Le devenir du CO2 anthropique (discussion issue de "effet de serre etc..")

[gillesh38]

Gilles, il faut consulter quand même un peu la littérature avant de faire des hypothèses à mille lieux de l'état de l'art !

Le seul équilibre sur lequel il y a à peu près accord entre les spécialistes, c'est que le rapport de CO2 dissous dans les océans sur celui dans l'atmosphère est d'environ 50, ce qui veut dire que les émissions fossiles actuelles ne permettent en aucun cas un déplacement perceptible de l'équilibre, tout au plus une transitoire dont personne ne connaît le temps de relaxation.

je ne sais pas, mais ce que j'ai lu de la formule de Bern correspond ce que je dis. Peut etre que les auteurs ont pris un temps de dissolution dans l'océan profond bien supérieur à 100 ans, ce qui justifierait qu'on néglige ce terme (une exponentielle avec une tres petite constante de temps, c'est pareil qu'une constante à l'échelle considérée). Il faut regarder en détail la quantité de CO2 contenue dans les réservoirs en echange assez rapide je suppose (couches superficielles, végétation, sols).

Apres tu peux discuter les valeurs numériques du modèle de Bern, mais c'st une discussion de type scientifique a tenir avec des arguments scientifiques, pas juste en disant "bah de toutes façons on n'y comprend rien " !

Mais effectivement, on pourrait approfondir la question sur un fil séparé, seulement je trouve anti-scientifique au possible de se baser, dans un fil "réchauffement", sur l'hypothèse fausse d'une accumulation infinie de 1/5 de CO2 (formule de Bern), hypothèse totalement contredite par la réalité (cf les observations citées dans mon post plus haut).

mais parce que ce qui s'accumule c'est la quantité supplémentaire de CO2 relarguée dans le système, pas celle qui s'échange naturellement, qui est elle bien sur compensée dans l'autre sens à l'équilibre.

Par exemple un "toy model" tres simple est un système à deux compartiments, avec un nombre total n0

a l'équilibre

n1/n2 = K (constante d'équilibre)
n1+n2 = n0 (total)

a l'équilibre n1 = Kn0/(1+K) et n2 = n0/(1+K). Si tu changes n0 tu changes de façon permanente n1 et n2 : en ajoutant une certaine quantité il y en a donc bien une fraction qui reste indéfiniment dans chaque compartiment.

Pour un modele dependant du temps, on ecrit un truc du genre
dn1/dt = -k12 n1 + k21 n2
dn2/dt = k12 n1 -k21 n2

où k12 et k21 sont les constantes de temps de passage de 1 à 2 et réciproquement, avec K = k21/k12.

1/k12 et 1/k21 sont les durées de vie moyenne dans 1 et 2 .

Dans ce cas tres simple, on trouve que la constante de retour à l'équilibre est k = k21+k12 (une des valeurs propres de la matrice du système différentiel, l'autre étant nulle justement).

[miniTAX]

Apres tu peux discuter les valeurs numériques du modèle de Bern, mais c'st une discussion de type scientifique a tenir avec des arguments scientifiques, pas juste en disant "bah de toutes façons on n'y comprend rien " !

Pour l'instant, je ne vois rien de scientifique dans ce que tu dis, que des généralités et des formules sans aucun rapport avec le sujet.
Désolé mais tu ne réponds à aucune des contradictions que j'ai soulevées :
- la définition de la "durée de vie" du CO2
- le rapport de 50 entre CO2 océanique et atmo (cité par ex. dans TAR 2001 WG1, chap 3.2.3.1) ce qui fait qu'il n'y a quasiment pas de "déplacement d'équilibre" avec les émissions humaines, le puit océanique étant trop grand.
- la contradiction entre le terme constant de la formule de Bern et le devenir du CO2 supplémentaire provenant des volcans
- la justification de la fameuse "durée de vie de 1 siècle du CO2" (alors que 1/3 à 1/2 des émissions anthropiques sont absorbées l'année même !)

