ir en absorbe une certaine partie le thermalise et le réémet sous forme de rayonnement thermique… ou sinon vous faites quoi??? description réaliste de ce qui va se passer si on double le taux de CO2 atmosphérique ?même pas , mais je vous pose la question, à part procéder de la sorte , comment faire?
j’entends les arguments sur la vapeur d’eau voire sur le fait que le taux CO2 soit si petit qu’on en rit…mais ça ne me fait ni chaud ni froid…
vous faites quoi si vous voulez estimer l’effet d’un doublement du taux de CO2 et que vous savez que ce foutu gaz absorbe dans les ir? vous dites bof ça doit pas être beaucoup?
lemiere jacques (#323),
Je n’ai pas cette prétention, par contre je dénie aux scientifiques la prétention de savoir le faire avec leur modèles de prévision climatique qui ne valent pas mieux que les modèles de prévision économique.
Hug (#322),
Pourquoi « d’abord » ?
Les GES refroidissent le haut et réchauffent la bas de l’atmosphère et une bonne absorptivité implique une aussi bonne émissivité et vice versa. Les deux choses vont main dans la main. Sans GES seule une pellicule très mince se réchaufferait au niveau du sol, la conduction c’est vraiment peanuts, cela ne réchauffera guère à 500 ou 1000 mètres d’altitude.
Et contrairement à ce que vous avez l’air de croire l’image non pas de la « couverture chauffante » mais d’une couche isolante n’est pas si mauvaise. Mettre une couche isolante sur un mur permet justement d’établir un gradient de température très élevé entre intérieur et extérieur, bien plus élevé que sans couche isolante. C’est pour bien ça qu’on en met dans les habitations et d’ailleurs comme les GES cela refroidit bien le mur sur sa surface extérieure ( on teste justement comme ça la diminution des « fuites thermiques » avec une caméra IR) et réchauffe bien la température de la surface intérieure du mur. A puissance de chauffage contante, évidemment.
Mais il faut arrêter maintenant toutes ces « discussions byzantines » sur le « prétendu réchauffement » et le « prétendu effet de serre ».
-D’abord elles incommodent énormément le Commandant, et rien que ça est une raison amplement suffisante.
-Ensuite elles fâchent Scaletrans, Nicias, et d’autres et ce n’est pas bon pour leur coeur si bien qu’ils souhaitent que je fasse un « tour en bateau ».
-Enfin elles ne sont pas « courtoises », Murps et Abitbol, grands courtois devant l’Eternel, le déplorent.
Alors comme le bateau est armé, qu’il y a même un thermomètre à bord pour mesurer le réchauffement qui n’existe pas et surtout que les désirs de Nicias sont des ordres, c’est parti pour un (grand !) tour.
Le bonheur retrouvé pour tous.
Hug (#324), d’un cote je ne vous suis pas car c’est exactement ce que font les physiciens quand ils estiment l’effet radiatif du CO2 seul mais au final je suis d’accord avec vous…tsih (#325),
je n’aime pas non plus les ça refroidit ou ça réchauffe…quand on décrit une situation « stationnaire »..
d’ailleurs hormis le fait que il n’y a pas grand chose pour leur renvoyer un rayonnement par en dessous…au point de vue radiatif dans une épaisseur atmosphère donnée les giec absorbent les ir, l’énergie absorbée est . thermalisée et ils participent à l’émission donc .si on accepte d’appeler ça refroidissement et réchauffement, .ils refroidissent et réchauffent partout en somme…
Ce qui est bizarre c’est que je pense que tout le monde ici comprend le calcul radiatif ou m^me le saisit intuitivement mais pour des raisons qu’i m’échappent, beaucoup veulent ou prétendent dépasser le calcul sans le faire pour démontrer que c’est pas bézef..
tsih (#325),
J’espère que dans les pays que vous visiterez vous aurez l’occasion d’observer quelques cumulus sympas (pas les méchants, je ne suis pas sadique !) pour observer que si la conduction c’est vraiment peanuts, la convection, par contre, c’est extrêmement efficace pour réchauffer rapidement en altitude, et également que vu la « faiblesse » du refroidissement par rayonnement IR des GES sous les tropiques, il existe des vents et des courants efficaces (encore de la convection) pour évacuer la chaleur des tropiques vers le reste de la surface de la terre !
