Effet de serre, CO2 et rétroactions

[invite78d2ef62]

Coucou !!

Bon, j'essaye de suivre, alors je m'en vais résumer ce que j'ai compris, histoire de me faire corriger si néccessaire.

1) L'augmentation des GES (CO2 et autres) ne devrait pas entrainer une augmentation de T° si forte que ça, toutes autres choses restant pareilles.
2) Mais, une légère augmentation de T° va entrainer une modification de concentration de H2O dans l'atmosphère (une augmentation en fait).
3) La vapeur d'eau dans l'atmosphère a, à la fois, un effet "chauffant" tant qu'elle reste un gaz, et un effet "refroidissant" quand elle devient nuage (albédo).
4) Et au final, l'idée c'est que la rétroaction est positive parce qu'il y aura plus de vapeur d'eau sous forme gazeuse (qui ralentit le flux sortant) mais pas plus de nuage (qui réfléchissent le flux entrant).
En gros, c'est ça ?
Cdt.

Pas pour le 3), je vais y revenir demain en répondant à yves et meteor31 si j'ai le temps.

La rétroaction nuage est positive ou négative selon le niveau où ils se forment (pour faire simple au début). Si ta vapeur d'eau se condense en cirrus de haute altitude, au sommet de la troposphère, cela laisse passer l'essentiel du rayonnement entrant (à cause des propriétés optiques de ces cirrus), mais cela accentue l'effet de serre (à cause de la T très basse de ces cirrus). Donc, ce type de nuage est une rétroaction positive.
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[vilveq]

Coucou !!

1) L'augmentation des GES (CO2 et autres) ne devrait pas entrainer une augmentation de T° si forte que ça, toutes autres choses restant pareilles.
2) Mais, une légère augmentation de T° va entrainer une modification de concentration de H2O dans l'atmosphère (une augmentation en fait).
3) La vapeur d'eau dans l'atmosphère a, à la fois, un effet "chauffant" tant qu'elle reste un gaz, et un effet "refroidissant" quand elle devient nuage (albédo).
4) Et au final, l'idée c'est que la rétroaction est positive parce qu'il y aura plus de vapeur d'eau sous forme gazeuse (qui ralentit le flux sortant) mais pas plus de nuage (qui réfléchissent le flux entrant).

En gros, c'est ça ?

Cdt.

Mais alors !, elle est où la rétroaction négative ! Il en faut une, sinon nous ne serions pas là pour en parler.
Vous êtes en train de nous expliquer que le climat ne peut que s'emballer vers un réchauffement de plus en plus fort. Un peu de CO2 donne une T un peu plus élevée donne plus d'évaporation d'eau qui par rétraction positive donne plus de T qui donne plus d'évaporation d'eau qui part ....

... un volcan . .une météorite .. une consomation abusive d'haricot par les dinosaures aurait du mener le climat de ma terre vers un cycle infernal menant à un climat très chaud .. or ces derniers temps (à l'échelle géologique) la terre a été plus souvent froide que chaude .. elle est où l'erreur ?
Soit l'atmosphère devrait se stabiliser à une opacité totale au IR tellurique .. soit il y a comme un problème dans cette théorie.

[invite78d2ef62]

ok je comprends qu'on ne puisse pas comparer.
Mais pour la zone tropicale, il y a tout de même des évènements qui pourraient nous donner une indication.
Bon si je prends El Nino 98 il concerne bien la zone Pacifique équatoriale.
Les SST ont augmenté, constituant ainsi un forçage, même s'il était issu de l'interne.
Je suppose que si un tel évènement a été analysé, on devrait y détecter la fameuse rétroaction négative, non?

ok je comprends qu'on ne puisse pas comparer.
Mais pour la zone tropicale, il y a tout de même des évènements qui pourraient nous donner une indication.
Bon si je prends El Nino 98 il concerne bien la zone Pacifique équatoriale.
Les SST ont augmenté, constituant ainsi un forçage, même s'il était issu de l'interne.
Je suppose que si un tel évènement a été analysé, on devrait y détecter la fameuse rétroaction négative, non?

Ce genre d'analyse, c'était l'objet du travail récent de Spencer et al. Ils ont observé six années (2000-2005) d'anomalies chaudes dans la zone tropicale, les oscillations de Madden-Julian qui ont une durée typique d'une quarantaine de jours. Ils ont analysé les températures de surface et de la troposphère, les précipitations, les vents, la vapeur d’eau totale de la colonne atmosphérique, le budget du rayonnement court (SW) et long (LW) au sommet de l’atmosphère par ciel clair et ciel couvert, les propriétés des différents nuages (le tout avec les outils satellites disponibles AMSU, TRMM-TMI, CERES, MODIS).

Résultats : le bilan intégré TOA de ces oscillations est de -6,1 W/m2. Qu'en je m'en suis ouvert sur RC, G. Schmidt m'a dit que les oscillations MJ n'ont rien à voir avec un éventuel effet Iris en situation de réchauffement. Quand je lui ai demandé pourquoi (vu que les climatologies sont identiques pour les SST, la VE, etc.), il ne m'a pas répondu.

Je suppose donc que l'ENSO n'est pas plus comparable. Pour ce dernier, plusieurs auteurs ont suggéré que cela ne colle pas comme "modèle" du RC : c'était l'objet du papier déjà ancien de Lau, Ho Chai 1996. En substance, ces auteurs décrivent ENSO comme une réponse locale à un forçage des SST, non comparable dans ses mécanismes à l'interaction durable (interannuelle) entre la rétroaction VE et les thermodynamiques locales. 80% de la sensibilité en ciel clair lors d'un Nino sont dus à des transports atmosphérique à grande échelle, 20% seulement à l'effet radiatif directe de la VE. Cela dit, Lau et al. avait utilisé un modèle (GEOS) et les choses ont peut-être changé depuis 10 ans dans la précision de ces modèles en région tropicale. De plus, Minschwaner et al. 2006, dans leur comparaison intermodèles sur la question, soulignent qu'un "moyennage" (domain average) des données (global ou tropical, plutôt que des corrélations par points de grille individuels) pourrait être plus significatif.

