A propos du gaz à effet de serre ( Yves Fouquart)

[Hydrowoman]

Yves Fouquart dans son le dossier " comprendre l'effet de serre " a écrit:


Hypothèse d'une couche de verre équivalente à l'atmosphère


L'atmosphère est maintenant remplacée par une couche de verre qui entoure toute la planète à une altitude de quelques kilomètres. Entre la surface et la couche de verre, c'est donc le vide et il n'y a pas d'échanges de chaleur par convection ni par conduction, il ne reste que les échanges radiatifs entre la surface et la couche de verre d'une part et entre la couche de verre et l'espace d'autre part.

Cette fois, ce qui émet vers l'espace, c'est la couche de verre, pas la surface. Donc la température de la couche de verre est de 255 K. On obtient la température de la surface en remarquant que la couche de verre qui émet vers l'espace et vers le sol ne reçoit de l'énergie qu'en absorbant (en totalité) ce qui vient de la surface. Donc l'émission de la surface est égale à la somme des émissions du verre vers le bas et vers le haut.

Or ces deux émissions sont égales puisque la température de la couche de verre est uniforme. L'émission de la surface est donc égale à deux fois l'émission du verre vers le haut. On en déduit que la température de la surface est de 303 K (soit un gain de 48 K).

L'effet de serre ne sature pas : avec deux couches de verre, le même raisonnement donne une température de 338 K (gain supplémentaire : 35 K, le double vitrage, ça marche). Avec trois couches de verre, la température de la surface monte à 363 K (gain supplémentaire 25 K).

Le CO2 de l'atmosphère

Ce qui est vrai pour le verre qui absorbe la totalité du rayonnement infrarouge l'est a fortiori pour le CO2 qui ne l'absorbe que partiellement. Il n'y a pas de saturation de l'effet de serre, on peut continuer à ajouter des couches de verre (ou du CO2), le gain sera de moins en moins important mais jamais nul. Si on vous dit qu'ajouter du CO2 dans l'atmosphère ne changera rien parce que l'absorption du CO2 sature et l'effet de serre aussi, eh bien clairement on vous dit des bêtises.

Ce passage nécessite plus d’explication:
1 - Comment peut-on trouver la température de la surface ( 303 )? Il nous faut trouver tout d'abord l'émission du verre vers le haut.
2- Comment faire la comparaison entre le verre pris à titre explicatif et le CO2 qui se trouve à des concentrations très faible dans l'air et donc la la valeur de l'augmentation de celui-ci ( la différence ) responsable de l’augmentation de la température est encore infiniment petite.
-----

[yves25]

Bonjour
1 voyez donc l'exercice joint. Je répondrai aux questions ensuite
2 mon propos est celui ci

Ce qui est vrai pour le verre qui absorbe la totalité du rayonnement infrarouge l'est a fortiori pour le CO2 qui ne l'absorbe que partiellement. Il n'y a pas de saturation de l'effet de serre, on peut continuer à ajouter des couches de verre (ou du CO2), le gain sera de moins en moins important mais jamais nul.

.
Il s'agit donc de discuter de la soit disante saturation de l'effet de serre. Si il n'"y a pas saturation avec un corps qui absorbe la totalité du spectre du rayonnement infrarouge, il ne peut pas non plus y avoir saturation avec un corps qui n'en absorbe qu'une faible partie.

Dans cette partie et dans l'exercice joint on a déjà l'explication réelle de la raison pour laquelle il ne peut pas y avoir saturation. Pour avancer cet argument il faut ignorer ou oublier que les gaz comme tous les corps émettent du rayonnement, que la quantité émise dépend de la température et que la température diminue avec l'altitude.

EDIT, je m'aperçois à la relecture que en fait, je n'ai pas répondu à la question 1 : la question est donc de savoir quelle est l'émission du verre vers le haut:
cette émission doit être égale à la quantité de chaleur que la Terre absorbe (pertes = gains) , c'est la partie absorbée du rayonnement solaire, cad F(1-A)/4 avec F = 1360 W/m2 constante solaire
A =0,30 albédo de la Terre et le facteur 4 vient de ce que la Terre est une sphère mais reçoit l'énergie solaire sur le disque qui fait face au soleil

[Hydrowoman]

Bonjour
Je remarque toujours que la formule donne une valeur 1360.(0.70/4 = 238.
Alors : la température de la surface = 238.2= 476 ( Ce qui est différent de ce que vous avez trouvé = 303K )
D'autre part, C'est vrai que le CO2 comparé au verre ne peut jamais atteindre la saturation. La question qu'il faut se poser : Peut-il faire effet de serre avec sa très faible concentration dans l'air ( 0.04%) et encore pire :sa très faible variation.
Merci pour l’intérêt que vous accordez à ma question.

[yves25]

Il ne s'agit pas de la température mais de l'énergie émise

Donc l'émission de la surface est égale à la somme des émissions du verre vers le bas et vers le haut.

Or l'émission, c'est F= sigma T^4 avec sigma = 5,67 10^-8 constante de Stefan
Faites le calcul et vous obtenez 302,69 K

[A voir en vidéo sur Futura]

[yves25]

D'autre part, C'est vrai que le CO2 comparé au verre ne peut jamais atteindre la saturation. La question qu'il faut se poser : Peut-il faire effet de serre avec sa très faible concentration dans l'air ( 0.04%) et encore pire :sa très faible variation.

Je pense que vous n'y êtes pas: ce que disent certains, c'est que les bandes d'absorption du CO2 étant telles qu'aucun photon émis par la surface ne peut sortir de l'atmosphère, alors ajouter du CO2 n'a aucun effet
et ça c 'est idiot
parce que les photons issus de la surface sont bien absorbés oui mais le CO2 qui se trouve en altitude et qui a absorbé , re émet et c'est cette émission là qui compte exactement comme la couche de verre qui absorbe tous les photos qui viennent de la surface et qui émet à son tour vers l'espace et vers le sol.
En l'occurrence, dans ce faux argument là (celui de la saturation ) le fait que la concentration en CO2 soit faible n'a pas d'importance: au centre des bandes d'absorption, l'absorption entre le sol et l'espace est totale exactement comme l'est l'absorption du verre. La différence c'est que pour le CO2 ce n'est vrai que sur un petit intervalle spectral alors que pour le verre ça l'est pour la totalité du spectre infra rouge.

[Hydrowoman]

Merci bien.

[yves25]

Je vous en prie, j'espère que c'est clair maintenant sinon, n'hésitez pas

[Hydrowoman]

Je n'ai pas encore terminé la lecture du dossier. Je peux revenir. Merci de votre patience.