Bon vent !
tsih (#325),
OUF, on vous aime bien TSIH, mais en fin de compte vous devenez pénible ; donnez de bonnes nouvelles en arrivant aux Galápagos ; cela fera trois mois de répit
tsih (#325),
L’analogie avec l’isolation domestique n’est pas heureuse.
Parce qu’un mur perd d’abord sa température par conduction et convection. Je le sens bien avec mon poêle de masse, il perd de 3 à 2 °C par heure en rayonnement. Si je laisse ouvert le conduit d’évacuation des fumées, c’est 4 fois plus vite, avec seulement une faible entrée d’air !
Ensuite, si on veut respecter une certaine cohérence de masse, le mur est plus à rapprocher des océans que de l’atmosphère, et donc la principale source de réchauffement est bien, respectivement, un air intérieur bien plus chaud comme le rayonnement diurne !
Une meilleur analogie serait le cas d’un individu avec une couverture de survie, excellente pour renvoyer les IR du corps, mais mal serrée et ne bloquant pas la circulation d’air autour, d’autant qu’il serait couché à même le sol froid…
Mais bon, à force, le corps arrivera bien à créer une bulle de chaleur, en réchauffant l’air et le sol à l’alentour :))
papijo (#327),
Dans un monde sans GES il ne peut pas y avoir de transport net de chaleur dans le sens vertical au niveau global par convection.
Il ne peut pas y en avoir, tout ce qui monte quelque part doit redescendre ailleurs.
TOUT.
On ne peut pas « réchauffer » longtemps en haut sans que cela devienne aussi chaud qu’en bas…
La convection, celle qui fait justement ce que vous dites n’existerait pas du tout.
Dans notre monde avec GES la convection (chaleur latente+ sensible) transporte de façon nette au niveau global quelques 95 + 25 W / m2 du sol à l’altitude d’émission, rien que ça, ceci change tout et ne peut exister et n’existe que s’il y a assez de GES.
Bon vent à vous aussi.
tsih (#330),
Bien sûr … et l’air chaud qui monte quelque part est aussi tôt remplacé par de l’air froid venu d’ailleurs … et cet air froid c’est de l’ancien air chaud qui s’est refroidi au contact du sol et par rayonnement direct vers l’espace (l’atmosphère sans GES est transparente aux IR, contrairement à l’atmosphère réelle qui n’est que partiellement transparente)
papijo (#331),
La convection très faible s’établia dans une atmosphère même dépourvue de gaz à « effet de serre ».
Ce qui va changer, c’est l’efficacité de la vitesse du transfert d’énergie des IR en provenance de la surface, qui ne pourra plus passer par une absorption / ré-émission dûe aux états vibratoires et rotatif de la molécule d’un GES mais par collision / modification de l’énergie cinétique de la molécule de gaz non GES.
Sans GES, c’est bien moins efficace, et il y aura quand même une convection lente peu perceptible. La majeure partie de l’énergie IR, n’étant pas retenue, filera directement sans délai dans l’espace et sans avoir le temps d’induire de travail « mécanique » significatif dans l’atmosphère.
Bernnard (#332),
Je persiste … vous ne semblez pas avoir souvent fait des calculs de transfert de chaleur … ! Tous les amateurs de vol à voile de Skyfall vous confirmeront que la convection, ce n’est pas très faible (beaucoup d’oiseaux s’en servent aussi).
Pour vous en convaincre, vous pouvez aussi vous amuser sur la plage à rester dans le vent à la sortie du bain … vous refroidirez très efficacement, malgré le rayonnement en lumière visible reçu du soleil et le rayonnement IR reçu du sable chaud et du ciel.