Références
Spencer R. et al. (2007), Cloud and radiation budget changes associated with tropical intraseasonal oscillations, GRL, 34, L15707, doi:10.1029/2007GL029698.
http://www.agu.org/pubs/crossref/200...GL029698.shtml
Lau KW et al. (1996), Water vapor and cloud feedback over the tropical oceans: Can we use ENSO as a surrogate for climate change?, GRL, 33, 21, 2971-74
http://www.agu.org/pubs/crossref/1996/96GL02414.shtml
Minschwaner K et al (2006), Multimodel Analysis of the Water Vapor Feedback in the Tropical Upper Troposphere. Journal of Climate 19(20): 5455
http://ams.allenpress.com/perlserv/?...5%2FJCLI3882.1

[invite78d2ef62]

(...)
1 ere possibilité: le nb de noyaux de condensation est trop faible et les gouttes , dès le départ sont plus grosses. Il pleuvra plus vite. La variété des cunimbs actuels ne plaide pas trop en la faveur de cette hypothèse: il semble que ça ne soit pas un élément limitant.
2 eme possibilité: la convection est plus dynamique, dès le début les mouvements ascendants transportent des gouttes en altitude, celles ci gèlent et tombent plus vite et provoquent la croissance plus rapide des gouttes aux altitudes moyennes. En gros: tout va plus vite et c'est l'étalement des processus dans le temps qui compte.
Pour le moment, je ne vois pas trop d'autre possibilité. J'imagine que le 2e processus doit plus ou moins fonctionner mais est il significatif et surtout réellement puissant?

Lindzen souligne que plus la base du nuage (cumulus) est chaude, plus la convection est puissante et plus les précipitations sont efficaces. Ce qui doit être ta seconde possibilité. Or, on s'attend bien à ce que la base des nuages soit plus chaude en situation de RC.

Pour que les lecteurs suivent, je remets un schéma sur les formations nuageuses. Ce dont on parle ici, c'est de la convection profonde humide en région tropicale (les gros nuages à gauche, des cumulonimbus). Au sommet de leur "tour", ces nuages apportent une réserve de vapeur d'eau, qui va augmenter l'ES en haute troposphère et va permettre la formation de cirrus (des nuages hauts, à faible albedo et fort ES). La question est donc de savoir dans quelle mesure ces nuages vont précipiter leur vapeur d'eau supplémentaire ou au contraire l'apporter en "réserve" pour la haute troposphère.

Cela, c'est une version simplifiée, avec les deux formes "extrêmes" du cumulonimbus et du cirrus. Il y a un autre point que je n'ai pas creusés, ce sont les autres formations nuageuses de moyenne et basse altitude. Comme Yves l'a souligné, même dans la ZCIT, il y a en fait des mouvements complexes d'ascendance et de subsidence. A-t-on un modèle ou des observations sur les conséquence d'un surcroît de VE pour les autres nuages (stratus et nimbostratus, cumulus et stratocumulus) ?

Image : Bony et al 2006, J Clim, ref complète plus haut.

[invite78d2ef62]

Mais alors !, elle est où la rétroaction négative ! Il en faut une, sinon nous ne serions pas là pour en parler.
Vous êtes en train de nous expliquer que le climat ne peut que s'emballer vers un réchauffement de plus en plus fort. Un peu de CO2 donne une T un peu plus élevée donne plus d'évaporation d'eau qui par rétraction positive donne plus de T qui donne plus d'évaporation d'eau qui part ....
(...)

Parles-en donc à Lovelock. Lui qui est le champion de Gaia s'autorégulant pour donner un cadre optimal à la vie change curieusement son fusil d'épaule quand il s'agit du RC Enfin bon, les vus générales de Lovelock...

Sinon, un pb est que l'on n'a pas vraiment d'élément de comparaison en paléoclimat. Lors du précédent interglaciaire par exemple, l'Eemien ou LIG (Last InterGlacial) et sa période chaude 130-127 ka BP, on est quasiment sûr que l'HN et surtout les régions polaires étaient plus chaudes qu'aujourd'hui (5-6 °C pour le Groenland et l'Arctique). Mais les régions tropicales ont eu un comportement plus complexe. D'après le travail de Winter et al. 2003, les régions tropicales avaient une saisonnalité plus marquée en raison du forçage orbital de l'époque (SST tropicale / présent période chaude +1°C, période froide -2°C, forçage solaire en été / présent +46,66 W/m2, forçage solaire en hiver / présent -31,84 W/m2, forçage moyenne annuel négligeable, +0,50 W/m2.) Les choses ne sont pas comparables avec le présent interglaciaire en raison de la position différente du soleil et de la moindre variabilité annuelle tropicale aujourd'hui... On voit quand même qu'un forçage saisonnier de 46 W/m2 ne suffit pas à déclencher une rétroaction VE assez puissante pour générer progressivement un réchauffement permanent. Mais le présent cas de figure est différent, avec un forçage GES moindre mais constant.

Sinon, la limite du processus d'emballement est peut-être donnée par les bandes d'absorption de l'ES : ce que tu rajoutes au bout d'un moment en VE ne change plus grand chose, et comme les T évoluent peu, l'humidité spécifique non plus (les couches contiennent déjà tout ce qu'elles peuvent en VE).