Si tu ne sais pas, je ne t'en veux pas. Mais stp ne viens pas noyer le poisson

[gillesh38]

Pour l'instant, je ne vois rien de scientifique dans ce que tu dis, que des généralités et des formules sans aucun rapport avec le sujet.
Désolé mais tu ne réponds à aucune des contradictions que j'ai soulevées :
- la définition de la "durée de vie" du CO2

Je te rappelle que je ne suis ni l'auteur du modele de Bern, ni de celui du GIEC. Je n'ai pas à justifier moi-même ce qu'ils appellent la durée de vie , qui n'est pas un concept tres bien défini effectivement. J'explique juste ce que j'ai compris du modèle mathématique de Bern, qui me parait à peu près justifié en première approximation. La "durée de vie" me parait etre une estimation du temps de retour à l'équilibre, meme si ils auraient sans doute mieux fait de le dire comme ça....

- le rapport de 50 entre CO2 océanique et atmo (cité par ex. dans TAR 2001 WG1, chap 3.2.3.1) ce qui fait qu'il n'y a quasiment pas de "déplacement d'équilibre" avec les émissions humaines, le puit océanique étant trop grand.

quelle est la constante de temps pour remplir ce réservoir, est ce que tu le connais?

- la contradiction entre le terme constant de la formule de Bern et le devenir du CO2 supplémentaire provenant des volcans

si il y a une absorption naturelle sur des durées du millénaire ou plus, il est possible que ce soit négligé dans la formule de Bern (elle n'a pas grande importance pour les conséquences sur le climat), mais néanmoins qu'elle joue sur les échelles géologiques. Je ne sais pas si c'est la réponse, mais c'est possible.

- la justification de la fameuse "durée de vie de 1 siècle du CO2" (alors que 1/3 à 1/2 des émissions anthropiques sont absorbées l'année même !)

Si tu ne sais pas, je ne t'en veux pas. Mais stp ne viens pas noyer le poisson

j'ai indiqué que comme un modèle multilinéaire donnait plusieurs exponentielles, on ne pouvait pas parler d'une durée de vie définie comme dans le cas d'une simple exponentielle. Les formules grand public sont souvent simplifiées. Personnellement j'ai utilisé le modele de Bern dans certaines simulations, en tenant compte des émissions passées, on reproduit bien avec la croissance du CO2 de ce siecle. Ce n'est donc pas un modele totalement idiot ! je ne crois pas que les questions principales se posent à ce niveau.

[yves25]

Pour l'instant, je ne vois rien de scientifique dans ce que tu dis, que des généralités et des formules sans aucun rapport avec le sujet.
Désolé mais tu ne réponds à aucune des contradictions que j'ai soulevées :
- la définition de la "durée de vie" du CO2
- le rapport de 50 entre CO2 océanique et atmo (cité par ex. dans TAR 2001 WG1, chap 3.2.3.1) ce qui fait qu'il n'y a quasiment pas de "déplacement d'équilibre" avec les émissions humaines, le puit océanique étant trop grand.
- la contradiction entre le terme constant de la formule de Bern et le devenir du CO2 supplémentaire provenant des volcans
- la justification de la fameuse "durée de vie de 1 siècle du CO2" (alors que 1/3 à 1/2 des émissions anthropiques sont absorbées l'année même !)

Finalement, d'après toi, pourquoi alors la concentration en CO2 augmente t elle (entre 1,5 et 2 ppm tous les ans, cad environ 4 Gt de carbone)?

J'avoue qu'à te lire, j'en serais presque perdu.

[vilveq]

Yves, juste pour savoir la vérté, si elle existe...

le rapport de 1/50 que cite miniTax est juste ou pas ?
Parce que si cela devait être juste, pour 4Gt de CO2/an dans l'atmosphere on aurait 200Gt dans les oceans .. il y aurait comme un probleme parce que l'homme, malgré toute sa bonne volonté pour y arriver, ne pourra jamais produire autand de CO2, non ?

[yves25]

Tu confonds (ou tu te laisses avoir à confondre plus exactement) l'état moyen et les perturbations Or ce qui nous intéresse c'est une perturbation et la réponse à cette perturbation.

Si l'on considère la totalité du CO2 dissous dans la totalité de l'océan, l'état moyen, le rapport CO2 océanique/CO2 atmosphérique est bien de l'ordre de grandeur de 50 mais le CO2 ne reste pas inerte dans l'océan, il se transforme



C'est d'ailleurs ce qui est précisé dans le cadre qui se situe juste en dessous de ce que cite miniTAX:

Box 3.3: The varying CO2 uptake capacity of the ocean.

