Pourquoi le méthane a un PRG plus important que le CO2?

[ikiru]

J'ai cru comprendre que chaque gaz a un spectre d'absorption des rayons électromagnétique différents.

Si je compare le spectre d'absorption du CO₂ à celui du CH₄, je constate que celui du co2 est beaucoup plus important. je déduis peut-être un peu hâtivement peut-être que le co2 doit capter plus de rayonnement et a donc plus d'énergie à restituer ensuite?

Ensuite si je compare les durées de vie du CO₂ et du CH₄, je vois que le co2 a une durée de vie bien supérieure à celle du CH₄.

Pourquoi Est ce que le méthane a alors un PRG (potentiel de réchauffement global) 21 une fois plus elevé que le CO2?

est ce quelqu'un peut m'expliquer qu'elle sont les facteurs qui interviennent dans l'efficacité d'un GES mis à part sa durée de vie et son spectre d'absorption?

Grand merci

[Cécile]

Qu'appelles-tu un "spectre plus important" ? Plus de raies ? Ou raies d'intensité plus forte ?
Je pense qu'il faut regarder l'intensité de l'absorption dans certains domaines, essentiellement infrarouge. Ce qui compte, c'est l'aire des pics dans ce domaine (à concentration égale, bien sûr), plus que leur intensité. Un pic fin mais mince correspond à moins de rayonnement absorbé qu'un pic en forme de "patate" écrasée.
Tout ça, ce sont de vieux souvenirs, je ne te garantis pas ces infos à 100%.
Je ne sais pas où trouver ces données.

[effet2serre]

Une réponse se trouve sur cette page au chapitre "Peut-on comparer les gaz entre eux ?" http://www.manicore.com/documentation/serre/gaz.html

[ikiru]

Je me réfère à ce document graphique là qui est en fait le même que dans les slides d'un de mes profs:
http://upload.wikimedia.org/wikipedi...fr:eek:fficial

j'y vois un méthane avec moins de raie et de raies de moins fortes intensités que pour le CO2.

Mais il manque peut être de précision....

j'ai lu le texte et j'avoue que je ne me vois pas plus éclairer...
maintenant il faut peut être retirer du bilan radiatif du co2 toute ce que l'eau capture déja....pusique le PRG est calculée par rapport au forçage radiatif cad la capacité a augmenté l'effet de serre et que l'eau participe à l'effet de serre naturel je sais pas trop...

[yves25]

Bonsoir

Le PRG, c'est la capacité d'un gaz à augmenter l'effet de serre , comparée à celle du CO2 pour un mêm nb de molécules.

Il faut en effet tenir compte de ce qui est déjà dans l'atmosphère. C'est la clé de ton pb

Or comme tu le remarques, la vapeur d'eau absorbe déjà beaucoup, ensuite le CO2 absorbe également pas mal et comme il y a déjà un nombre relativement important de molécules de CO2, l'atmosphère est assez fortement absorbante dans les bandes d'absorption du CO2. (cad vers 15 µm essentiellement)

Quand on dit que l'atmosphère est opaque, ça signifie qu'il n'y a que fort peu de photons émis par la surface et qui arrivent à la traverser. Par contre, il y a des tas de photons émis plus haut dans l'atmosphère et qui sortent de celle ci. Donc si on rajoute du CO2, ce sont des niveaux plus élevés et donc plus froids qui fournissent les photons en question. Ca marche, cad que l'effet de serre est bien augmenté mais c 'est pas super efficace.

Par contre avec le CH4, la bande principale est située au beau milieu d'un domaine spectral où l'atmosphère est semi transparente (surtout quand il n'y a pas beaucoup d'eau, cad quand il ne fait pas chaud). On l'appelle la fenêtre atmosphérique.

Tu comprends bien que c'est beaucoup plus efficace.

Imagines que ta maison est isolée par de laine de verre mais qu'il y a une fenêtre ouverte qq part.

Si tu rajoutes du CO2, c'est comme si tu mettais de la laine de verre partout

Bon, c'est bien mais c'est quand même beaucoup plus efficace de fermer la fenêtre. Non?

En plus, la bande d'absorption du CH4 est située au voinage du maximum de la fonction de Planck aux températures terrestres, la bande du CO2 est plus loin et, donc, l'émission y est plus faible. C'est donc comme si ta fenêtre ouverte était à côté du feu.

C'est la même chose avec les fréons mais leur durée de vie est énorme et leur PRG est donc de plusieurs milliers de fois celui du CO2.

En gros, il ya la moitié du forcage radiatif des GES qui est due à des gaz autres que le CO2

[ikiru]

merci votre/ton (à choisir selon) intervention a éclairé ma lanterne

[ikiru]

Par contre si on regarde l'équation de calcul du RPG (qu'on retrouve notamment sur le site de wikipedia), elle n'a pas l'air de tenir compte de ces facteurs qui rendrait le CH4 plus efficace.



puisque je n'y vois que l'efficacité radiative avec son évolution dans le temps pour un horizon de temps donné... (en ayant compris, je crois, que l'efficacité moyenne de chaque molécule de GES dépend, mais non linéairement, de la quantité total de ce même GES présent dans l'athmosphère au cours du temps comme pour le CO₂)

Mais peut-être que je me trompe et peut être que le PRG n'est pas calculé avec cette équation mais que c'est une facon mathématique simplifiée de le représenter..?

une autre question l'efficacité radiative qu'on accorde à certain GES, et à partir de laquel on calcul son PRG, est-elle le resultat de la mesure de son absorbtion des rayons infra? Ou d'autres facteurs interviennent-ils?