Ce n’est pas parce que les équations du rayonnement sont bien plus belles que celles de la convection et permettent de faire de bien plus savants articles qu’il faut en déduire que seul le rayonnement serait « efficace » pour transférer la chaleur !
papijo (#331),
J’ai comme l’impression d’un serpent qui se mord la queue …😜
papijo (#333),
Je ne parle pas d’une atmosphère terrestre.
Je n’ai jamais fait de vol à voile dans une atmosphère uniquement composée d’azote et d’oxygène (😃) sans eau ni CO2. Je doute qu’on y trouve des courants de convections puissants comme ceux existant dans l’atmosphère normale terrestre pour la bonne raison que les IR auront foutu le camp illico dans l’espace sans interagir avec des GES. S’il y a des courants de convection verticaux dans une telle atmosphère, ils devraient être assez symboliques. Je pense qu’une telle atmosphère serait agitée mais sans mesure avec ce qu’elle serait avec des GES.
J’ai bien conscience que c’est théorique !
Le fait qu’il y ait interaction avec les GES retarde la fuite des IR dans le vide spatial qui n’est plus instantanée et laisse le temps à la chaleur qui apparaît alors de déclencher toutes sorte de phénomènes physiques, mécaniques… et en fin de compte climatiques . On oublie toujours que ces interactions multiples ne sont pas instantanées!
papijo (#333),
Personne ne dit ici que la convection dans une atmosphère à effet de serre est faible, Tsih et Bernnard disent même le contraire, si j’ai bien compris.
Ils disent qu’elle serait plus faible sans GES, générée uniquement par différentiels locaux de conduction. Comme l’atmosphère ne pourrait pas se refroidir par le haut, on irait lentement mais sûrement, en théorie, vers une atmosphère isotherme ou presque.
Pour info: le magazine « vol a voile » vient de publier des articles sur les mécanismes de déclenchement de la convection tout au long de la journée qui sont intéressants. Mais ils s’agit d’une étude de conditions locales, pas des mécanismes généraux de physique de l’atmosphère.
brouillard dense, surement un effet des ges?
sinon comment allez-vous?
je vois que l’on a décidément bien avancé, tout est maintenant très clair.
non?
reprenons,
on pose A soit le bidulator
on place des lames de verre B soit Philip.. heu Arrhenius
on on fait un brainstorming de quelques années soit….
bon reprenons
tiens un truc amusant
si on augmente la densité de CO2 dans les basses couches ,ça réchauffe
mais par la fait même la densité des hautes couches augmente aussi, et sa faculté d’émission?
bilan?
bon je retourne à mes occupations
au plaisir
Je mets en route demain soir pour plusieurs années (si Dieu me prête vie), mais je vais réagir tout de même une toute dernière fois ici devant une telle obstination de papijo.
volauvent (#336),
Evidemment.
L’énergie mécanique développée et la chaleur transportée par la convection profonde possible seulement en présence de GES est au moins 10 fois plus importante que celles de ce que papijo appelle « convection » et qui pourrait se développer dans une atmosphère sans GES. Lire plus bas.
Bernnard (#332),
Oui, Bernnard, c’est exactement cela.
Bravo.
papijo (#333),
Désolé, j’aurais préféré vous quitter aimablement mais vous êtes définitivement incorrigible et Dieu sait que j’ai fait ce que j’ai pu depuis un an ou deux pour vous sortir de votre ornière.
Car ce que vous dites dites là, ni moi ni personne ne l’a évidemment jamais dit, c’est un ridicule straw man qui est consternant de bêtise et d’ignorance et que vous persistez à nous servir inlassablement avec une mauvaise foi rare !
Comment voulez-vous qu’on ne vous traite pas de tous les noms d’oiseau et qu’on vous prenne pour autre chose qu’un bouffon !
Ce que je me tue depuis plusieurs années à vous expliquer c’est que la convection dont vous vous gargariser et qui est aussi efficace que vous dites ne se déclenche justement que parce qu’il y a des GES. Sinon c’est peanuts.
