ingénieurie climatique

[yves25]

Il y a beaucoup de discussions autour du changement climatique. On s'y perd un peu peut être. Pourtant, pour éviter les disgressions, je voudrais ouvrir une discusion sur un aspect bien particulier. Aux modérateurs de me renvoyer dans mes buts éventuellement.

Admettons comme point de départ de cette discussion que le réchauffement est en cours, qu'il est essentiellement dû à l'activité humaine et que les émissions de CO2 vont continuer bon train au XXIe siècle. On peut rester les bras croisés en répétant "je vous l'avais bien dit", on peut sans doute un temps faire semblant de ne rien voir et attribuer ça à la variabilité du climat mais on peut aussi rechercher des techniques permettant de rééllement lutter contre le réchauffement.

Certaines ont déjà été étudiées avec plus ou moins de succés, en fait plutôt moins que plus.

Pour aider à démarrer le débat (si ça intéresse quelqu'un) je donne quelques pistes:

puisque la cause du réchauffement, c'est l'augmentation des GES, comment les piéger naturellement (via la biosphère océanique par exemple) ou artificiellement (par séquestration)?

puisque c'est aussi une modification du bilan radiatif de la planète, comment le modifier en sens inverse (en ajoutant des aérosols non absorbants pour réfléchir la lumière du soleil par exemple)?

Et, surtout, quels sont la praticabilité de la chose, les risques et les limitations ?

A bientôt de vous lire

[moijdikssékool]

en ajoutant des aérosols non absorbants pour réfléchir la lumière du soleil par exemple

-on avait calculé que les routes qui parcourent le monde(30Mkm), si elles étaient en bitume et d'une largeur moyenne de 4ou6mètres 'fabriquent' autant de chaleur que les énergies libérées par l'homme. On pourraient les fabriquer en béton, béton qu'il faut fabriquer autrement qu'avec des énergies fossiles. L'effet radiatif est-il négligeable?
-Les villes ont, à première vue (d'avion), un albédo plus important que le sol qu'elles recouvrent
-Il faut aussi prendre en compte l'albédo des surfaces de culture (faudrait-il mange plus de blé?)

Et, surtout, quels sont la praticabilité de la chose, les risques et les limitations ?

Il faut donc se rendre compte que, si l'on pouvait modifier l'albédo terrestre, les surfaces terrestres utilisées par l'homme seraient soit insuffisantes ou d'effet peu significatifs (les routes) ou difficilement modifiables (les villes qui augmentent déjà l'albédo; les sols cultivés, sauf si l'on modifiait significativement notre alimentation)
surtout si l'on voulait utiliser des panneaux solaires sur tous les toits pour avoir un impact significatif sur la conso des énergies fossiles, panneaux qui ont tendance à absorber d'avantage d'énergie solaire
quant à la déforestation de forêts primitives, à croire qu'elle est devenue nécessaire (elle ne piège paraît-il pas de CO2 et le sol libéré est plus clair). Une déforestation serait un moyen pas cher de modification de l'albédo... Mais j'ai du mal à imaginer une déforestation plus rapide que celle d'aujourd'hui

Ensuite, vu qu'une modification significative d'albédo risque de coûter cher, il est peut-être plus intéressant d'injecter des thunes dans les moyens alternatifs aux énergies fossiles

le sahara fait un peu moins de 2% des surfaces terretres. Si on doublait son albédo (en gros en le recouvrant de blanc soit une réflection de 400*0.65-400*0.2 = 180w sur 9Mkm²), on compenserait les effets anthropiques des gaz à effets de serre

[domlefebvre]

Attention, il ne faut pas confondre la modification de l'albédo terrestre et l'albédo de l'atmosphère. Les aérosols dispersés dans les nuages (de préférence au sommet des nuages) modifient l'albédo de l'atmosphère.

Quant à la remarque: "Ensuite, vu qu'une modification significative d'albédo risque de coûter cher, il est peut-être plus intéressant d'injecter des thunes dans les moyens alternatifs aux énergies fossiles" je ne vois pas trop le rapport avec le sujet du fil qui concerne l'ingénierie climatique. C'est un peu comme si l'on disait qu'il est préférable de dépenser l'argent de la recherche sur le SIDA à acheter des préservatifs.

[yves25]

Envoyé par moijdikssékool

-on avait calculé que les routes qui parcourent le monde(30Mkm), si elles étaient en bitume et d'une largeur moyenne de 4ou6mètres 'fabriquent' autant de chaleur que les énergies libérées par l'homme. On pourraient les fabriquer en béton, béton qu'il faut fabriquer autrement qu'avec des énergies fossiles. L'effet radiatif est-il négligeable?

