Le point sur le réchauffement en 2012

[gillesh38]

déjà le flux solaire s'exprime en kW par m2, pas en kWh (c'est une puissance)
Ensuite le CO2 ne "capte pas" l'énergie au sens où il l'accumulerait en permanence; il joue plutot le même role qu'une couverture : sa capacité thermique propre est négligeable, il n'emmagasine pratiquement pas de chaleur : il ralentit son écoulement dans l'espace, et du coup, pour une puissance donnée, ça augmente un peu la température d'équilibre au sol.
Une image, c'est que si tu mets des pierres dans un ruisseau, ça ralentit son écoulement et ça fera un peu monter le niveau d'eau en amont - mais bien sûr ce ne sont pas les pierres qui s'imbibent d'eau.
Le calcul exact de l'élévation de température est précisément la question de la sensibilité climatique qu'on discute au-dessus. Ce qu'on peut dire c'est que sa valeur précise n'est pas encore connue, et qu'il n'y a pas de manière simple de la calculer (ce n'est pas du tout une "capacité calorifique" par exemple).

[yves25]

Ca va un peu nous éloigner de tes questions initiales mais, ces questions entrent tout à fait dans le cadre de discussions scientifiques. No pb.

Une correction tout d'abord: ces 15° C, c'est la température moyenne à la surface et non pas la température de l'atmosphère.

Pour répondre à ta question:
chaque m2 de la Terre en dehors atmosphère absorbe en moyenne 240 W/m2
cette absorption a lieu aux courtes longueurs d'onde du rayonnement solaire
chaque m2 de la surface émet en moyenne 390 W/m2 aux grandes longueurs d'onde de l'infra rouge
chaque m2 de la Terre hors atmosphère émet 240 W/m2 (il y a équilibre entre ce qui entre et ce qui sort)
l'atmosphère retient donc 150 W/m2 (pour avoir la quantité totale multiplie par 4 pi R2)
Ce sont TOUS les gaz à effet de serre (ça inclue la vapeur d'eau qui est le principal gaz à effet de serre) et les nuages qui retiennent cette chaleur

[gillesh38]

Ca va un peu nous éloigner de tes questions initiales mais, ces questions entrent tout à fait dans le cadre de discussions scientifiques. No pb.

Une correction tout d'abord: ces 15° C, c'est la température moyenne à la surface et non pas la température de l'atmosphère.

Pour répondre à ta question:
chaque m2 de la Terre en dehors atmosphère absorbe en moyenne 240 W/m2

pour préciser : chaque m2 de Terre absorbe 240 w/m2 dans les courtes longueurs d'onde, mais 150 W/m2 dans les grandes bien sur, le total de 390 étant équilibré par l'émission à l'état stationnaire (en réalité comme elle se réchauffe elle doit capter un petit peu plus que ce qu'elle renvoie, mais la différence est très petite , et n'est pas très bien connue , de l'ordre du W/m2 : le réchauffement est très lent par rapport à ce qui est constamment absorbé et réémis).

Je n'aime pas trop l'expression que l'atmosphère "retient" les 150 W/m2 vus qu'ils sont en permanence échangés dans les 2 sens : elle joue plutot le role d'un obstacle qui en renvoie une partie vers le sol qui est à son tour réémis ... dire qu'elle les "retient" ça donne l'image d'un stockage permanent de la chaleur dans l'atmosphère ce qui entraine des confusions (et le post d'Eric est illustratif de cette vision confuse de l'effet de serre à mon avis). Imaginez que vous recevez des balles de ping-pong que vous renvoyez, mais qu'une partie de ce qui vous est renvoyé rebondit sur des obstacles et vous revient dessus : ça augmente le flux net de balles de ping-pong que vous avez à renvoyer, mais il en ressort à la fin toujours le même nombre (ce que vous renvoyez en plus correspond précisément à ce qui ne peut pas sortir parce qu'il a rebondi sur des obstacles). Mais bien sûr les obstacles en eux-même ne "stockent" rien du tout.

Le réchauffement ne joue que sur la variation de ces 150 W/m2 renvoyés par l'atmosphère et réabsorbés, puis réémis par le sol , et qui déterminent le surplus de température par rapport à l'atmosphère extérieure (l'effet de la couverture donc). C'est la quantification précise de cette variation qui est difficile.

[Eric DUPONT]

Je suis étonne que l'on ne connaisse pas la capacité d'une molécule de CO2 a absorbé l'énergie d'un rayon lumineux.

[gillesh38]

le problème n'est pas la capacité du CO2 à absorber les photons (on parle plutot de section efficace d'absorption), qu'on connait très bien. le problème est les rétroactions ultérieures du système Terre, et principalement des nuages qui modifient à la fois l'albedo (la proportion réfléchie) et l'absorption du rayonnement du sol, qu'on connait par contre assez mal.

