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Pascal

Peut-on se passer de l’effet de serre ?

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Je tiens d'abord à préciser que je ne rentre pas dans les catégories ou clichés classiques : êtes-vous "pro-CO2" ou "solariste", ou encore : "le gentil écolo 100% CO2" ou "son méchant contraire payé par le pétrole/nucléaire". Je suis un chercheur libre et ouvert à ce que l'atmosphère puisse réagir à des paramètres humains, terrestres, et astronomiques.

Bref rappel de la controverse concernant l’effet de serre (http://www.pensee-unique.eu/effetdeserre.html ) :

+ au niveau théorique : il violerait la 2° loi de la thermodynamique qui, en gros, dit que plus un corps est chaud, plus il rayonne, plus il est capable de transmettre sa chaleur. Donc une molécule à - 55°C (10 km d’altitude) ne pourra pas, sur le bilan radiatif, réchauffer une molécule à + 15°C (au sol).

++ au niveau expérimental : puisque le verre d’une serre bloque les infrarouges, une serre en halite (perméable aux infrarouges), devrait être significativement moins chaude. Or l’expérience montre que les serres montent toutes les deux à +/- 61°C.

+++ au niveau de l’observation : les satellites n’auraient jamais mesuré la signature caractéristique de l’effet de serre, à savoir une augmentation de la température vers 10km d’altitude (au dessus des tropiques essentiellement).

Puisque la complexité l’emporte sur la clarté, je propose ici de s'orienter sur des situations que tout le monde peut expérimenter. Et puisque parfois les choses les plus évidentes sont oubliées, je progresserai graduellement comme suit :

Pourquoi une maison garde-t-elle sa chaleur? Grâce aux murs et au toit.

A l’intérieur mettons-nous devant une fenêtre exposée au soleil : on sent directement la chaleur. Si un nuage passe, on sent moins de chaleur.

Dehors : idem : dès qu'il y a un nuage, on a moins chaud.

Donc : si une couche nuageuse pouvait maintenir la chaleur au sol, elle pourrait le faire comme un toit, mais, surtout, une terre sans nuages serait beaucoup plus chaude qu'une terre totalement ennuagée.

On aime se raccrocher aux grands exemples :

"Dans le désert, la nuit, il fait froid car sans nuages l’effet de serre est réduit". C'est oublier les caractéristiques du sable. Nous avons tous et toutes expérimenté un sable brûlant où il suffit d'enfoncer son pied à 20 cm pour retrouver de la fraîcheur, alors que le soleil tape depuis des heures. Ce qui me fait dire ceci pour le désert : ce n'est pas tant que la chaleur s'échappe par le haut, c'est surtout qu'elle ne vient plus du bas. 1) Le sable, clair, reflète une grande quantité de chaleur. 2) Fait de grains, il contient moins de matière pour absorber. 3) Les interstices permettent à la chaleur de s'échapper facilement. Si le sable était noir, il ferait un peu plus chaud la nuit dans le désert. Si ce dernier était constitué de roches (voir aussi ses caractéristiques), il y ferait encore un peu plus chaud. Et si le désert était fait de roche noire, il y ferait tout simplement bon la nuit.

"Sous nos latitudes (50°N), dès que la nuit est étoilée, il fait plus froid". Ceci est vrai... souvent! Car nous avons tous expérimenté des nuits étoilées chaudes. Simplement, on oublie trop de prendre en compte les caractéristiques de la masse d'air en provenance. Ces caractéristiques font que : hygrométrie et température sont, souvent, toutes les deux élevées ou toutes les deux basses, mais parfois nous avons affaire à une hygrométrie faible et une température élevée (ou inversément).

Donc, au moyen de nos propres observations, on peut dire que les transferts convectifs verticaux (= l'origine) et horizontaux (conséquence des verticaux) de chaleur expliquent les situations thermiques que la théorie (de l'effet de serre) veut expliquer. Ceci ne démontre pas que l'effet de serre n'existe pas mais montre qu'il n'y a pas besoin de faire appel à lui.

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Bouarf, quel pavé... La 2° loi de la thermo, c'est juste que l'unoivers tend vers le bazar maximum.

