Effet de serre CO2 absorbance et rechauffement

[invitedf02ee97]

Bonjour

Je suis arrivé ici en googlant et ceci est mon premier post .
Pour me situer , je suis physicien et actif en QFT (Quantum Field Theory).
Pendant longtemps j'ai suivi ces histoires climatiques d'un oeil assez distrait et plutot en citoyen , notamment à travers Kyoto qui m'a toujours semblé une belle bêtise économique .
Néanmoins ce qui me laissait un certain malaise était cette espèce d'hystérie avec laquelle les médias et certains scientifiques se précipitaient pour "lyncher" toute personne dès qu'elle exprimait une opinion contraire à la thèse politiquement correcte du RC antropique .
Puis j'ai vu le brûlot d'Al Gore et devant tant d'inepties scientifiques qui semblaient être applaudies par le public (il a même eu un prix Nobel !) , je me suis intéressé au sujet lui même plus en profondeur .

Pour le thème de ce fil j'ai 2 commentaires .

1) Le climat chaotique
=================
L'excellent article de M. Revault d'Allones cité ici dit l'essentiel .
Les équations de Navier Stokes et la turbulence sont chaotiques et conduisent à une imprédictibilité structurelle à toute échelle spatio temporelle .
Il y a un papier de Ruelle et Takens très connu qui prouve que la turbulence est chaotique dans un cas général .
Ceci n'est bien sûr une surprise pour personne qui regarde les prévisions météo .
Un peu comme le principe d'incertitude de Heisenberg , la nature chaotique de la turbulence interdit toute prédictibilité exacte de la dynamique de l'atmosphère (hydrosphère d'ailleurs également) .
Or le climat étant défini comme une moyenne temporelle des paramètres dynamiques du système , peut-il etre prédictible ?

Ce problème est analogue au RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes) où on cherche précisément à contourner la difficulté de N-S en remplaçant les variables exactes par la somme de leur moyenne temporelle et d'une fluctuation (aléatoire ou pas) .
Comme le dit M.Rd'A , le problème ne se simplifie pas - au contraire il empire .
Il y a apparition d'une grandeur tensorielle (6 variables supplémentaires) qu'on ne sait pas bien interpréter physiquement et pour lesquelles il n'y a de toute façon pas 6 équations supplémentaires .
Le problème est donc non seulement insoluble dans un cas général mais le comportement demeure chaotique - la moyenne temporelle a uniquement filtré arbitrairement les ondes de haute fréquence lesquelles sont de toute façon revenues via le tenseur de Reynolds .

Peut-on s'asseoir dessus et faire comme si N-S n'existait pas ?
Bien sûr que non car N-S non seulement contraint les évolutions du système en interdisant certaines trajectoires mais il gouverne la dissipation d'énergie (le comment mais aussi le combien) ce qui empêche d'utiliser p.ex la conservation d'énergie seule pour essayer de trouver un état final sans connaitre la trajectoire .
Cela a été déjà mentionné ici - le climat aux échelles temporelles qui nous intéressent est probablement beaucoup plus influencé par des phénomènes pseudo périodiques ENSO , NAO etc dont les interactions non linéaires dominent les transferts d'énergie à ces échelles .
J'ai lu parfois un argument bizarre que "les phénomènes multidécadaux ne comptent pas puisque ce ne sont que des modalités de redistribution /transfert d'énergie ."
Avec un tel argument "l'effet de serre" n'existerait pas non plus

Last but not least - le climat étant sans doute chaotique , peut-on dire quelque chose sur son attracteur pour au moins situer sa topologie dans l'espace des phases ?
Hélas non .
D'une part il n'y a aucune étude dans cette direction , les gens préférant apparemment engouffrer des milliards dans des ordinateurs qui n'ont encore jamais rien inventé .
Ensuite il y a un gros hic technique - on ne connait pas le système d'équations qui gouvernent le climat et la structure d'un attracteur (en fait ici il y en aura probablement plusieurs) est très mal accessible aux méthodes stochastiques puisque le chaos déterministe n'est pas équivalent à un phénomène aléatoire (cf coefficients de Hurst) .

Transfert radiatif
=============
Je ne me suis pas encore assez familiarisé avec la théorie classique de la thermodynamique radiative même si je doute qu'elle soit bien pertinente dans un domaine complètement dominé par MQ .
Mais je suis surpris de voir qu'il y a 2 phénomènes dont on ne semble jamais parler .