Si je me souviens bien de cette discussion, on arrivait à qq chose comme 0,1 W/m2 de frorçage. Pour simplement annuler le forçage actuel des GES il faudrait 2,5 à 3 W/m2. On est donc bien loin du compte.

le sahara fait un peu moins de 2% des surfaces terretres. Si on doublait son albédo (en gros en le recouvrant de blanc soit une réflection de 400*0.65-400*0.2 = 180w sur 9Mkm²), on compenserait les effets anthropiques des gaz à effets de serre

ce n'est évidemment pas réalisable. Ensuite, l'albédo des deserts étant souvent déjà assez élevé, ce n'est pas bien rentable.

Domlefebre donne une direction à priori intéressante: les nuages sont les principaux modulateurs du rayonnement, on peut donc penser qu'on pourrait s'en servir comme d'un levier en quenque sorte. En en modufiant les propriétés radiatives, les rendre plus réfléchissants. En fait, on l'a sans doute en partie fait et .....sans le faire exprès en produisant des aérosols à partir du SO2 des combustions de pétrole et charbon.

[mariposa]

Envoyé par yves25

Domlefebre donne une direction à priori intéressante: les nuages sont les principaux modulateurs du rayonnement, on peut donc penser qu'on pourrait s'en servir comme d'un levier en quenque sorte. En en modufiant les propriétés radiatives, les rendre plus réfléchissants. En fait, on l'a sans doute en partie fait et .....sans le faire exprès en produisant des aérosols à partir du SO2 des combustions de pétrole et charbon.

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Cela ne serait-il pas un jeu dangereux qur d'introduire intentionnellement des aérosols dans l'atmosphère? Il faudrait prouver que ceux-ci ne sont pas dangereux pour la santé et notamment pour le système respiratoire.
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Cette idée ressemble à l'idée de fertiliser les océans avec du fer pour augmenter la vitesse de capture du CO2.
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L'dée du piègage à la source du CO2 avec réinjection dans les couches profondes me paraissent plus crédibles.

[DonPanic]

Envoyé par yves25

(...)puisque la cause du réchauffement, c'est l'augmentation des GES, comment les piéger naturellement (via la biosphère océanique par exemple) ou artificiellement (par séquestration)?
puisque c'est aussi une modification du bilan radiatif de la planète, comment le modifier en sens inverse (en ajoutant des aérosols non absorbants pour réfléchir la lumière du soleil par exemple)?

Une forêt, ou un hectare de plantes idoines, ça convertit quel pourcentage de l'énergie solaire reçue pour ses besoins de photosynthèse ?
Normalement, ce pourcentage est à soustraire dans un bilan radiatif... non ?

[sterfil]

Envoyé par DonPanic

Une forêt, ou un hectare de plantes idoines, ça convertit quel pourcentage de l'énergie solaire reçue pour ses besoins de photosynthèse ?
Normalement, ce pourcentage est à soustraire dans un bilan radiatif... non ?

J'ai lu, mais n'ai pas gardé le doc en mémoire que la photosynthèse représentait environ 2,5% de l'énergie solaire reçue au sol, elle même moins de la moitié de l'énergie reçue du soleil.
mais je crois que c'est assez difficile à chiffrer, car l'essentiel se fait dans les océans.

[mariposa]

Envoyé par DonPanic

Une forêt, ou un hectare de plantes idoines, ça convertit quel pourcentage de l'énergie solaire reçue pour ses besoins de photosynthèse ?
Normalement, ce pourcentage est à soustraire dans un bilan radiatif... non ?

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Il est a mon avis complétement intégré dans l 'albedo effectif moyen de la surface de la Terre, cad dans les 392 W/m2.
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Sur les 392 W/m2 il y a 158 W/m2 abosbés par le rayonnement directe (après traversée de l'atmosphère). Si dans cette voie directe si on se focalisent sur les longueurs d'onde associées à la photosynthèse on aura par exemple 30W/M2 (je n'ai pas de valeurs donc elles est inventée pour les besoins de ma démonsration). Si donc on augmente la couverte végétale cette valeur de 30W augmentera.
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Au bilan la croissance de la partie végétale aura absorbée une quantité de Carbone (donc de CO2) qui diminue l'effet de serre mais avec un facteur dans le sens contraire qui est l'augmentation de l'albedo terrestre. A vue de nez je pense que c'est l'effet de diminution de cO2 qui l'emportera.

[mariposa]

Envoyé par sterfil

J'ai lu, mais n'ai pas gardé le doc en mémoire que la photosynthèse représentait environ 2,5% de l'énergie solaire reçue au sol, elle même moins de la moitié de l'énergie reçue du soleil.
mais je crois que c'est assez difficile à chiffrer, car l'essentiel se fait dans les océans.