[vilveq]

Sinon, la limite du processus d'emballement est peut-être donnée par les bandes d'absorption de l'ES : ce que tu rajoutes au bout d'un moment en VE ne change plus grand chose, et comme les T évoluent peu, l'humidité spécifique non plus (les couches contiennent déjà tout ce qu'elles peuvent en VE).

Mais si la température de l'atmosphère fonctionnait de la sorte, nous devrions nécéssairement être en permance au niveau de la limite, avec une opacité totale de l'atmosphère aux IR tellurique. Dans une situation où, puisque l'atmosphère serait de toute façon opaque aux IR 15µm, de rajouter de la VE ne changerait rien.

Mais on en est pas là, on en est même loin, et dans l'histoire de la planète on en a toujours été très loin. Donc, je recommence avec ma question: où est la rétroaction négative à une augmentation de la T.

Pour schématiser, vous m'expliquer la théorie de gravition; On a une pierre et suivant la théorie, elle tombe, avec une limite qui est le sol. Mais depuis toujours on observe que la pierre elle flotte dans l'air ... doit donc bien y avoir une force opposée ?

Alors dites moi :

1 - Oui, tu a raison, il y a bien une rétroctaion négative que le GIEC cache au monde entier, on peut pas le dire sur le forum sinon il y a des hommes en noir qui vont venir chez moi avec des silencieux
2 - Oui, on a n'a pas encore découvert ce que c'était, et comme tout le budget de la climatologie actuellement est consommé pour pouvoir prédire des ouragans géants sur Paris avant l'an 3000 ... on n'est pas pret de trouver.
3 - Non, t'as encore rien comprit et de toute façon tu ne comprendras jamais rien

[yves25]

Coucou !!

Bon, j'essaye de suivre, alors je m'en vais résumer ce que j'ai compris, histoire de me faire corriger si néccessaire.

1) L'augmentation des GES (CO2 et autres) ne devrait pas entrainer une augmentation de T° si forte que ça, toutes autres choses restant pareilles.

Pour fixer les idées, ça devrait faire 1°C de réchauffement pour le doublement du CO2 par rapport au début de l'ère industrielle

2) Mais, une légère augmentation de T° va entrainer une modification de concentration de H2O dans l'atmosphère (une augmentation en fait).

[/QUOTE]
Oui ...mais pas seulement, on verra les autres rétroactions après (la neige et la glace par exemple)

3) La vapeur d'eau dans l'atmosphère a, à la fois, un effet "chauffant" tant qu'elle reste un gaz, et un effet "refroidissant" quand elle devient nuage (albédo).

chauffant par la vapeur, oui. Pour les nuages, charles t'a répondu: ça dépend et les deux effets int tendance à s'annuler mais seulement tendance. Le pb est donc: qu'est qui reste?

4) Et au final, l'idée c'est que la rétroaction est positive parce qu'il y aura plus de vapeur d'eau sous forme gazeuse (qui ralentit le flux sortant) mais pas plus de nuage (qui réfléchissent le flux entrant).

En gros, c'est ça ?

Cdt.

OK pour davantage de vapeur d'eau. Pour les nuages, l'idée est moins contraignante: c'est que si les nuages changent , leur effet sur l'albédo + leur effet de serre ça se compense. cad qu'il n'y a pas (ou inversement qu'il y aurait) un changement qui privilégie fortement l'albédo ou l'effet de serre .

La question, c''est pas plus de nuages, c'est plus de nuages qui font ci ou qui font ça.

[yves25]

Mais alors !, elle est où la rétroaction négative ! Il en faut une, sinon nous ne serions pas là pour en parler.
Vous êtes en train de nous expliquer que le climat ne peut que s'emballer vers un réchauffement de plus en plus fort. Un peu de CO2 donne une T un peu plus élevée donne plus d'évaporation d'eau qui par rétraction positive donne plus de T qui donne plus d'évaporation d'eau qui part ....

... un volcan . .une météorite .. une consomation abusive d'haricot par les dinosaures aurait du mener le climat de ma terre vers un cycle infernal menant à un climat très chaud .. or ces derniers temps (à l'échelle géologique) la terre a été plus souvent froide que chaude .. elle est où l'erreur ?
Soit l'atmosphère devrait se stabiliser à une opacité totale au IR tellurique .. soit il y a comme un problème dans cette théorie.

Qui dit rétroaction positive dit amplification. Ca ne dit pas emballement.
Revois le dossier sur les incertitudes. Le système climatique est comparé à un opérateur opérationnel et un op ça ne diverge pas.

[vilveq]

Qui dit rétroaction positive dit amplification. Ca ne dit pas emballement.
Revois le dossier sur les incertitudes. Le système climatique est comparé à un opérateur opérationnel et un op ça ne diverge pas.

Ok, je fais des erreurs de language, désolé.
Il n'y a pas emballement, il y a accroissement.
Parce que l'amplification en question est justement l'amplification de la cause même de la rétrocaction positive.
Donc, pour quelle raison, ou plus précisément, à cause de quelle rétroaction négative ne somme nous pas dans un état stable d'opacité complète aux IR tellurique de l'atmosphère .. puisque c'est là la seul et unique limite au RC du à la thérorie de l'ES ?

[invite78d2ef62]

Mais si la température de l'atmosphère fonctionnait de la sorte, nous devrions nécéssairement être en permance au niveau de la limite, avec une opacité totale de l'atmosphère aux IR tellurique. Dans une situation où, puisque l'atmosphère serait de toute façon opaque aux IR 15µm, de rajouter de la VE ne changerait rien.
(...)

Je comprends bien ta question, mais il y a des types en noir derrière moi, je ne peux vraiment rien te dire

Non, blague à part, je pense que toute la présente discussion part de la réponse du climat à un forçage.