La convection peut être vue comme le résultat du fonctionnement d’une machine thermique naturelle qui convertit en énergie mécanique W une fraction r de la chaleur Q1 qui y rentre par une source chaude à température Tc. Cette énergie mécanique sert ici à transporter la chaleur Q1 des régions chaudes vers les régions froides soit directement ( chaleur latente et sensible) soit indirectement par friction et dissipation de l’énergie mécanique W en question. Comme dans toute machine thermique il faut une source froide à température Tf pour que ça puisse fonctionner. Voyons les caractéristiques de la machine avec et sans GES:
– Avec suffisamment de GES la quantité Q1 c’est presque toute la chaleur qui nous arrive du Soleil et qui est absorbée par le sol. En effet cette chaleur ne peut pas repartir directement dans l’espace sous forme d’IR et doit donc forcément traverser l’atmosphère et alimenter la machine thermique convective ou convection profonde . Or le sol absorbe environ 170 W / m2 dont 40 peuvent repartir directement à travers la « fenêtre » atmosphérique. Il reste donc 130 W / m2 pour alimenter la machine soit au total pour toute la surface terrestre une valeur Q1 = 130 x 5 10^14 = 65 10^15 W = 65 PW !
Par ailleurs Tf = 300 K environ (température au sol) , Tc = 200 K (température à la tropopause) et donc r = 1 / 3 au mieux soit W = r x Q1 = 21 PW !
-Sans GES et une Terre plate homogène uniformément éclairée il n’y aurait pas d’énergie du tout disponible pour alimenter une machine convective puisque toute l’énergie solaire absorbée au sol serait forcément rayonnée directement dans l’espace court-circuitant complètement l’atmosphère.
-Sans GES et une Terre ronde en rotation, avec alternance jour-nuit, différence d’absorption et d’éclairement pôle- équateur, eau- terre etc il n’est bien sûr plus vrai que chaque mètre rayonne vers l’espace exactement ce qui est reçu mais le plus gros de et de toute façon en moyenne ce qui est reçu repart néanmoins toujours directement vers l’espace sous forme d’IR sans servir à faire tourner une machine thermique et court-circuitant ainsi celle-ci.
On peut voir ça clairement ici ( fig.5.5)
Il ne reste donc qu’une petite fraction qui peut alimenter la machine thermique convection qui apparaît à cause des gradients de température non pas verticaux mais horizontaux. L’essentiel c’est le gradient méridional N-S entre équateur et pôle. L’énergie transportée de l’équateur vers les pôles est environ Q1= 6 PW (fig 5.6) (et comprend aussi ce que fait l’océan).
Autrement dit c’est bien au moins 10 fois moins que la convection profonde avec GES !!!
De même Tf = 250 K (pôle) et Tc = 300 K (équateur) soit r= 1/6 et donc au mieux l’énergie mécanique W= 1 PW soit 20 fois moins que l’énergie mécanique développée par la convection profonde.
Bref papijo, votre « convection » non liée au GES, fait vraiment pâle figure à coté de celle de la convection profonde déclenchée par les GES.
tsih (#338),
avel mat !
Donc avec une terre couverte exclusivement de diazote et de dioxygène, gaz sans effet de serre, la température serait très très basse, et sans convection atmosphérique.
Ce qui est une autre manière de dire que diazote et dioxygène ne peuvent apparemment pas être chauffés par rayonnement.
Seule la présence des gaz à effet de serre dans le mélange gazeux azote/oxygène ferait monter la température.
jdrien (#339),
Trugarez vras, jdrien !
Murps (#340),
Vous oubliez la conduction thermique ordinaire et l’interaction avec le rayonnement microonde pour O2 ( celui utilisé par les satellites qui mesurent la température de l’air ) et pour O2 comme N2, avec le rayonnement IR mais à l’ordre supérieur dit quadrupolaire qui bien que tous très faibles finiraient par mettre toute l’atmosphère (sans convection) à la même température que le sol.