Modifié par paix

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ERRATA : dans le dernier paragraphe, supprimer le mot "convectifs" et le remplacer par "mentionnés" (puisque le sable dégageant de la chaleur est du radiatif)

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Bouarf, quel pavé... La 2° loi de la thermo, c'est juste que l'unoivers tend vers le bazar maximum.

Je ne me suis pas étendu là-dessus, ce serait alors pour les physiciens. C'était juste un rappel pour introduire la suite :-)

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C'était juste une réponse rapide. Je n'ai pas eu le coeur de tout lire :whistling:

Mais les rappels pour introduire sont foireux :

+ au niveau théorique : il violerait la 2° loi de la thermodynamique qui, en gros, dit que plus un corps est chaud, plus il rayonne, plus il est capable de transmettre sa chaleur. Donc une molécule à - 55°C (10 km d’altitude) ne pourra pas, sur le bilan radiatif, réchauffer une molécule à + 15°C (au sol).

Un molécule va rayonner, quelle que soit sa température (et heureusement d'ailleurs !). Le deuxième principe n'a rien à voir là dedans.

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Un molécule va rayonner, quelle que soit sa température (et heureusement d'ailleurs !). Le deuxième principe n'a rien à voir là dedans.

Oui dès qu'on est au-dessus de 0°K, une molécule rayonne, et rayonne d'autant plus que sa température est élevée, donc une molécule à +15°C va rayonner plus qu'une molécule à -55°C, donc le flux résultant va naturellement aller dans ce sens, vers le plus facile, du plus haut niveau d'énergie vers le plus bas, comme une rivière descend la montagne... ce n'est pas une des applications de la 2° loi ?

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La vache, faut comprendre.

Sans doute que le flux net se fait du chaud vers le froid. Mais cela ne change rien à la théorie de l'effet de serre, qui n'a jamais prétendu que le transfert se faisait dans le sens inverse. Je ne vois pas où est le problème.

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J'avoue quand même que j'ai du mal à comprendre ce que vous voulez dire. Dans le bilan radiatif de la Terre, le sol a toujours rayonné (dans l'IR principalement) plus que l'atmosphère. Où est le problème ?

Modifié par paix

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l'effet de serre a toujours existé, surtout dû à l'humidité dans l'air. Il est maximal dans les régions tropicales humides, avec pour résultat une température (à l'ombre) relativement constante de jour et de nuit.

Là où l'air est sec, es écarts sont énormes: 30 ou 40° dans les déserts chauds.

NB la nuit, quand il n'y a pas de nuage, il fait plus froid ;)

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Une terre sans nuages serait beaucoup plus chaude qu'une terre totalement ennuagée.

Vénus est totalement entourée de nuages épais. Ca n'empêche pas ça température d'atteindre 480°C, alors que la température de Mercure, sous un soleil direct et plus proche encore que Vénus, n'atteint pas ces températures.

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La vache, faut comprendre.

Sans doute que le flux net se fait du chaud vers le froid. Mais cela ne change rien à la théorie de l'effet de serre, qui n'a jamais prétendu que le transfert se faisait dans le sens inverse. Je ne vois pas où est le problème.

Apparemment, selon le GIEC, la signature caractéristique de l'effet de serre devrait être une augmentation de la température au niveau de la troposphère (essentiellement au-dessus des tropiques). Or les satellites n'auraient jamais mesuré cette augmentation (cfr Jean Martin, ex directeur recherche FNRS)

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J'avoue quand même que j'ai du mal à comprendre ce que vous voulez dire. Dans le bilan radiatif de la Terre, le sol a toujours rayonné (dans l'IR principalement) plus que l'atmosphère. Où est le problème ?

Selon les modèles du GIEC, il faudrait semble-t-il observer un rayonnement plus intense des molécules à 9-10 km d'altitude afin que la théorie actuelle de l'effet de serre soit effectivement correcte

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l'effet de serre a toujours existé, surtout dû à l'humidité dans l'air. Il est maximal dans les régions tropicales humides, avec pour résultat une température (à l'ombre) relativement constante de jour et de nuit.