La première limite, c'est donc celle du forçage considéré et de son échelle de temps. Quand l'équilibre est retrouvé, tu n'as pas de raison que cela continue à s'amplifier indéfiniment, vue que la Terre réémet autant qu'elle reçoit, que ses T ne bougent plus (sur le papier bien sûr, ce n'est jamais en équilibre).

La deuxième limite, ce sont des rétroactions négatives (que le GIEC ne nie pas d'ailleurs, les modèles les trouvent simplement plus faibles) : on a parlé du gradient thermique, par exemple, sur les nuags c'est encore spéculatif et on verra comment cela évolue, mais il y a d'autres dont on parlera sans doute dans le cycle du carbone.

La troisième limite tient peut-être à des phénomènes de circulation océanique, mais là je spécule. On suppose déjà qu'un ralentissement de la thermohaline peut entraîner un refroidissement sur certaines régions. Mais je pense à un couplage HS / HN faisant que l'un a tendance à se refroidir quand l'autre se réchauffe, phénomène de "seesaw" que l'on a caractérisé à diverses périodes, et que l'on peut même observer sur les climatologies du XXe siècle (Arctique et Antarctique semblent évoluer à contre-temps).

[yves25]

Mais si la température de l'atmosphère fonctionnait de la sorte, nous devrions nécéssairement être en permance au niveau de la limite, avec une opacité totale de l'atmosphère aux IR tellurique. Dans une situation où, puisque l'atmosphère serait de toute façon opaque aux IR 15µm, de rajouter de la VE ne changerait rien.

Mais on en est pas là, on en est même loin, et dans l'histoire de la planète on en a toujours été très loin. Donc, je recommence avec ma question: où est la rétroaction négative à une augmentation de la T.

Pour schématiser, vous m'expliquer la théorie de gravition; On a une pierre et suivant la théorie, elle tombe, avec une limite qui est le sol. Mais depuis toujours on observe que la pierre elle flotte dans l'air ... doit donc bien y avoir une force opposée ?

Alors dites moi :

1 - Oui, tu a raison, il y a bien une rétroctaion négative que le GIEC cache au monde entier, on peut pas le dire sur le forum sinon il y a des hommes en noir qui vont venir chez moi avec des silencieux
2 - Oui, on a n'a pas encore découvert ce que c'était, et comme tout le budget de la climatologie actuellement est consommé pour pouvoir prédire des ouragans géants sur Paris avant l'an 3000 ... on n'est pas pret de trouver.
3 - Non, t'as encore rien comprit et de toute façon tu ne comprendras jamais rien

Je répète: amplification ne veut pas dire emballement.
voir http://www.futura-sciences.com/fr/co...638/c3/221/p2/
le gain du système ne tend vers l'infini que si eta*f tend vers 1.

Entre 8 et 12 µm, l'atmosphère n'est jamais complètement opaque, c'est la fenêtre atmosphérique et c'est sans doute là qu'a lieu le refroidissement nécessaire mais ça ne signifie pas qu'il y a une rétroaction négative pour autant (je veux dire THE rétroaction , sinon, il y en a des tas et c'est peut être tout simplement ça).

Ce que tu soulignes est quand même fort important parce que c'est l'idée que soulèvent les gens qui parlent d'emballement possible de l'effet de serre.
En fait, dans la "warm pool" (Ouest¨Pacifique", les conditions d'embakllment sont fréquemment réunies et le système s'emballe localement: la température de surface augmente et pourtant le flux sortant hors atmosphère diminue à cause des nuages et de la vapeur d'eau donc de l'effet de serre. Mais ça ne dure pas parce que ces orages crèvent . Le rôle des précipitations est donc fondamental bien sûr .

la question posée est de savoir comment ces processus varient . C'est en cela que l'étude de Spencer que cite charles ne répond pas à la question. En fait, cette étude explique plutôt pourquoi l'effet de serre ne s'emballe pas dans la warm pool mais ne dit rien de ce qui se passerait en réponse à un réchauffement global. D'ailleurs les auteurs le reconnaissent eux mêmes sans pb.

[yves25]

J'ajoute que ce qui limite le processus, c'est qu'il est hétérogène par nature. Une atmosphère claire ne serait complètement opaque qu'avec ds quantités d'eau très très supérieures à ce qu'on trouve actuellement sous les tropiques. Ce sont donc les nuages qui provoquent cette opacité .
Or pour que des nuages se forment, il faut qu'il y ait soulèvement d'air et donc convergence ce qui signifie forcément qu'à côté du nuage il y a une région claire et celle ci émet plein d'énergie. C'est d'ailleurs l'idée qui est à la base de que dit Lindzne et ça personne ne le met en cause. C'est après que se pose le pb, cad en termes de rétroaction à un forçage comme le dit charles et j'ajoute avec quelle efficacité?

[invite78d2ef62]

Un autre effet dont on parle moins que l'iris de Lindzen, c'est l'effet FAT (Fixed Anvil Temperature) proposé par Hartmann et Larson en 2002, débattu depuis. Je suis tombé dessus en recherchant les différentes références citées par Bony 2006 sur les rétroactions nuageuses.

J'ai lu rapidement... et je n'ai pas tout compris ! Mais cela a l'air intéressant Si j'essaie de résumer mon niveau de compréhension : la température de "détrainement" de la vapeur d'eau au sommet des cumulonimbus (sur les "enclumes" = anvil = nom donné au sommet cirriforme des Cb) est indépendante de l'évolution des températures de surface.