Because of its solubility and chemical reactivity, CO2 is taken up by the ocean much more effectively than other anthropogenic gases (e.g., chlorofluorocarbons (CFCs) and CH4). CO2 that dissolves in seawater is found in three main forms. The sum of these forms constitutes dissolved inorganic carbon (DIC). The three forms are: (1) dissolved CO2 (non-ionic, about 1% of the total) which can be exchanged with the atmosphere until the partial pressure in surface water and air are equal, (2) bicarbonate ion (HCO3-, about 91%); and (3) carbonate ion (CO32-, about 8%). As atmospheric CO2 increases, the dissolved CO2 content of surface seawater increases at a similar rate, but most of the added CO2 ends up as HCO3-. Meanwhile, the CO32- content decreases, since the net effect of adding CO2 is a reaction with CO32- to form HCO3- (Figure 3.1). There is therefore less available CO32- to react with further CO2 additions, causing an increasing proportion of the added CO2 to remain in its dissolved form. This restricts further uptake, so that the overall ability of surface sea water to take up CO2 decreases at higher atmospheric CO2 levels.

Quand tu dis que l'océan absorbe 200 Gt pour 4 GT dans l'atmosphère, ce que tu fais c'est que tu adaptes à la perturbation les proportions de l'état moyen .

La capacité de l'océan à absorber (uptake) une perturbation n'est pas proportionnelle à la capacité des réservoirs.

[vilveq]

Ok, merci, j'essaye de comprendre.

J'essaye de me faire une image de ce système. J'espère juste quelle est bonne.
Je prends des réservoirs, et les réservoirs sont reliés entre eux par des tuyaux. Ce qui permet une mise a l'équilibre.
Les réservoirs ont des tailles différentes, les tuyaux qui relient les réservoirs ont aussi des diamètre différents, ce qui rend la mise en équilibre plus ou moins lente ... l'image est-elle bonne ?

Quelle est la quantité moyenne de Gt de CO2 échangée /an entre l'atmosphere et les océans ?

[yves25]

Ok, merci, j'essaye de comprendre.

J'essaye de me faire une image de ce système. J'espère juste quelle est bonne.
Je prends des réservoirs, et les réservoirs sont reliés entre eux par des tuyaux. Ce qui permet une mise a l'équilibre.
Les réservoirs ont des tailles différentes, les tuyaux qui relient les réservoirs ont aussi des diamètre différents, ce qui rend la mise en équilibre plus ou moins lente ... l'image est-elle bonne ?

Quelle est la quantité moyenne de Gt de CO2 échangée /an entre l'atmosphere et les océans ?

Ce n'est pas faux si ce n'est qu'il y a en plus des changements de compositions chimiques .

En gros, il y a 100 Gt de CO2 échangées annuellement entre l'atmosphère et l'océan. Les océans froids sont des puits, les océans chauds sont des sources.

[vilveq]

tu vas sans doute me dire que je dis des bétises... ce doit être des bétises.
Mais quand on voit qu'il y a 100Gt échangé chaque année entre les océans et l'atmosphere.
Et que tu dis que quand les oceans se réchauffent, ils deviennent des sources.
Je vais tenir sans doute un raisonnement bebete, école maternelle, mais l'augmentation de la concentration en CO2 dans l'atmosphere ne serait-elle pas due en grande partie a un réchauffement des océans plus qu'a l'activité humaine ?
L'activité humaine bien sur serait responsable d'une partie de cette augmentation. Nous rejetons du CO2, donc lui de moi de nier l'évidence, juste de la relativiser.

[miniTAX]

Mais quand on voit qu'il y a 100Gt échangé chaque année entre les océans et l'atmosphere.

Et environ 100 Gt échangé entre la biosphère terrestre et l'atmosphère, valeurs connues à 10 Gt près. Ce qui fait que les émissions humaines, soit 7,5 Gt/an (dont 1 Gt estimé à la louche dans la rubrique modification de l'usage des sols) représente 3% à 4% des échanges naturels annuels mais sont en tout cas inférieures à l'incertitude sur les différents postes du bilan.

En résumé,
- On ne connaît pas la durée de vie du CO2
- On ne comprend pas les variations interannuelles des sources et puits
- L'incertitude des mesures est plus grande qu'une mesure qui nous intéresse
- On ne sait pas comment attribuer la hausse moyenne de 0,5% constatée depuis 50 ans au point qu'on est obligé d'introduire un "missing sink".