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Merci pour ton chiffre. Dans ce cas les 30W/m2 que j'ai imaginé (post #8) valent 2.5% de 158 W/m2 soient 4 W/m2

[yves25]

Pour Mariposa

On raffine le soufre dans l'essence, justement à cause des émissions de SO2. Puisque la transformation gaz-particules se fait par l'oxydation du SO2, on arrive à H2SO4, comme, c'est un composant hydrophile, il se forme des agrégats puis des micro gouttes . Ce sont les aérosols en question. Du coup, il y évidemment une acidification supplémentaire des pluies qui sont dèjà naturellement acides. C'était l'histoire des pluies acides rendues responsables de tous les dégâts das les forêts allemandes et scandinaves plus les Vosges. Le SO2 provenait essentiellement d'Europe de l'Est.

Bon, après ça, on s'est aperçu dans les Vosges que la cause essentielle était, en fait, la sécheresse de 76; les pluies acides ne faisant qu'ajouter un stress suppémentaire sur une plante affaiblie. Je ne sais pas ce qu'il en est pour les forêts scandinaves. De toutes façons, le SO2, c'est pas excellent pour les poumons mais comme la durée du cycle est de l'orde de 15 jours, il n'y a pas de déplacement considérable: en gros, le SO2 puis les aérosols ne s'éloignent pas trop des sources (on parle quand même de 1000 ou 2000km). On pourrait peut être imaginer de positionner les sources au milieu des océans. Comme il n'y a guère que 10% de l'eau évaporée au dessus des océans qui arrive au dessus des continents, le pb serait bien réduit. On pourrait même s'arranger pour faire ça dans des régions où les précipitations sont intenses de façon à raccourcir le cycle. Evidemment, on continue à faire des océans une grande poubelle: comme le CO2 y augmente, l'océan s'acidifie, y ajouter encore du H2SO4 n'est peut être pas très souhaitable mais il faudra peut être choisir entre les baleines et nous et le choix sera vite fait, je pense.

Por DomPanic: Mariposa a raison, c'est intégré dans le bilan. Donc, ça ne change rien. Par contre,les forêts en développement piègent du CO2, pas les forêts en équilibre. Paraît qu'elles émettent du CH4 mais ça, ça reste à quantifier correctement ce n'est pas encore le cas mais le pb est posé.

Pur Mariposa: l'effet de la végétation est le plus souvent de diminuer l'albédo par rapport aux surfaces arrides . Pas par rapport à un bon limon bien sûr mais dans ce cas, on y fait certainement déjà pousser queque chose ou sinon la nature s'en est chargée.
Le piégeage du CO2, lui, n'est efficace que si on récolte. Maintenant, tout dépend de ce qu'on cultive: le colza est pas mal quand il est en fleur...et en plus il peut servir à faires des huiles végétales et du pétrole vert. Mais il est pas en fleur touit le temps. En fait, il y aussi une question de synchronisation: le mieux serait qq chose qui fleurit jaune au moment du maximum d'ensoleillement. Bah....le tournesol, non? Qu'on me corrige si je me trompe. Par contre côté albédo, c'est moins bon que le colza mais c'est au bon moment.

[yves25]

Envoyé par domlefebvre

Attention, il ne faut pas confondre la modification de l'albédo terrestre et l'albédo de l'atmosphère. Les aérosols dispersés dans les nuages (de préférence au sommet des nuages) modifient l'albédo de l'atmosphère.

Je n'avais pas fait trop attention mais, non, il n'est ni nécessaire ni souhaitable d'ensemencer les nuages avec des aérosols. En fait ça marcherait pas et on obtiendrait l'effet contraire. Les nuages se forment exclusivement par condensation autour de particules préexistantes. S'il y a plus de particules (de bonnes dimensions et hygrophiles), il y a plus de gouttes pour une même quantité d'eau à condenser.
Or la diffusion de la lumière par les gouttes est fonction de la surface exposée à la lumière. Plus cette surface est grande , plus grande est la diffusion et donc l'albédo des nuages. Or un tas de petites gouttes , ça offre une surface plus grande qu'un grosse.
En outre, si les gouttes sont plus petites, elles restent plus facilement en l'air et le nuage dure plus longtemps, c'est tout bénef pour l'albédo.

Donc le moyen, c'est d'émettre un gaz qui se transforme en micro particules, le SO2 est un excellent candidat, c'est pas forcément le seul. J'ai bien peur, par contre qu'on passe obligatoirement par H2SO4 mais on peut peut être trouver qq chose de moins dangereux.