On a montré qu'en ciel clair, le taux de refroidissement diminue rapidement au-dessus de 200 hPa. La raison en est que l'émissivité de la vapeur d'eau devient inopérante à cette altitude, c'est lié à la pression de vapeur saturante et la température de la couche (mais là faudrait m'expliquer en détail). On a donc un chauffage convectif (zone ascendante et nuageuses) et un refroidissement radiatif (zone subsidente et ciel clair), sur des régions qui sont bien sûr reliées par la circulation générale. L'hypothèse FAT, c'est que les enclumes des cumulus convectifs vont être advectées horizontalement (le "detrainment" si j'ai bien compris, détraînement en français) à un niveau sensiblement équivalent quelque soit ce qui se passe en dessous (= réchauffement des SST et la tropo). Donc, la température d'émission des nuages tropicaux à 200 hPa devrait être sensiblement identique à aujourd'hui.

Devinette pour ceux qui ont suivi jusque là : en terme de rétroaction, c'est positif ou négatif ou neutre ?

(En fait, cela serait bien de reprendre tout cela, à la fois parce que j'ai lu vite et que je ne comprends pas très bien l'histoire de niveau constant de T et de couche d'émission eu sommet de la tropo quelle que soit l'évolution de la VE)

La référence :
http://www.agu.org/pubs/crossref/200...GL015835.shtml

Le pdf, anglais :
http://www.atmos.washington.edu/~den...on_2002GRL.pdf

On trouve le papier de 2002 (et pas mal d'autres sur la rétroaction des nuages) sur le riche site de D Hartmann à l'U Washington (rubrique Research papers, année 2002 ; voir un papier plus récent du J Clim 2007 sur la même hypothèse, avec un modèle plus élaboré et des mesures de corroboration ; voir aussi au passage ses critiques de Lindzen) :
http://www.atmos.washington.edu/~dennis/

[yves25]

En soi, ce n'est pas une rétroaction.
La rétroaction , il faut la chercher dans le mécanisme qui permet de maintenir constante la température d'émission.

Sinon: une augmentation de la température de surface implique une augmentation du flux émis par cette surface.
Cette hypothèse (FAT) conduit à dire que le flux sortant hors atmosphère est constant dans les érgions de convection.
L'effet de serre est mesuré par le rapport entre le flux émis à la surface et le flux sortant, il augmente donc.

Mais, je répète, en soi, ce n'est pas une rétroaction, c'est un résultat. C'est la même idée que le thermostat mais plus ou moins à l'envers, cad un mécanisme qui maintient constant qq chose:

thermostat/retrapaction négative, c'est la température à la surface

fixed anvil températures, c'est le flux TOA

[invite78d2ef62]

En soi, ce n'est pas une rétroaction.
La rétroaction , il faut la chercher dans le mécanisme qui permet de maintenir constante la température d'émission.
Sinon: une augmentation de la température de surface implique une augmentation du flux émis par cette surface.
Cette hypothèse (FAT) conduit à dire que le flux sortant hors atmosphère est constant dans les érgions de convection.
L'effet de serre est mesuré par le rapport entre le flux émis à la surface et le flux sortant, il augmente donc.
Mais, je répète, en soi, ce n'est pas une rétroaction, c'est un résultat. C'est la même idée que le thermostat mais plus ou moins à l'envers, cad un mécanisme qui maintient constant qq chose:
thermostat/retrapaction négative, c'est la température à la surface
fixed anvil températures, c'est le flux TOA

Ce n'est pas vraiment une rétroaction en effet, mais comme les auteurs le suggèrent, une éventuelle "contrainte" sur la rétroaction nuageuse. C'est-à-dire que si le mécanisme physique qu'ils proposent est vérifié et observé, il faudra l'implémenter dans les modèles et voir ce que cela donne.

[yves25]

Ce n'est pas vraiment une rétroaction en effet, mais comme les auteurs le suggèrent, une éventuelle "contrainte" sur la rétroaction nuageuse. C'est-à-dire que si le mécanisme physique qu'ils proposent est vérifié et observé, il faudra l'implémenter dans les modèles et voir ce que cela donne.

Non, on implémentera pas un mécanisme de plus comme tu le laisses à penser en écrivant cela.

Il y a une erreur d'anayse de la part de beaucoup de gens: c'est de croire que l'atmosphère est le lieu d'action d'une quantité de mécanismes déconnectés les uns des autres...ou, tout au moins, de raisonner comme si c'était le cas. La météo pousse à cela en effet mais la seule chose qui compte c'est de représenter correctement les équations primitives et de trouver un moyen de calculer à grande échelle l'effet des phénomènes de petite échelle (les paramétrisations).

En l'occurence ce qui est à la base du mécanisme que suggère Hartmann, c'est la dichotomie entre le refroidissement radiatif au dessus des enclumes de cunimb et au dessus d'une atmosphère claire ou ne présentant que des nuages bas. La cause est évidente: les cirrus fins qu'il considère sont chauffés radiativement par l'atmosphère sous jacente et la surface. S'il y a des nuages entre deux, ceux ci font barrage et ce sont eux qui échangent avec ces cirrus.
Dans le cas des cunimb, ces nuages sont très froids, les cirrus sont donc très peu réchauffés.

Le mécanisme en question sera pris en compte automatiquement si le modèle génère correctement les cirrus en question et le detrainment. Autrement dit, on en reste toujours au mécanisme de base de la représentation de la convection avec l'ensemble évaporation, ascendances, condensation, mouvements ascendants et descendants, coalescence, précipitations, detrainment (cad sortie vers les côtés du nuage et en altitude de l'air qui est monté jusque là et qui ne peut évidemment pas s'accumuler) et bien sûr échanges radiatifs.

...mais c'est pas simple.

[invite78d2ef62]

Non, on implémentera pas un mécanisme de plus comme tu le laisses à penser en écrivant cela.
(...)
...mais c'est pas simple.