1) N2 et O2 absorbent dans l'infrarouge . Cela est dû aux collisions qui induisent un moment dipolaire et quadripolaire . C'est dans l'infrarouge plus lointain donc il se peut que cela ait un impact faible . Encore faudrait il le montrer .

2) Aux températures où on est , les molécules de CO2 sont en gros dans leur état fondamental . C'est pour cela d'ailleurs qu'on néglige l'émission stimulée . Celles qui sont vibrationnellement excitées sont (en petit nombre) surtout dans le mode bending qui est triplement dégénéré .
Ce mode correspond à la bande de 15µ .
La section efficace d'absorption pour ce mode est élevée tout comme le nombre de molécules de CO2 comparées au nombre de photons 15 µ donc tout photon à 15 µ qui passe est absorbé .
Le temps de relaxation est élevé par rapport au temps moyen entre collisions donc ces photons ne sont pratiquement jamais réémis ce que montre bien le spectre avec une extinction totale autour des 15µ dès les 1ers mètres .
Où est donc passée cette énergie puisqu'il faut bien que la proportion des molécules excitées reste constante à l'équilibre ?
Cette énergie a été en fait transférée collisionnellement aux autres molécules donc essentiellement N2 et O2 .
Or la seule chose que ces autres molécules peuvent en faire est de la rerayonner thermiquement puisqu'elles n'ont pas de bande d'émission .
Alors finalement notre photon de 15µ s'est trouvé "étalé" sur N molécules ayant subi des collisions et rayonné sur tout le spectre continu selon la loi de Planck .
Accessoirement cette augmentation d'énergie de la masse des gaz conduit à la convection mais je reste dans du purement radiatif pour l'instant .
Le hic , et j'en suis là , c'est que je ne vois pas du tout d'où vient cette formule non MQ qui donnerait une dépendence logarithmique à la concentration de CO2 .
Il me semblerait plutot que tout photon à 15µ devrait disparaitre assez rapidement du paysage au fur et à mesure qu'on monte ce qui fait que tout CO2 qui est en altitude devient transparent au rayonnement qui serait par définition en dehors de ses bandes d'absorption .
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[yves25]

Bonjour

Je suis arrivé ici en googlant et ceci est mon premier post .
Pour me situer , je suis physicien et actif en QFT (Quantum Field Theory).
Pendant longtemps j'ai suivi ces histoires climatiques d'un oeil assez distrait et plutot en citoyen , notamment à travers Kyoto qui m'a toujours semblé une belle bêtise économique .
Néanmoins ce qui me laissait un certain malaise était cette espèce d'hystérie avec laquelle les médias et certains scientifiques se précipitaient pour "lyncher" toute personne dès qu'elle exprimait une opinion contraire à la thèse politiquement correcte du RC antropique .
Puis j'ai vu le brûlot d'Al Gore et devant tant d'inepties scientifiques qui semblaient être applaudies par le public (il a même eu un prix Nobel !) , je me suis intéressé au sujet lui même plus en profondeur .

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Bienvenue sur FS

Votre "brulôt" à vous, s'adresse à plusieurs sujets .


A votre introduction d'abord:
Le climat est un domaine dans lequel tout le monde a son mot à dire et tout le monde le dit haut et fort de mon boulaner au fermier du coin et peu importe la compétence particulière. Ceci est vrai depuis très longtemps, après tout le temps est un des sujets de conversation préférés. C'est encore plus vrai évidemment depuis qu'il apparaît qu'il est probable que l'activité humaine finit bine par avoir une influence sur ce dit climat et ceci commen,ce à devenir sérieux quand ce qui est en cause , c'est le mode de vie même de nos sociétes.

Pas de quoi être étonné de l'âpreté des débats.

Vous dîtes travailler en théorie quantique des champs. Vous ne risquez pas grande intervention dans votre domaine . Dans le mien (la physique du climat), tout le monde débarque en oubliant , au passage, l'humilité scientifique qui consiste à se dire que les questions auxquelles on pense ont peut être déjà été soulevées depuis bien longtemps.

Peut être cela tient ils au teme même de "climatologue" qui rime avec bobologue. Cela fait 50 ans et plus que la recherche sur le climat n'est plus l'apanage des géographes mais est devenue celle des physiciens.