[yves25]

Eh bien que représente donc ?

C'est le forçage radiatif du gaz x
Ce forçage se calcule en intégrant sur le spectre du rayonnement em
les flux monochromatiques (cad à une fréquence donnée) sortant au sommet de l'atmosphère.

Chaque flux monoichromatique est l'intégrale sur les angles sortant des luminances (radiance en anglais)

Chaque luminance est l'intégrale suivant la verticale de la fonction de Planck pondérée par l'absorption monochromatique de l'ensemble des gaz présents .

On calcule cela avec une concentration de 280 ppm de CO2, on recommence avec 560 et on fait la différence, on ramène à l'unité de masse de CO2, c'est cela le forçage radiatif du CO2.
Idem pour le CH4 etc....

Cela répond t il à ta question?

[ikiru]

je sens que là je dépasse les modestes connaissances que je dois avoir acquis pour ce cours
Mais en tous cas, ce que j'ai compris ce que le calcul est pondéré par les autres gaz.

Grand merci, car sur internet, il est difficile d'avoir des détails théoriques du coup je repère des incohérences qui en fait n'en sont pas mais qui me perturbent le cerveau ...

[yves25]

Mais en tous cas, ce que j'ai compris ce que le calcul est pondéré par les autres gaz.

Tu as bien compris

[yves25]

une autre question l'efficacité radiative qu'on accorde à certain GES, et à partir de laquel on calcul son PRG, est-elle le resultat de la mesure de son absorbtion des rayons infra? Ou d'autres facteurs interviennent-ils?

Je n'avais pas trop fait attention à ça
J'y ai plus ou moins répondu implicitement mais meiux vaut le faire explicitement

ce que tu appelles l'efficacité (mais en fait il s'agit du forçage radiatif; voir la définition dans le dossier http://www.futura-sciences.com/fr/co...638/c3/221/p1/)
c'est calculé à partir de la mesure (ou /et du calcul) des absorption IR pondérées par les absorptions des autres gaz et par la fonction de Planck (le corps noir) qui décrit la façon dont l'émission dépend de la température à une fréquence donnée.

[polo974]

... les durées de vie ...
le CO₂ a une durée de vie bien supérieure à celle du CH₄.

Question bête, mais après (la durée de vie)???
j'imagine que le CH₄ s'oxyde (2 H₂O et 1 CO₂),
quid du CO₂?

De plus si j'ai bon pour le CH₄, est-ce que le PRG du CH₄ initial tient compte de ses enfants: les petits jumeaux H₂O et le grand frère CO₂?

[ikiru]

moi, j'ai lu je ne sais plus où je dois dire que le méthane se dégradait en grande partie (90%?) par une oxydation par les radicaux hydroxyle présent dans l'atmosphère.

[yves25]

moi, j'ai lu je ne sais plus où je dois dire que le méthane se dégradait en grande partie (90%?) par une oxydation par les radicaux hydroxyle présent dans l'atmosphère.

Voir le rapport du GIEC, chapitre 2 p140
http://www.ipcc.ch/ipccreports/ar4-wg1.htm

[yves25]

Question bête, mais après (la durée de vie)???
j'imagine que le CH₄ s'oxyde (2 H₂O et 1 CO₂),
quid du CO₂?

De plus si j'ai bon pour le CH₄, est-ce que le PRG du CH₄ initial tient compte de ses enfants: les petits jumeaux H₂O et le grand frère CO₂?

Cela s'appelle le PRG indirect (indirect globl warming potential)
Nettement plus difficile à estimer et donc beaucoup plus incertain
Pour le CO2 qui est ainsi produit, je cite le rapport du GIEC, ch2, p214

Following the approach taken by the
SAR and the TAR, the CO2 produced from oxidation of CH4,
CO and NMVOCs of fossil origin is not included in the GWP
estimates since this carbon has been included in the national
CO2 inventories. This issue may need to be reconsidered as
inventory guidelines are revised.

Il y a d'autres effets indirects via la mobilisation de OH (même référence)
Ils sont inclus dans le GWP du méthane qui est ainsi devenu 25 au lieu de 23 (rapport précédent) pourt un horizon de 100 ans


Four indirect radiative effects of CH4 emissions have been
identified (see Prather et al., 2001; Ramaswamy et al., 2001).
Methane enhances its own lifetime through changes in the
OH concentration: it leads to changes in tropospheric ozone,
enhances stratospheric water vapour levels, and produces CO2.
The GWP given in Table 2.14 includes the first three of these
effects. The lifetime effect is included by adopting a perturbation
lifetime of 12 years (see Section 7.4). The effect of ozone
production is still uncertain, and as in the TAR, it is included
by enhancing the net of the direct and the lifetime effect by
25%. The estimate of RF caused by an increase in stratospheric
water vapour has been increased significantly since the TAR
(see Section 2.3.7). This has also been taken into account in the
GWP estimate for CH4 by increasing the enhancement factor
from 5% (TAR) to 15%. As a result, the 100-year GWP for CH4
has increased from 23 in the TAR to 25.