[domlefebvre]

C'est très juste. Donc on cherche à produire des nuages de basse altitude, dont la phase liquide soit composée de gouttes nombreuses et de petite taille. Il faudrait d'ailleurs déterminer le diamètre optimum pour garantir la durée maximum de stationnarité dans l'atmosphère et la "tyndallisation" maximum. Ce sont ces caractéristiques qui dicteraient le choix de l'aérosol.
Je suis d'accord pour oublier SO2, de triste mémoire et plutôt nocif à la végétation. Pour répondre à mariposa, je ne suis pas sur que nous poumons soient directement concernés...

[yves25]

Il est tout à fait possible sinon probable que le retard à l'allumage du réchauffement soit attribuable à cet effet.
En particulier, "ma crosse de hockey", cad le replat des années 40 à 70.

[moijdikssékool]

l'albédo des deserts étant souvent déjà assez élevé, ce n'est pas bien rentable

apparemment, non:
http://www.educnet.education.fr/obte...eme/albedo.htm. Bien sûr, je ne pense pas que la chose soit faisable, c'était pour donner un ordre de grandeur

C'est un peu comme si l'on disait qu'il est préférable de dépenser l'argent de la recherche sur le SIDA à acheter des préservatifs

c'est ce que je dis, il reviendrait peut-être moins cher de trouver des moyens alternatifs aux énergies fossiles. Mais, comme tu le fais justement remarquer, on préferre riquer de se déverser sur la tête de l'acide sulfurique (pour comparaison avec le sida, la trithérapie) que de modifier un tant soit peu sa frénésie de consommation des énergies fossiles (pour comparaison avec le sida, le préservatif). Et perso, ca me ferait chier de payer pour réparer des dégâts que je m'efforce d'éviter (même si c'est pas évident). Et, tout comme le préservatif n'est pas le seul moyen pour éviter le sida, il existe un tas de moyens pour limiter ces émissions (efforts persos, taxes...). C'est toujours le même problème: mieux vaut prévenir que guérir

Si je me souviens bien de cette discussion, on arrivait à qq chose comme 0,1 W/m2 de frorçage. Pour simplement annuler le forçage actuel des GES il faudrait 2,5 à 3 W/m2. On est donc bien loin du compte

oui, j'ai dit que s'attaquer à l'albédo via les surfaces au sol déjà utilisées par l'homme n'entraîneront pas de modifications importantes

vu le lien du haut, des nuages sont environ 4 fois plus réfléchissants que l'eau d'océan qu'ils recouvrent, c'est à dire que ce serait 2 fois plus efficace que de recouvrir le Sahara de blanc. La surface à 'nuager' en permanence serait donc de moitié, soit 4.5Mkm². Ca risque pas de faire beaucoup d'acide sulfurique?

[Tenacatita]

Envoyé par yves25

Il y a beaucoup de discussions autour du changement climatique. On s'y perd un peu peut être. Pourtant, pour éviter les disgressions, je voudrais ouvrir une discusion sur un aspect bien particulier. Aux modérateurs de me renvoyer dans mes buts éventuellement.

Admettons comme point de départ de cette discussion que le réchauffement est en cours, qu'il est essentiellement dû à l'activité humaine et que les émissions de CO2 vont continuer bon train au XXIe siècle. On peut rester les bras croisés en répétant "je vous l'avais bien dit", on peut sans doute un temps faire semblant de ne rien voir et attribuer ça à la variabilité du climat mais on peut aussi rechercher des techniques permettant de rééllement lutter contre le réchauffement.

Certaines ont déjà été étudiées avec plus ou moins de succés, en fait plutôt moins que plus.

Pour aider à démarrer le débat (si ça intéresse quelqu'un) je donne quelques pistes:

puisque la cause du réchauffement, c'est l'augmentation des GES, comment les piéger naturellement (via la biosphère océanique par exemple) ou artificiellement (par séquestration)?

puisque c'est aussi une modification du bilan radiatif de la planète, comment le modifier en sens inverse (en ajoutant des aérosols non absorbants pour réfléchir la lumière du soleil par exemple)?

Et, surtout, quels sont la praticabilité de la chose, les risques et les limitations ?

A bientôt de vous lire

Bonjour,

La problématique est à mon sens mal posée : tu proposes d'agir sur en aval (séquestration du carbone etc.) alors qu'il faut agir en amont (réduire drastiquement nos émisssions de GES). Lorsque le robinet d'une baignoire fuit, je prèfère couper le robinet que d'évacuer l'eau (qui coule en permanence) vers d'autres baignoires. Toutes les stratégies de séquestration sont des rustines non durables. Concentrons nous sur les vraies solutions : les technologies vraiment propres et avant tout la sobriété énergétique. En ce qui concerne une action au niveau albedo, arrêtons le massacre : nous avons déjà fait assez de dégâts comme cela, la terre n'est pas un jouet et ne nous appartient pas.