Cela fait plus de 50 ans aussi que la NSF, la NASA, le Department of Energy , la Defense aux US, le NRC en GB, le CNRS en France ont mis enplace tous les programmes permettant les échanges entre spécialistes du climat et spécialistes de la turbulence bi et tri dimensionnelle, la Physique de Base (l'ex Département MPB du CNRS etc..) Nous ne sommes donc pas isolés dans notre tour d'ivoire.

Parler de "politiquement correct" à propos de travaux dont les conclusions ont d'abord été rejetées puis minimisées pendant 30 ans montre que vous avez du sujet une vue , disons, fragmentaire.

Ensuite que les médias amplifient les propos des uns et des autres est chose habituelle et ne devrait surprendre personne.

[yves25]

Bonjour


1) Le climat chaotique
=================

De quel article parlez vous? (peer reviewed? ou blogosphère?)
Ne mettons pas le chos à toutes les sauces: un système quel qu'il soit est régi par les entrées et les sorties d'énergie. S'il sort moins d'énergie qu'il n'en rentre, il se réchauffe.

C'est tout bête mais c'est ainsi: un système est commandé par les contraintes qui lui sont appliquées. Je vous signale d'ailleurs que Revaul d'Allones lui même le souligne (si on parle bien de la même chose)

Ensuite, ce que RA ne dit pas c'est que les systèmes à très grand nombre de degrés de liberté ne se comportent plus du tout de la m^me manière et s'organisent:

voyez donc Robert et Sommeria (J of Fluid Mechanics, 1991) par exemple ou
R. Robert, C. Rosier, Non linear Processes in Geophysics, n° 8, pp. 55-67, 2001.


Voyez aussi ce que donnent les prévisions d'ensemble en météo.

Même la limite de prévisibilité météorologique de Lorenz est , en fait, remise en cause: il existe une (faible mais significative) prédicibilité du temps météorologique à long terme .

Mais ici, nous ne parlons pas du temps météo mais du climat, de l'enveloppe en qq sorte et pas de ce qui se passe à l'intérieur.

[yves25]

Transfert radiatif
=============

1) N2 et O2 absorbent dans l'infrarouge . Cela est dû aux collisions qui induisent un moment dipolaire et quadripolaire . C'est dans l'infrarouge plus lointain donc il se peut que cela ait un impact faible . Encore faudrait il le montrer .

Les modèles de transfert radiatif de référence (line by line) incluent les bases de données spectroscopiques complètes. Cherchez HITRAN par exemple.

2) Aux températures où on est , les molécules de CO2 sont en gros dans leur état fondamental . C'est pour cela d'ailleurs qu'on néglige l'émission stimulée .


Celles qui sont vibrationnellement excitées sont (en petit nombre) surtout dans le mode bending qui est triplement dégénéré .
Ce mode correspond à la bande de 15µ .
La section efficace d'absorption pour ce mode est élevée tout comme le nombre de molécules de CO2 comparées au nombre de photons 15 µ donc tout photon à 15 µ qui passe est absorbé .
Le temps de relaxation est élevé par rapport au temps moyen entre collisions donc ces photons ne sont pratiquement jamais réémis ce que montre bien le spectre avec une extinction totale autour des 15µ dès les 1ers mètres .
Où est donc passée cette énergie puisqu'il faut bien que la proportion des molécules excitées reste constante à l'équilibre ?
Cette énergie a été en fait transférée collisionnellement aux autres molécules donc essentiellement N2 et O2 .
Or la seule chose que ces autres molécules peuvent en faire est de la rerayonner thermiquement puisqu'elles n'ont pas de bande d'émission .
Alors finalement notre photon de 15µ s'est trouvé "étalé" sur N molécules ayant subi des collisions et rayonné sur tout le spectre continu selon la loi de Planck .

Ce que vous décrivez est la thermalisation me semble t il. L'énergie radiative est transformée en chaleur mais vous devriez relire les premières pages de cette discussion.

Accessoirement cette augmentation d'énergie de la masse des gaz conduit à la convection mais je reste dans du purement radiatif pour l'instant .
Le hic , et j'en suis là , c'est que je ne vois pas du tout d'où vient cette formule non MQ qui donnerait une dépendence logarithmique à la concentration de CO2 .
Il me semblerait plutot que tout photon à 15µ devrait disparaitre assez rapidement du paysage au fur et à mesure qu'on monte ce qui fait que tout CO2 qui est en altitude devient transparent au rayonnement qui serait par définition en dehors de ses bandes d'absorption .