[BioBen]

Comme je le disais précédemment, les incertitudes ne proviennent pas du CO2 en soi, dont on connait très bien la concentration dans la l'atmosphère et les propriétés radiatives, mais de la réaction totale du système climatique à l'augmentation de la concentration du CO2 dans l'atmosphère.

[Eric DUPONT]

Dans ce cas vous allez pouvoir me répondre facilement!

Donc si l'on considère un flux lumineux solaire qui a une puissance de 1500 watt par mètre carré, quel quantité d'énergie est capté par le CO2 selon divers concentration dans l'atmosphère ?

[yves25]

Bon, ben moi, j'ai une question pour Eric.
A t il bien compris ce qu'est l'effet de serre? et, donc, pourquoi rajouter du CO2 conduit nécessairement à un réchauffement de l'ensemble du système? est ce que c'est clair?
Ensuite, on discutera plus avant éventuellement.

[yves25]

Dans ce cas vous allez pouvoir me répondre facilement!

Donc si l'on considère un flux lumineux solaire qui a une puissance de 1500 watt par mètre carré, quel quantité d'énergie est capté par le CO2 selon divers concentration dans l'atmosphère ?

Le CO2 n'absorbe pas le rayonnement solaire (ou de façon négligeable), il absorbe en partie l'énergie que re-émet la surface et l'atmosphère elle même.

[Eric DUPONT]

Voilà c'est ce que j'aimerais savoir. Quel quantité d'énergie est absorbé par le CO2 et qui ne retourne pas dans l'espace, en Wh par mètre carré ?

[yves25]

Encore une fois ce n'est pas le rayonnement solaire qui est absorbé directement.
Il est d'abord absorbé par l'atmosphère et la surface, transformé en chaleur et émis sous forme d'un rayonnement de plus grande longueur d'onde.
J'ai dit que 150 W/m2 étaient retenus par l'atmosphère (sur les 390 émis par la surface)
environ 60% le sont par la vapeur d'eau
20% par les nuages et 20% par le CO2

C'est très très grossier mais ça donne une idée
Cela fait donc environ 30 W/m2
mais ça c'est pour le CO2 naturel, "normal" si je puis dire
(cad ce qu'il y avait au début du 19E siècle)

Ce que l'on a ajouté depuis , cela correspond à environ 3 W/m2 (CO2; CH4, N2O, halocarbones etc.., il n'y pas que le CO2!!!!)
cad 2% de l'effet de serre naturel.
Avec ton hypothèse de consommation se poursuivant comme ces dernieres annees (cad avec l'accélération de 3%), on va rajouter qq chose comme 2,5 W/m2 pour le seul CO2 plus les autres gaz à effet de serre
La perturbation serait donc de l'ordre de 4% de l'effet de serre naturel.

[Eric DUPONT]

actuelement le co2 est responssable d'un rechauffement de 2 watt par metre carré pour une concentration de 400 ppm et si il y a 800 ppm on aurait 4 watt par metres carré en plus potentielement retenue par le co2 hors effet secondaire?

[Eric DUPONT]

la puissance du flux solaire avant d'ateindre la terre serait de 1400 watt par metres carré. si la temperature de la terre reste constante elle rayonne une puissance de 350 watt par metre carré. si on modifie l'atmosphere avec un manteau de co2 qui permet d'absorber les rayons mais pas de le renvoyé integralement ,2 watt pour 400 ppm de co2,la terre ne renvoie plus dans l'espace que 348 watt par metres carre. et donc forcement se rechauffe jusque la radiation moyenne de la terre ateigne 350 watt par metre carré.

[yves25]

actuelement le co2 est responssable d'un rechauffement de 2 watt par metre carré pour une concentration de 400 ppm et si il y a 800 ppm on aurait 4 watt par metres carré en plus potentielement retenue par le co2 hors effet secondaire?

Sans rétroaction en effet.

[yves25]

actuelement le co2 est responssable d'un rechauffement de 2 watt par metre carré pour une concentration de 400 ppm et si il y a 800 ppm on aurait 4 watt par metres carré en plus potentielement retenue par le co2 hors effet secondaire?

Quelques corrections: 1400 W/m2 (plus exactement 1360) c'est ce que reçoit 1 m2 face au soleil (perpendiculairement à la direction du soleil)
en moyenne sur toute la planète (qui est sphérique) et sur 24h, cela fait le 1/4, soit 340 W/m2
Une partie e cette énergie est réfléchie (30%), il ne reste donc que 240 W/m2 absorbés. C 'est cela qui chauffe la planète.
Il faut donc ajuster tes estimations.