Là où l'air est sec, es écarts sont énormes: 30 ou 40° dans les déserts chauds.

NB la nuit, quand il n'y a pas de nuage, il fait plus froid ;)

Oui, le mécanisme de régulation thermique en question a toujours existé, mais est-ce que ce mécanisme correspond à ce qui se passe dans une serre de jardin, et, surtout : est-ce que ce mécanisme correspond à la théorie actuelle expliquant ce qui se passe dans la serre ?

C'est pour dépasser le problème "telle théorie doit expliquer tel phénomène" que j'ai proposé de nous baser sur nos observations. Les écarts de température peuvent s'expliquer sans avoir recours à la théorie actuelle mais en se basant sur ce que j'ai écris dans : +++ observations

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Vénus est totalement entourée de nuages épais. Ca n'empêche pas ça température d'atteindre 480°C, alors que la température de Mercure, sous un soleil direct et plus proche encore que Vénus, n'atteint pas ces températures.

Vénus est apparemment un cas à part, en témoignerait son volcanisme spécialement actif...

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Vénus est apparemment un cas à part, en témoignerait son volcanisme spécialement actif...

Actif ? Les volcans ne sont plus actifs sur Vénus...

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Selon les modèles du GIEC, il faudrait semble-t-il observer un rayonnement plus intense des molécules à 9-10 km d'altitude afin que la théorie actuelle de l'effet de serre soit effectivement correcte

Vous avez vu cela où ? :blink:

Citation (bib @ 23/10/2010 20:52) *

l'effet de serre a toujours existé, surtout dû à l'humidité dans l'air. Il est maximal dans les régions tropicales humides, avec pour résultat une température (à l'ombre) relativement constante de jour et de nuit.

Là où l'air est sec, es écarts sont énormes: 30 ou 40° dans les déserts chauds.

NB la nuit, quand il n'y a pas de nuage, il fait plus froid wink.gif

Oui, le mécanisme de régulation thermique en question a toujours existé, mais est-ce que ce mécanisme correspond à ce qui se passe dans une serre de jardin, et, surtout : est-ce que ce mécanisme correspond à la théorie actuelle expliquant ce qui se passe dans la serre ?

C'est pour dépasser le problème "telle théorie doit expliquer tel phénomène" que j'ai proposé de nous baser sur nos observations. Les écarts de température peuvent s'expliquer sans avoir recours à la théorie actuelle mais en se basant sur ce que j'ai écris dans : +++ observations

Oui, il est vrai que le terme effet de serre est un peu malheureux. En serre, les mécanismes de hausse de la températures ne sont pas exactement les mêmes.

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J'ai été dans l'IPCC 3 pour me rassurer. On voit bien la même chose ? À savoir que la surface émet 390 W/m² contre 324 réémit par l'atmosphère ? Et jusqu'à preuve du contraire, 390>324 non ?

P.S. : J'en suis tellement perturber que je me loupe en reprenant les chiffres :D .

post-3513-1288109657_thumb.png

Modifié par paix

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1.2 Natural Climate Variations

1.2.1 Natural Forcing of the Climate System

The Sun and the global energy balance

The ultimate source of energy that drives the climate system is radiation from the Sun. About half of the radiation is in the visible short-wave part of the electromagnetic spectrum. The other half is mostly in the near-infrared part, with some in the ultraviolet part of the spectrum. Each square metre of the Earth\'s spherical surface outside the atmosphere receives an average throughout the year of 342 Watts of solar radiation, 31% of which is immediately reflected back into space by clouds, by the atmosphere, and by the Earth\'s surface. The remaining 235 Wm-2 is partly absorbed by the atmosphere but most (168 Wm-2) warms the Earth\'s surface: the land and the ocean. The Earth\'s surface returns that heat to the atmosphere, partly as infrared radiation, partly as sensible heat and as water vapour which releases its heat when it condenses higher up in the atmosphere. This exchange of energy between surface and atmosphere maintains under present conditions a global mean temperature near the surface of 14°C, decreasing rapidly with height and reaching a mean temperature of -58°C at the top of the troposphere.