Murps (#340),
oui, Lindzen qui est un rigolo, avait calculé une température moyenne de l’atmosphère sans GES autour de 80 °, remarquant au passage l’effet refroidissant des GES. allez comprendre?
je reste perplexe,car avec tout ce que l’on peut lire ici, ….
Sinon, la terre avec uniquement du CO2, ça marche comment?
Murps (#340),
Je précise, on peut imaginer une planète improbable ayant une atmosphère sans GES avec (ne compliquons pas) un axe perpendiculaire au plan orbital.
En phase diurne,
Je pense que la température de l’atmosphère au niveau du sol serait un peu élevée uniquement par conduction se propageant du fait des collisions inélastiques entre les molécules gazeuses et celles du sol qui est en surface est à une température dépendant de l’irradiance solaire et aussi de la constitution (et de la couleur) du sol qui peut contenir de manière liées à lui quelques molécules qui sans être gazeuses fonctionnent comme les GES.
En phase nocturne,
La température toujours au niveau voisin du sol pourrait être très basse.
Comme les densités gazeuses s’élèvent en refroidissant, il pourrait en résulter un vent horizontal de la zone nocturne vers la zone diurne suivant aussi les paramètres de l’axe de la planète ayant cette atmosphère (utopique)
Ce sont des mouvements atmosphériques qui ne sont pas semblables aux grands mouvements de convections qu’on connaît sur terre et dont les cumulo-nimbus en sont le témoignage.
Le calme d’une telle atmosphère et relatif, à mon avis (j’ai bien conscience que je spécule).
On aurait une atmosphère beaucoup moins tourmentée que sur terre où l’eau et accessoirement le CO2 foutent la pagaille.
Je n’ai aucun doute sur l’influence des GES sur le gradient thermique vertical de la troposphère, mais j’ai quand même quelques doutes sur l’isothermie d’une atmosphère sans GES. Une bulle d’air sans GES se réchauffe au contact du sol chauffé par le soleil et se met aussitôt à s’élever par convection et à se refroidir par détente adiabatique. L’adiabatique sèche se calcule facilement par le calcul, le gradient est de -10°C/km.
Bernnard (#343),
Une atmosphère terrestre sans GES, cela veut d’abord dire une absence de vapeur d’eau et donc d’océans. Donc, plutôt une dystopie qu’une utopie… 😉
Si on a une absence d’eau, avec une atmosphère de la même masse, va se poser le problème de la capacité de stockage de la chaleur à la surface terrestre. Actuellement, les océans représentent +de 90% et l’atmosphère 1%.
En conséquence,
1/logiquement, CO2 ou pas, l’atmosphère sera bien plus froide, puisque le transfert d’échange océan vers atmosphère disparaît.
2/sans océan, les formidables pompes à ascendance que sont les cumulo nimbus disparaissent également (transfert au-delà de la troposphère)
Je ne pense pas que l’atmosphère sera plus calme. On a l’exemple de mars ou les tempêtes de sables des déserts terrestres. De simples mouvements au plan horizontale mais très puissants…sans oublier les AMP qui existeront toujours.
Il reste les questions de la gravité et de la densité de l’atmosphère : la Terre pourrait-elle avoir une atmosphère plus dense sans océan (dissolution de gaz dans l’eau ou captation des gaz volcaniques…, fuite dans l’espace…) ?
tsih (#338),
Faites quand m^me attention de ne pas vous faire prendre dans la queue d’Ophélia
tsih (#338),
C’est grand et beau des pétawatts !
Quelques infos pour nos « théoriciens ».
Plaçons nous dans des conditions où l’effet des GES est négligeable: un local fermé de 10 à 20 m sous plafond et supposons que vous vouliez chauffer les gens qui se baladent au sol … comment faites vous ?