Qui dit le contraire?
relisez mes réponses ià irisette svp.
Il s'agit d'un simple fit numérique.

[invite8915d466]

On peut etre brillant en QFT et ne pas maîtriser le transfert radiatif effectivement .

Il n'y a aucun gain d'énergie local de l'atmosphère à l'état stationnaire : les photons sont absorbés et réémis, la population des niveaux est stationnaire (ETL imposant des conditions sur les coefficients d'Einstein). Le flux intégré sur la surface sphérique S(r) est constant , donc le flux est à divergence nulle et il n'y a pas d'accumulation dans l'atmosphère.
Neanmoins pour que le flux existe, il faut un gradient de température, et plus l'atmosphère est épaisse optiquement, plus le gradient est important (comme une couverture plus isolante). Pour le même flux extérieur émis par les hautes couches de l'atmopshère, toute chose égale par ailleurs (donc sans rétroaction), la température au sol augmente, c'est tout.
c'est bien compris depuis longtemps et ce n'est surement pas là qu'il y a des problèmes.

je n'ai pas trop regardé le détail, mais la dépendance logarithmique par rapport au CO2 me parait justement lié à la saturation des raies : ce qui augmente avec la concentration, c'est la largeur de ces raies par les "ailes" ce qui doit raisonnablement donner une dépendance logarithmique de l'opacité en fonction de [CO2].

Pour la turbulence, on peut en général la renormaliser en introduisant des coefficients dissipatifs "anormaux" (viscosité, conduction thermique) qui régularisent les solutions NS. Le calcul théorique de ces coefficients est certes très complexe et en pratique impossible, mais je ne suis pas choqué par le fait de les normalisés sur les données passées.

Tout ceci dit, je suis assez d'accord qu'il faut rester prudent sur les modèles, la part de CO2 et la part de fluctuations naturelles aléatoires dans l'augmentation de température actuelle ne me parait pas démontrée très clairement...

[yves25]

Tout ceci dit, je suis assez d'accord qu'il faut rester prudent sur les modèles, la part de CO2 et la part de fluctuations naturelles aléatoires dans l'augmentation de température actuelle ne me parait pas démontrée très clairement...

Il ya le certain, le probable et le moins sûr

certains:

1 l'effet de serre est une isolant, augmenter l'isolation sans diminuer le chauffage conduit à un réchauffement

2 l'augmentation de la concentration en CO2

3 le réchauffement lui même

4 une partie du réchauffement actuel est forcément dûe à l'augmentation de la concentration en CO2

5 sans rétroaction négative importante (voir la discussion là dessus), le réchauffement est inéluctable et sera au minimum mimorum de l'ordre de 1 à 1,5 K sauf arrêt ou diminution drastique des émissions (ça se démontre aisément si on met toutes les rétroactions à zéro).



après cela, en effet, on rentre dans le domaine des faiusceaux de présomptions et calculer précisément les parts relatives des différentes causes naturelles ou non est évidemment délicat.

Mais les 5 points ci dessus ne sont pas discutables

[invite22ca48df]

Finalement, j'ai de nouvelles questions plus vite que je ne l'aurais espéré!

- je comprends bien le principe du forcing radiatif, pas de problème. Mais je ne comprends pas encore totalement la définition que j'ai mise précédemment qui vient de l'IPCC. J'ai lu le dossier dont vous m'avez donné le lien, mais pas encore digéré l'ensemble, et je n'ai pas encore tout relu de ce thread, donc je n'ai pas encore retrouvé la discussions dont vous m'avez parlé.
C'est donc un changement dans la balance énergétique entre l'énergie qui entre et celle qui sort. Mais la définition parle de troposphère, la "porte d'entrée et de sortie" étant la tropopause (en laissant tomber la stratosphère dans un premier temps). Mais il me semble que le phénomène principal dans la troposphère est la convection, et du peu dont je me rapelle de mes cours de physique, le transfer radiatif est négligeable devant le transfer convectif.