Malgré cela, la "science" du CO2, qui sort de la sphère de la falsifabilité et de la méthode scientifique est pourtant utilisée pour orienter des politiques de réduction qui impliquent des milliards et qui est sensé influencer le quotidien de chaque citoyen. Mais apparemment, ce petit "défaut" n'intéresse pas grand monde.

Au sujet du devenir du CO2, un article du mathématicien Beauzamy, un must de belle culture et de logique.

[yves25]

Je renvoire à la discussion
http://forums.futura-sciences.com/thread87041-10.html
Peut être pas la peine de recommencer intégralement les 2 ou 3 pages qui deiscutent des rapports isotopiques.

Par ailleurs,les émissions de carbone sous forme de CO2 avoisinent 350 à 400 Gt depuis le début de l'ère industrielle. Elles sont bien allé qq part. Il se trouve que, justement, depuis cette date environ, la concentration atmosphérique a augmenté de 100 ppm, cad 200 GT.

Alors, ces 200 Gt proviendraient de l'océan qui aurait par ailleurs absorbé 400 Gt . Euh...................est ce qu'on ne serait pas en train de tourner en rond?

[gillesh38]

Et environ 100 Gt échangé entre la biosphère terrestre et l'atmosphère, valeurs connues à 10 Gt près. Ce qui fait que les émissions humaines, soit 7,5 Gt/an (dont 1 Gt estimé à la louche dans la rubrique modification de l'usage des sols) représente 3% à 4% des échanges naturels annuels mais sont en tout cas inférieures à l'incertitude sur les différents postes du bilan.

miniTAX, tes critiques ne sont pas totalement pertinentes.

Il suffit de prendre le modele simplifié à deux compartiments. Le rapport entre les concentrations n1/n2 vaut K=k2/k1 alors que la quantité échangée vaut k1n1=k2n2. Il est tout a fait possible de mal connaitre les valeurs de k1 et de k2 (à 10 % pres) mais bien mieux leur rapport K et donc n1 et n2 !!! dans ce cas une variation de 2% de la quantité totale fera bien une variation de 2 % de la quantité dans chaque compartiment, cette valeur sera bien précise meme si les quantités echangées (mais équilibrées ) ne le sont pas, et meme si elles sont bien plus grandes que ces 2 % !!

Tout ça, ce n'est pas pour dire que toutes les grandeurs sont parfaitement connues pour le CO2 atmosphérique, mais juste qu'il ne faut pas faire des raisonnements trop rapides sur les incertitudes.

Tu connais à peu près bien la vitesse de ta voiture sans connaitre précisément ni la force du moteur, ni celle des frottements, et pourtant elle résulte bien de l'équilibre entre les deux !

[miniTAX]

Je renvoire à la discussion
http://forums.futura-sciences.com/thread87041-10.html
Peut être pas la peine de recommencer intégralement les 2 ou 3 pages qui deiscutent des rapports isotopiques.

Les rapports isotopiques ne permettent en aucun cas de déterminer les différents flux (atm-océan et atm-continent) à 10 GtC près, ni de dire que la hausse de 100 ppmV depuis 1750 est due à la combustion fossile. On ne trouvera nulle part dans le rapport du GIEC un calcul ou une référence qui affirme que la hausse de CO2 atmosphérique est d'origine anthropique. Tout simplement parce qu'on ne le sait pas par le dosage isotopique (et bien sûr par aucun autre moyen).

En effet, si on prend les chiffres, ça ne colle PAS. Prenons par exemple le dosage isotopique C13/C12 qui permetrait de savoir la proportion de CO2 fossile dans le CO2 de l'air. Ca suit une simple loi de mélange:
delta = (Vnat * delta_nat + Vfos * delta_fos)/(Vnat+Vfos)
(fos= fossile, nat= naturel, delta = delta C13/C12)
delta du carbone naturel = -7 pour mille
delta du carbone fossile = -26 pour mille

Si (je dis bien SI) on prend le chiffre de 150 Gt (les émissions humaines ont été de 330 Gtc depuis 1750 dont 1/2 à 2/3 sont absorbées par les océans, il resterait donc environ 150 Gt dans l'air):
Vfos = 150 et Vnat= 300

Donc avec ces 150 Gt fossiles, le dosage isotopique C13/C12 devrait être
delta = -(300*7 + 150*26)/450 = -13,3 pour mille
Or le vrai dosage isotopique, celle qu'on mesure dans l'atmosphère ne dépasse pas -9 ! Donc il ne peut PAS y avoir dans l'air 150 Gt de carbone fossile ce qui veut dire qu'on ne peut en aucun cas attribuer la hausse de CO2 de 30% uniquement au carbone fossile.