– 1 – Solution Tsih:
La convection est absolument négligeable (la « force » de la convection augmente avec la hauteur disponible et 20 m c’est beaucoup plus bas que la hauteur de l’atmosphère), donc on utilise le rayonnement, par exemple on place des aérothermes en haut (en général il y a de la place) et par rayonnement le plafond à disons 25 ou 30°C chauffe le sol …
– 2 – Solution des thermiciens « ordinaires »:
Le rayonnement à 25 ou 30°C, ça chauffe que dalle. La convection ça refroidit énormément et c’est l’ennemi. Les solutions courantes:
– Soit des aérothermes si on a de la chaleur basse température pas cher ou si on ne veut chauffer que quelques postes de travail, mais alors c’est la galère pour contrecarrer la convection qui ramène la chaleur en haut (image tirée du site de la société « Conseil Xpair » … on doit placer des ventilateurs vers le bas pour contrer la convection :
– Soit des panneaux radiants gaz ou électrique (à quelques centaines de degrés) qui donneront une « sensation de chaleur » malgré une ambiance froide.
papijo (#347), Tsih ne dit absolument pas ça et en outre votre problème est singulier. vous n’expliquez en rien pourquoi il faut chauffer la pièce par exemple .. si on chauffe une pièce c’est qu’elle se « refroidit d’une faon ou d’une autre ou qu’il y a des courants d’air frais, que je ne fais pas à titre personnel entrer dans la definition d’un refroidissement..enfin bref..
Certes on comprends bien ce que vous dites, sur le plan du chauffage je suis d’accord évidemment ( sauf sur l’explication des conditions initiales ) qui ne mais ce n’est pas le schmilblik.
De façon générale, regardez les diagrammes énergétiques représentant les échanges énergétiques de la planète et dites où vous êtes en désaccord ( au premier ordre!) ..
Et ces échanges énergétiques d »pendent de choses notamment la nébulosité globale qu’on ne comprend pas . et dont le devenir en cas de forçage radiatif accru par le CO2 est speculatif…très speculatif.
papijo (#347),
Vous faites un procès d’intention à Tsih en imaginant qu’il pourrait dire des bêtises en réponse à votre tentative d’analogie.
Evidemment Tsih ne proposerait pas la soi-disant « solution Tsih »
Votre analogie est de plus stupide; pour chauffer la pièce comme le sol chauffe l’atmosphère, il faut installer… un plancher chauffant.
Et personne n’aurait l’idée stupide de mettre des panneaux rayonnants au plafond pour simuler les GES; vous introduisez l’idée que Tsih prétend que les GES apportent des calories. Tsih ne dirait jamais cela. Soit c’est de la mauvaise foi, soit vous n’avez vraiment rien compris de ce que Tsih vous écrit.
L’analogie serait peut-être une piece donnant sur le vide, chauffée par le sol, avec un plafond de verre (sans GES) ou avec un plafond noir à l’intérieur, blanc à l’extérieur, pour le cas avec GES.
Aucun climatologue sérieux, sceptique ou pas, ne remet en question le principe fondamental de l’effet de serre. Soit ils sont tous stupides, et vous un génie, soit vous avez à vous poser des questions.
papijo (#347),
Même là, je ne pense pas que ce soit une généralité.
Si le sol est blanc et minéral par exemple un couche de sel bien blanc purifié et bien sec, Je ne crois pas que les IR, dessus, feront monter la température de la surface du sol. Il sera éclairé par les IR qui ne pourront interagir avec rien. La couleur et la composition du sol sont importantes pour avoir un espoir de « ressentir » de la chaleur. Les personnes évoluant sur un tel sol minéral auront bien une impression de chaleur, mais superficielle, sur leur peau au contact des IR et de l’eau des cellules de la peau.
En fait pour votre local rien ne vaut (à mon avis) l’effet Joule avec un brassage de l’air mécaniquement et judicieusement orienté, mais je ne suis pas thermicien !
Sinon un sol sombre composé de microfibres comportant des polymères avec de nombreuses fonctions hydroxyles (OH comme l’eau) greffées de manière dense, pourrait chauffer effectivement sous l’action des IR. On peut concevoir de telles moquettes.
Le problème n’est pas simple.