J'avais cru comprendre en lisant les autres papiers de Hartmann que les modèles de résolution de nuage (CRM) étaient assez paramétrisés. Je ne pensais pas tellement à un mécanisme entièrement nouveau, puisqu'ils font en effet référence à des choses déjà connues dans le domaine radiatif-convectif, mais simplement à une paramétrisation des CRM permettant de simplifier le calcul en l'approchant mieux. Mais tu as raison, c'est plutôt l'inverse qu'ils ont fait dans leurs papiers récents en couplant un RCM (modèle radiatif convectif) et un CRM et en observant le résultat pour leur enclume selon les variations de SST et les variations de schèmes microphysiques du CRM (voir Kuang et Hartmann 2007 in J Clim)

[invite78d2ef62]

(...) A-t-on un modèle ou des observations sur les conséquence d'un surcroît de VE pour les autres nuages (stratus et nimbostratus, cumulus et stratocumulus) ?

Je réponds à ma propre question après relecture attentive de Bony 2006, où une section est consacrée aux nuages de basse latitude et de couche limite. Les auteurs reconnaissent qu'ils ont un forçage négatif important et qu'ils couvrent une large fraction des zones tropicales, mais rappellent que "malheureusement, notre compréhension des mécanismes physiques qui contrôlent les nuages en couche limite et leurs propriétés radiatives sont actuellement très limitées (...) Les indices provenant des observations, des modèles de simulation de turbulence à grande échelle ou des modèles climatiques pour le rôle de différents facteurs de rétroaction de [ces] nuages sont encore très courts". Cela dépend à la fois de la convection peu profonde (shallow convection, dite convection de Boussinesq en français je crois), des autres types de nuages présents au-dessus, de l'épaisseur optique de ces nuages bas (dépendant elle même de leur extension, de la VE non précipitée disponible, du gradient de T des couches basses, etc.)... bref, un casse-tête "théorique" avec des validations empiriques difficiles.

Pour les nuages extra-tropicaux non polaires, il semble que l'évolution attendue (moins de tempêtes, plus violentes, déplacées vers le pôle) se traduit à peu près par un équilibre radiatif, l'effet modélisé de refroidissement SW (0-3,5 W/m2) l'emportant de peu sur l'effet de réchauffement IR (0-2,2 W/m2) aux moyennes latitudes.

[yves25]

J'avais oublié cette question.

Il faut d'abord savoir que l'on parle de structures quasi permanentes. Ces stratocumulus sont associés aux courants froids et bordent les secteurs est des anticyclones des cellules de Hadley. On lmes trouve donc à l'ouest de la Mauritanie, à l'ouest de Pérou, au large de la Californie etc... . La couverture est importante spatialement et ils se trouvents dans des zones où il y a un fort ensoleillement. Ils ont donc un effet d'albédo très important et pratiquement pas d'effet de serre. (voir le dossier sur les incerttitudes du climat). C'est vraiment le pb opposé à celui des cirrus.

Ils sont très fins (qq centaines de mètres) et leur équilibre dépende de quatre facteurs
1 la subsidence de grande échelle qui tend à bloquer l'extension verticale
2 les flux turbulents ( pas convectifs) de vapeur d'eau qui l'alimentent et tendent gonfler la couche milite
3 l'entrainement d'air chaud (potentiellement) et sec depuis la troposphère libre qui tend à faire évaporer le nuage
4 le refroidissement radiatif au sommet qui tend au contraire

dans tout cela la vapeur d'eau additionelle joue peu mais on peut en discuter plus complètement (j'ai un peu travaillé sur ce casse tête théorique )

NB, tu parles des nuages au dessus, il s'agit alors des stratocu associés aux perturbations , ils ont beaucoup moins d'intérêt en fait parce que dans ce cas, leur effet d'albédo n'est plus très important

[yves25]

Pour les nuages extra-tropicaux non polaires, il semble que l'évolution attendue (moins de tempêtes, plus violentes, déplacées vers le pôle) se traduit à peu près par un équilibre radiatif, l'effet modélisé de refroidissement SW (0-3,5 W/m2) l'emportant de peu sur l'effet de réchauffement IR (0-2,2 W/m2) aux moyennes latitudes.

Le pb est sous les tropiques parce que c'est là que se situe l'énergie, sans compter que c'est fichtrement grand et surtout océanique.

Le pb des nuages des hautes latitudes est tout différent, il s'agit plutôt de savoir dans quelle mesure et comment ils vont interagir avec la glace et ralentir sa formation en hiver par leur effet de serre .

[invite78d2ef62]

J(...)

Ils sont très fins (qq centaines de mètres) et leur équilibre dépende de quatre facteurs
1 la subsidence de grande échelle qui tend à bloquer l'extension verticale
2 les flux turbulents ( pas convectifs) de vapeur d'eau qui l'alimentent et tendent gonfler la couche milite
3 l'entrainement d'air chaud (potentiellement) et sec depuis la troposphère libre qui tend à faire évaporer le nuage
4 le refroidissement radiatif au sommet qui tend au contraire

dans tout cela la vapeur d'eau additionelle joue peu mais on peut en discuter plus complètement (j'ai un peu travaillé sur ce casse tête théorique )
(...)