@+

[yves25]

Envoyé par Tenacatita

Bonjour,

La problématique est à mon sens mal posée : tu proposes d'agir sur en aval (séquestration du carbone etc.) alors qu'il faut agir en amont (réduire drastiquement nos émisssions de GES). Lorsque le robinet d'une baignoire fuit, je prèfère couper le robinet que d'évacuer l'eau (qui coule en permanence) vers d'autres baignoires. Toutes les stratégies de séquestration sont des rustines non durables. Concentrons nous sur les vraies solutions : les technologies vraiment propres et avant tout la sobriété énergétique.

@+

Je ne conteste pas ton analyse. Je propose simplement de discuter sur les méthodes que l'on pourrait peut être utiliser dans le cas qui me semble malheureusement fort probable où on n'aurait pas réussi à fermer le robinet à temps.

En ce qui concerne une action au niveau albedo, arrêtons le massacre : nous avons déjà fait assez de dégâts comme cela, la terre n'est pas un jouet et ne nous appartient pas.

Je ne pose pas de question idéologique ici. Ce n'est pas le lieu. Pour ça, mieux vaut aller essayer de convaincre les acteurs économiques et plus généralement les consommateurs d'une part et les crève la faim des pays en développement d'autre part

[yves25]

Bonjour

Envoyé par moijdikssékool

apparemment, non:
http://www.educnet.education.fr/obte...eme/albedo.htm. Bien sûr, je ne pense pas que la chose soit faisable, c'était pour donner un ordre de grandeur

Ta référence, sauf erreur, représente l'albédo de la planète, cad nuages inclus (regarde les pertirbations des 50e rugissants) , ce n'est donc pas pertinent. Ce qui compte en la matière, c'est l'albédo de surface or les déserts sont après les surfaces enneigées, les surfaces les plus réfléchissantes de la planète.

vu le lien du haut, des nuages sont environ 4 fois plus réfléchissants que l'eau d'océan qu'ils recouvrent, c'est à dire que ce serait 2 fois plus efficace que de recouvrir le Sahara de blanc. La surface à 'nuager' en permanence serait donc de moitié, soit 4.5Mkm². Ca risque pas de faire beaucoup d'acide sulfurique?

Même remarque: l'albédo des océans n'est pas débarassé des nuages permanents (voir en particulier les structures de stratocumulus au large de l'Angola, du Pérou etc). Sans nuages, l'albédo de la mer est inférieur à 10% , typiquement de l'ordre de 0,06. Celui des nuages varie de 20 à 80% suivant le type de nuages.

Ce qui complique l'affaire c'est que les nuages ont aussi un effet de serre très efficace, plus ils sont hauts et froids, plus cet effet de serre est grand. Il faut donc en rester aux nuages bas et particulièrement au dessus de la mer puisque c'est là que le contraste d'albédo est le plus élevé.

On peut aussi essayer de favoriser les blooms de phytoplancton qui augmentent brutalement l'albédo des océans (les cocolytophores qui sont très blancs)

[moijdikssékool]

Ta référence, sauf erreur, représente l'albédo de la planète, cad nuages inclus

je vois mal l'intérêt de supprimer les nuages pour estimer l'albédo du sahara. Si on le repeint en blanc ou non, les nuages seront là. Il faut considérer l'albédo moyen du sahara et non celui d'une parcelle de sable sans nuages

Même remarque: l'albédo des océans n'est pas débarassé des nuages permanents (voir en particulier les structures de stratocumulus au large de l'Angola, du Pérou etc). Sans nuages, l'albédo de la mer est inférieur à 10% , typiquement de l'ordre de 0,06. Celui des nuages varie de 20 à 80% suivant le type de nuages

même remarque: si l'on veut ajouter des nuages, il faudra tenir compte de la présence de nuages déjà présents. Il faut partir de l'état d'équilibre (actuellement, comme le présente la photo du lien) et non d'un état imaginaire (sans nuages avec des albédos très faibles au niveau des océans et assez élevés sur le sahara)

Ce qui complique l'affaire c'est que les nuages ont aussi un effet de serre très efficace, plus ils sont hauts et froids

il faudrait qu'ils se forment dans la journée et qu'ils déversent leur eau avant la tombée de la nuit. Mais là, pour avoir une zone permanente de 4.5Mkm² de nuages, il faudrait énormément d'acide sulfurique