For a stable climate, a balance is required between incoming solar radiation and the outgoing radiation emitted by the climate system. Therefore the climate system itself must radiate on average 235 Wm-2 back into space. Details of this energy balance can be seen in Figure 1.2, which shows on the left hand side what happens with the incoming solar radiation, and on the right hand side how the atmosphere emits the outgoing infrared radiation. Any physical object radiates energy of an amount and at wavelengths typical for the temperature of the object: at higher temperatures more energy is radiated at shorter wavelengths. For the Earth to radiate 235 Wm-2, it should radiate at an effective emission temperature of -19°C with typical wavelengths in the infrared part of the spectrum. This is 33°C lower than the average temperature of 14°C at the Earth\'s surface. To understand why this is so, one must take into account the radiative properties of the atmosphere in the infrared part of the spectrum.

fig1-2s.gif

[/url]Figure 1.2: The Earth\'s annual and global mean energy balance. Of the incoming solar radiation, 49% (168 Wm-2) is absorbed by the surface. That heat is returned to the atmosphere as sensible heat, as evapotranspiration (latent heat) and as thermal infrared radiation. Most of this radiation is absorbed by the atmosphere, which in turn emits radiation both up and down. The radiation lost to space comes from cloud tops and atmospheric regions much colder than the surface. This causes a greenhouse effect. Source: Kiehl and Trenberth, 1997: Earth\'s Annual Global Mean Energy Budget, Bull. Am. Met. Soc. 78, 197-208. The natural greenhouse effect

The atmosphere contains several trace gases which absorb and emit infrared radiation. These so-called greenhouse gases absorb infrared radiation, emitted by the Earth\'s surface, the atmosphere and clouds, except in a transparent part of the spectrum called the \"atmospheric window\", as shown in Figure 1.2. They emit in turn infrared radiation in all directions including downward to the Earth\'s surface. Thus greenhouse gases trap heat within the atmosphere. This mechanism is called the natural greenhouse effect. The net result is an upward transfer of infrared radiation from warmer levels near the Earth\'s surface to colder levels at higher altitudes. The infrared radiation is effectively radiated back into space from an altitude with a temperature of, on average, -19°C, in balance with the incoming radiation, whereas the Earth\'s surface is kept at a much higher temperature of on average 14°C. This effective emission temperature of -19°C corresponds in mid-latitudes with a height of approximately 5 km. Note that it is essential for the greenhouse effect that the temperature of the lower atmosphere is not constant (isothermal) but decreases with height. The natural greenhouse effect is part of the energy balance of the Earth, as can be seen schematically in Chapter 7 presents a more detailed analysis and assessment.

M'enfin bon, cela suffit-il à résoudre le différend ?

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Actif ? Les volcans ne sont plus actifs sur Vénus...

Bien que l'opacité de l'atmosphère vénusienne rende leur observation difficile, un nombre croissant de preuves indirectes indiquent que le volcanisme sur Vénus est encore actif. Ces preuves sont: l'abondance et les fortes variations de concentrations du SO2 (dioxyde de soufre, gaz typiquement volcanique) dans l'atmosphère de Vénus.

http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/223/4640/1072

Des anomalies thermiques observées dans le proche infrarouge et les microondes.

lien ici

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Actif ? Les volcans ne sont plus actifs sur Vénus...

Voici un autre article confirmant ce que j'avais déjà lu ailleurs : http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/328/5978/605 Ce n'est pas le même que celui posté par Robindesvolcans.

On s'éloigne un peu du sujet en voulant comparer 2 planètes qui sont de moins en moins comparables au fur et à mesure qu'on découvre Vénus : seule planète produisant ses décharges électriques à partir d'une atmosphère sulfurique http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/328/5978/605 , queue de plasma de 45 millions de kilomètres, rotation inverse,...

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J'ai été dans l'IPCC 3 pour me rassurer. On voit bien la même chose ? À savoir que la surface émet 390 W/m² contre 324 réémit par l'atmosphère ? Et jusqu'à preuve du contraire, 390>324 non ?

P.S. : J'en suis tellement perturber que je me loupe en reprenant les chiffres :D .