(parenthèse)
Je crois volontiers (je le savais en fait, j'ai la manie des recherches biblio ) que tu as étudié la question, et la date de tes premières publications montrent d'ailleurs qu'on l'étudie depuis longtemps. Ce qui, soit dit en passant, est un argument classique du scepticisme. On comprend mieux la physique des phénomènes climatiques en général, des rétroactions en particulier. Mais comme le rappellent Bony et al. en 2006, de là à l'implémenter correctement dans les modèles (1) et à corroborer ces modèles par les observations (2), ce n'est pas encore au point. Donc, le gros du réchauffement attendu vient de ce qui est reconnu encore en 2007 comme le plus difficilement modélisable et le moins facilement vérifiable. Ce n'est pas une critique de la science climatique, vu la complexité des phénomènes en question, mais de la façon dont la science climatique est le plus souvent présentée. Je pense que si l'on expliquait au grand public la nature des rétroactions au lieu de lui raconter des horreurs sur les ours blancs, la perception du phénomène RC serait un peu différente...
(fin de la parenthèse)

[Ricquet]

Ok, je fais des erreurs de language, désolé.
Il n'y a pas emballement, il y a accroissement.
Parce que l'amplification en question est justement l'amplification de la cause même de la rétrocaction positive.
Donc, pour quelle raison, ou plus précisément, à cause de quelle rétroaction négative ne somme nous pas dans un état stable d'opacité complète aux IR tellurique de l'atmosphère .. puisque c'est là la seul et unique limite au RC du à la thérorie de l'ES ?

Bonsoir,

Pardon de revenir en arrière, mais c'est un peu là que je voulais en venir (et je n'ai pas toujours le temps d'y venir aussi souvent que je le voudrais ).

Je voyais ce problème comme un très vilain cercle vicieux : ça chauffe un peu, donc un peu plus d'H2O qui s'évapore, ce qui réchauffe encore un peu, ce qui évapore un peu plus d'H2O, ce qui réchauffe ... etc ... ce qui n'a comme limite théorique que le moment où il n'y a plus d'H2O à évaporer.
Cas pas si théorique que ça, puisque c'est bien ce qu'on observe sur Vénus (me semble-t-il) : toute l'eau s'est évaporée et s'est transformée en GES qui, ajouté au CO2 très majoritaire, a transformé la planète en fournaise.

Ma question reste donc : qu'est-ce qui empêche aujourd'hui, et a empêché dans le passé, le climat terrestre d'évoluer de la sorte ?

Je repose la question parce que, jusque là, je n'ai pas trouvé de réponse qui, à la fois, soit claire et me soit accessible ...

Je vois bien une différence notable entre la Terre et Vénus : la composition de l'atmosphère. Il n'y a pas d'O2 sur Vénus ... que du CO2 ... mais la photosynthèse comme rétroaction négative ...

Cordialement.

[yves25]

Bonsoir,

Pardon de revenir en arrière, mais c'est un peu là que je voulais en venir (et je n'ai pas toujours le temps d'y venir aussi souvent que je le voudrais ).

Je voyais ce problème comme un très vilain cercle vicieux : ça chauffe un peu, donc un peu plus d'H2O qui s'évapore, ce qui réchauffe encore un peu, ce qui évapore un peu plus d'H2O, ce qui réchauffe ... etc ... ce qui n'a comme limite théorique que le moment où il n'y a plus d'H2O à évaporer.
Cas pas si théorique que ça, puisque c'est bien ce qu'on observe sur Vénus (me semble-t-il) : toute l'eau s'est évaporée et s'est transformée en GES qui, ajouté au CO2 très majoritaire, a transformé la planète en fournaise.

Ma question reste donc : qu'est-ce qui empêche aujourd'hui, et a empêché dans le passé, le climat terrestre d'évoluer de la sorte ?

Je repose la question parce que, jusque là, je n'ai pas trouvé de réponse qui, à la fois, soit claire et me soit accessible ...

Je vois bien une différence notable entre la Terre et Vénus : la composition de l'atmosphère. Il n'y a pas d'O2 sur Vénus ... que du CO2 ... mais la photosynthèse comme rétroaction négative ...

Cordialement.

Je t'ai déjà répondu partiellement au moins (post 73, je crois, enfin page précédente) ) mais peut être ne l'as tu pas lu.

Si on répondait correctement et complètement à cette question, on aurait sans doute beaucoup progressé dans la compréhension de la dynamique du climat.
On peut cependant répondre partiellement, je reviens donc aussi sur le post en question

1 il y a quand même une différence fondamentale au départ entre Vénus et la Terre, c'est que Vénus reçoit deux fois plus de rayonnement solaire
2 de la façon dont tu exprimes la chose, il devrait exister un sorte de force de rappel qui , quoi qu'il arrive, ramène le climat dans un état voisin de l'état actuel cad sans emballemnt de l'effet de serre. Ce n'est pas nécessaire. Imagine une surface du genre d'une boîte à oeufs (cad avec des tas de trous pour mettre les oeufs); Nous sommes dans un de ces trous, si on nous donne une poussée quelconque (un forçage), on va remonter la pente un peu puis retomber. Si on nous donne une poussée sufisamment forte, on va sortir du trou et tomber dans un autre qui sera peut être celui de l'emballement ou qq chose d'autre encore.

Dans chaque trou, il y a un pseudo équilibre entre les différents mécanismes.
L'analogie a ses limites parce qu'avec la boîte à oeufs on imagine que la seule position possible, c'est au fond du trou, eh bien, il faut généraliser ça et imaginer qu'on peut rester plus ou moins sur la pente du trou, descendre et monter mais toujours rester dans le trou jusqu'à ce qu'on en sorte pour de bon pour retomber dans un autre.

Dans notre trou à nous, celui que nous habitons depuis deux millions d'années. On oscille entre des périodes d'extension de la glace et des périodes de réduction, voilà les mouvements de grande amplitude de la boule de billard électrique de notre climat, il y a d'autres mouvements plus petits.

On n'en sort pas parce que l'impulsion n'est pas suffisante.

Le pb principal, c'est la convection tropicale mais c'est un mécanisme très efficace de refroidisssement: il est explosif en fait.