On ne sait tout simplement pas faire un bilan correct du carbone atmosphérique à l'état actuel de la science. Point.
Il n'y a qu'à voir les valeurs qui ne sont jamais les mêmes pour les différents flux, sources, puits... d'une source "officielle" à l'autre. C'est comme si on a la circonférence de la Terre ou la distance Terre Lune qui varie de 10% selon la publi qu'on consulte. C'était sans doute vrai il y a encore 3 siècles. Ca donne une idée de l'état actuel de nos connaissances sur le cycle du CO2.

Ce constat, au delà d'un simple pinaillage sur les chiffres a une conséquence fondamentale qui est que, quoi que nous fassions au niveau limitation de nos émissions, il nous est impossible de mesurer avec une précision "utile" le devenir du CO2 en terme de modifications de la teneur atmosphérique par rapport aux fluctuations naturelles et encore moins la traduction thermique de ces modifications (utile dans le sens où ça permetrait de vérifier si la conversion de toute la planète au végétarisme, si une politique de modification d'usage des sols ou de reforestation, si tous les terriens roulaient à vélo... ont EFFECTIVEMENT l'influence sur la réduction de CO2 qu'on déclare).

On appréciera donc à sa juste valeur la déclaration incantatoire surréaliste de M. Pachauri, président du GIEC (et accessoirement un économiste végétarien) : "ne mangez pas de viande, roulez à bicyclette et soyez un acheteur frugal : c'est ainsi que vous pouvez aider à mettre un frein au réchauffement global".
("Don't eat meat, ride a bike, and be a frugal shopper -- that's how you can help brake global warming").

[miniTAX]

miniTAX, tes critiques ne sont pas totalement pertinentes.

Il suffit de prendre le modele simplifié à deux compartiments. Le rapport entre les concentrations n1/n2 vaut K=k2/k1 alors que la quantité échangée vaut k1n1=k2n2. Il est tout a fait possible de mal connaitre les valeurs de k1 et de k2 (à 10 % pres) mais bien mieux leur rapport K et donc n1 et n2 !!! dans ce cas une variation de 2% de la quantité totale fera bien une variation de 2 % de la quantité dans chaque compartiment, cette valeur sera bien précise meme si les quantités echangées (mais équilibrées ) ne le sont pas, et meme si elles sont bien plus grandes que ces 2 % !!

Gilles encore une fois, je ne vois pas du tout de quoi tu parles.
Il ne suffit pas de prononcer quelques vagues généralités pour faire de la science. Il faut quand même te résoudre à te cogner à la VRAIE réalité avec les vrais chiffres.

[yves25]

Gilles encore une fois, je ne vois pas du tout de quoi tu parles.
Il ne suffit pas de prononcer quelques vagues généralités pour faire de la science. Il faut quand même te résoudre à te cogner à la VRAIE réalité avec les vrais chiffres.

(1) Chaque fois qu'on lit ce genre de déclarations , on a la même réaction: ici, c'est de la science "canada dry", tu devrais aller te cogner à la vraie réalité dans le monde scientifique. Que ne le fais tu!

(2) il me semble que tu ne comprends pas ce que te dit gilles : ce qui compte ce sont les perturbations du cycle naturel et la réponse à ces perturbations. Tu me sembles raisonner comme si le CO2 participait aux cycles naturels différemment selon qu'il est anthropique ou non. Ce n'est pas le cas. Conséquence: ce qui est intéressant, c'est l'analyse de la variation du delta C13 mais il est illusoire d'essayer d'en tirer des proportions CO2 anthropique/CO2 naturel .

Et en ce sens,
le delta C13 a diminué en même temps que l'augmentation du CO2 et depuis le début du 19e et cette variation est très supérieure à ce qui s'est jamais produit dans le passé.

Que le CO2 en surplus soit directement ou non issu de la combustion des fossiles importe peu .

(3) je n'ai pas de réponse à mon interrogation sur ce qui est arrivé au CO2 anthropique dans l'hypothèse d'une cause naturelle à l'augmentation constatée

(4) tu déplaces d'ailleurs le pb posé par vilvecq