L'utilisation de tels schémas permet de garder une conciliation apparente entre l'effet de serre et la 2° loi mais

- (chaque point rayonne dans tous les sens donc l'utilisation de vecteurs est abusive )

- mais surtout : le vecteur 324, lui, viole la 2° loi de la thermodynamique... Et il la viole car il est ré-émis par l'atmosphère selon la loi de Stefan-Boltzmann qui ne peut s'appliquer qu'au corps noir, cad dont le spectre d'émission est continu, alors que le spectre d'émission du CO2 est très discontinu. On ne peut donc pas utiliser cette formule pour le CO2 (ou tout autre gaz). Le flux 324 ne peut pas s'expliquer par la théorie de l'effet de serre

Au global on n'y voit que du feux mais le partie cruciale est fausse...

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l'effet de serre a toujours existé, surtout dû à l'humidité dans l'air. Il est maximal dans les régions tropicales humides, avec pour résultat une température (à l'ombre) relativement constante de jour et de nuit.

Là où l'air est sec, es écarts sont énormes: 30 ou 40° dans les déserts chauds.

NB la nuit, quand il n'y a pas de nuage, il fait plus froid ;)

J'explique justement les cas du désert et de la nuit claire dans mon texte de départ, allez y jeter un oeil :-)

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Et cela prouve quoi ? :whistling:

C'est juste pour montrer que, dans les conditions terrestres, moins il y a de nuages et plus le soleil peut nous donner des températures élevées... sur la globalité de la terre

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L'utilisation de tels schémas permet de garder une conciliation apparente entre l'effet de serre et la 2° loi mais

- (chaque point rayonne dans tous les sens donc l'utilisation de vecteurs est abusive )

- mais surtout : le vecteur 324, lui, viole la 2° loi de la thermodynamique... Et il la viole car il est ré-émis par l'atmosphère selon la loi de Stefan-Boltzmann qui ne peut s'appliquer qu'au corps noir, cad dont le spectre d'émission est continu, alors que le spectre d'émission du CO2 est très discontinu. On ne peut donc pas utiliser cette formule pour le CO2 (ou tout autre gaz). Le flux 324 ne peut pas s'expliquer par la théorie de l'effet de serre

Au global on n'y voit que du feux mais le partie cruciale est fausse...

C'est peut être simplifié, mais là c'est vous qui en faites une interprétation abusive....

Le flux 324 W/m² n'est pas émis par un corps noir, certes. Mais il existe un truc qui s'appelle température effective, et qui est la température du corps noir à laquelle ce corps noir émettrait autant d'énergie que le corps en question. Ce n'est peut être pas de la grande physique, mais cela permet immédiatement d'approcher les caractéristiques de l'effet de serre. Personne n'a jamais prétendu que l'atmosphère, le CO2, où quoi sait-je encore, était un corps noir.

Votre remarque sur la représentation vectorielle eu été un peu plus pertinente, si elle n'était porté par un faux raisonnement. Certes, la représentation vectorielle par certains aspects est abusives. Mais vous imaginez sincèrement un graphique avec un rayonnement dans tous les directions sur un graphique ? Autant vidé un pot de peinture noire sur une toile blanche, cela sera aussi efficace. Par contre, dire que la représentation est unidirectionnelle est fausse. Le graphique a simplifié le truc en représentant le rayonnement dans la demi sphère tourné vers la Terre par la flèche 324. Un peu abusif, mais bien plus simple et pas faux non plus. Pour le rayonnement de la demi sphère tourné vers l'Univers, le graphique simplifie le truc avec la flèche 165, que vous semblez avoir raté. Même remarque, c'est un peu abusif, mais je vous souhaite bien du courage pour représenter un rayonnement dans toutes les directions possibles...

Pour la Terre, il y a une seule grosse flèche vers le haut, et pour cause. Tout ce qui est tourné vers le centre de la Terre s'appelle de la géologie, et sort totalement du cadre des compétences du GIEC....

P.S. : Et par pitié, arrêté de tout justifier avec la 2ème loi de la thermo. Elle dit juste que l'Univers tend vers le bazar maximum. Ni plus, ni moins.

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