1 la SST augmente, l'évaporation augmente, l'air monte
2 ça condense et ça monte encore plus
3 l'effet de serre s'emballe localement
4 le gouttes se télescopent et gbrossissent, en même temps elles montent et se refroidissent
4 elles deviennent trop lourdes et tombent, elles rencontrent des gouttes qui montent et grossissent encore
5 il pleut, il grêle, c'est l'explosion
6 les nuages se déchirent plus ou moins et la surface émet un grand coup (une grosse bouffée de chaleur)

Le mécanisme est bien connu et Spencer et Christy ont quantifié un cycle moyen, ça marche fort bien dans les conditions actuelles. Probable que sur Vénus, ça n'a pas suffit

J'ai oublié de dire qu'il fallait encore imaginer que dans ma boîte à oeufs, tous les trous ne sont pas identiques.

[vilveq]

la terre a t'elle déjà connu une sortie du trou de ta boite à oeuf ?

[yves25]

Je ne suis pas un spécialiste de la paléoclimatologie mais , oui, c'est évident: la Terre a connu des climats très différents dans un passé plus lointain. On peut arguer que les continents n'avaient pas la même position mais ça ne change rien sur le fond: cela a constitué , en soi, l'équivalent d'un forçage, évidemment très fort.

On peut alors reprendre ta question et la restreindre au climat de ces deux derniers millions d'années et là encore la réponse est oui dans la mesure où les périodes d'extension glaciare correspondent bien à des climats fort différents et présentants, eux aussi, une pseudo-stabilité.

En prenant ce dernier exemple, il est clair que j'ai regardé les trous de ma boîte à une échelle plus fine que dans mon post précédent mais ça marche encore. Note que je ne suis pas en train de dire que l'espace des solutions du climat a une structure fractale, il me semble que ça serait faux.

[vilveq]

Sait-on ce qui nous a fait sortir de notre 'trou de la boite à oeuf'.
Par exemple, lors de la précédente ère interglaciaire, qu'est-ce qui a plongé la terre dans l'ère glacaire.
Et qu'est-ce qui nous a fait sortir de la dernière ère glaciaire ?
Parce que, dans un climat très froid, le % de VE est faible, donc même avec une augmentation de l'activité solaire, on aurait fort peu de rétraction positive dû à la VE.

je suis pas scientifique, mais en tant qu'homme de la rue essayant d'écouter ce que l'on racconte avec un esprit critique, je me demande s'il n'y a pas quelque chose de plus 'gros'.
Etudier l'action du CO2 .. oui, il faut le faire, les quelques w/m2 sont intérressante à découvrir. Mais ne passe t-on pas à côté de quelque chose qui donne le vrai 'tempo' au climat ?

[yves25]

Oui, on sait ..avec encore qq trous mais, en gros, on sait.
ce sont des variations dans l'ensoleillement de l'hémisphère nord permettant la présence plus fréquente et plus longue de neige et diminuant ainsi la quantité de rayonnement solaire absorbé (l'inverse pour les sorties bien entendu). Ces variations sont elles m^mes dues aux variations des caratéristiques orbitales de la terre.

Ces variations ont été amplifiées par la rétroaction albédo, par une rétroaction liée au CO2 et par une modification de la circulation océanique. Cela n'exclue pas d'autres rétroactions.

[vilveq]

donc, vous, scientifiques, savez me dire avec très grande précision quand sera la prochaine ère glaciaire et donc a quelle époque les jeunes enfants à l'école exploseront de rire lorsqu'on leurs expliquera les préoccupations que nous avons actuellement

les orbites de la terre sont bien connue je supose et très prévisible, non ?

oups .. on s'écarte du sujet ... dois-je créer un nouveau post ?

j'essaye d'y revenir alors ..

Serait-il possible d'utiliser ce que l'on connait des rétraoctions positives pour artificiellement et de façon bien plus performante qu'avec le CO2, augmenter la température global pour passer outre la prochaine glaciation ?

[yves25]

Cette histoire de glaciations ne fait pas vraiment l'objet de polémiques , figures toi, ce qui n'empêche pas que beaucoup de choses restent en suspens.
La prochaine glaciation n'est pas pour tout de suite de toute façon (plusieurs milliers d'années)
Quant à savoir ce qu'il faut faire pour l'éviter, eh bien qq chose du genre de ce qu'on fait maintenant.

Le pb est que quand ça sera "utile" , on aura déjà tout brûlé.

[invite78d2ef62]

donc, vous, scientifiques, savez me dire avec très grande précision quand sera la prochaine ère glaciaire et donc a quelle époque les jeunes enfants à l'école exploseront de rire lorsqu'on leurs expliquera les préoccupations que nous avons actuellement

D'après les travaux de Berger et Loutre, il se trouve que notre présent interglaciaire semble fait pour durer, en raison des configurations orbitales particulières Terre-Soleil. Avec ou sans CO2 anthropique, la période tempérée pourrait durer 50 000 ans, soit 4 à 5 fois plus que les interglaciaires du Quaternaire. Si ces calculs astronomiques sont exacts, ce n'est pas demain la veille que nos descendants rigoleront en regardant la banquise se former sur la Manche !

Serait-il possible d'utiliser ce que l'on connait des rétraoctions positives pour artificiellement et de façon bien plus performante qu'avec le CO2, augmenter la température global pour passer outre la prochaine glaciation ?

C'est une hypothèse envisagée, notamment par les mêmes Berger et Loutre. Une disparition totale des glaces en HN, par exemple, pourrait modifier substantiellement les effets "habituels" des forçages orbitaux solaires, et notamment dégager le climat de ses actuels cycles glaciaires. Mais bon, la prévision à 100 ans est déjà spéculative, alors à 1000 ou 10 000 ans, il ne faut pas trop en attendre non plus