Deuxièmement, intuitivement, je me dis, si la troposphère absorbe du rayonnement supplémentaire et se réchauffe, pour évacuer le surplus, il y a juste à ce que les gaz plus chauds montent plus haut, et donc en fait la tropopause se déplace légèrement vers une altitude plus élevée (ce qui irait dans le même sens que "on rajoute dans l'atmosphère des gaz à effet de serre, de la VE en feedback, donc du volume").

Bref, il me semble que la définition ne correspond pas à la réalité (car dans la définition, tout est fixé, alors que dans la réalité, tout bouge). Comme j'imagine que les modèles sont basés sur cette définition, ne serait-ce que pour une simplification des calculs, il y a là pour moi un paradoxe: les modèles utilisés pour "prédire" le climat ne sont pas basés sur la réalité, mais sur une version peut être trop simplifiée pour être valide.

Je dois donc sûrement faire une erreur de raisonnement quelque part, mais où?
Avec quel type de mesures physiques vérifie-t-on la validité d'un modèle (par exemple "prédiction puis vérification de la prédiction", parce que vérifier avec quelque chose qu'on connait, c'est un peu comme deviner les numéros du Lotto après le tirage!)

- Ma deuxième question est en relation avec ce que vous avez dit:

en gros, les caractéristiques de l'atmosphère peuvent être reliées à la température à la surface (c'est une premiere approximation bien entendu) . La paléoclimatologie permet de remonter dans le temps pour ces températures et donc pour les caractéristiques de l'atmosphère.

La température de surface dépend des conditions atmosphérique, et les conditions atmosphériques dépendent de la température de surface. Les deux sont intimement liées si j'ai bien suivi. De plus, en particulier à cause des nuages d'après votre dossier, on ne connait pas encore précisément cette relation.
Donc durant le 20e siècle, on connait la température (d'ailleurs quelle est l'erreur sur la température? du peu que j'ai lu, je trouve des intervalles de confiance et des marges d'erreur, c'est la même chose?), les conditions climatiques, et les taux de gaz à effet de serre. On ne connait pas l' influence des conditions atmosphériques, on calcule par modèle l'influence des GES, (mais voir mon premier point sur ma questions relatif à la définition du forcing radiatif) on mouline le tout dans un modèle, on sort des valeurs de forcing radiatif et peut-être des relations plus précises température-> conditions atmosphérique.
On regarde dans le passé avec la température, on en déduit les conditions atmosphérique à partir des relations qu'on a trouvé avec les mesures actuelles.
Mais on vérifie comment?
C'est un peu comme si on avait une équation avec des paramètre inconnus. On trouve une valeur des paramètres avec les mesures actuelles et on vérifie/utilise ces paramètres pour, j'ai l'impression, prouver que ça marche dans le passé.
Et donc tout correspond bien avec les données obtenues avec le modèle car elles sont trouvées en utilisant le modèle. Comme un serpent qui se mord la queue.
Comment puis-je me sortir de ce deuxième paradoxe?

(vous inquiétez pas si vous pensez que parfois je ne vois pas un nez au milieu d'une figure, ça m'arrive souvent, , merci pour votre temps passé à me répondre depuis le début)

[invite22ca48df]

Avec le peu que je connais, je me permettrais tout de même une légère contestation sur ce dernier point

5 sans rétroaction négative importante (voir la discussion là dessus), le réchauffement est inéluctable et sera au minimum mimorum de l'ordre de 1 à 1,5 K sauf arrêt ou diminution drastique des émissions (ça se démontre aisément si on met toutes les rétroactions à zéro).

Je dirais:

5 sans rétroaction négative importante (voir la discussion là dessus), le réchauffement est inéluctable et sera au minimum, d'après les modèles actuels, de l'ordre de 1 à 1,5 K sauf arrêt ou diminution drastique des émissions (ça se démontre aisément si on met toutes les rétroactions à zéro dans les modèles actuels).

Car ces valeurs proviennent bien de modèles informatiques, non? et comme les modèles sont justement informatiques, il n'inventent rien, il font juste avec ce qu'on leur dit de faire. Or pour qu'ils soient complètement digne de confiance, il faudrait que l'on sache tout sur le climat, les actions et les retroactions. Si c'était vraiment le cas, la question serait tranchée net non?
Comme dans le rapport de l'IPCC, il est dit "very likely" ce n'est donc pas le cas. Il me semble qu'il y a des actions et reactions que l'on quantifie très mal, apparment même l'influence du Soleil (en dehors de l'irradiance directe) est assez peu comprise, surprise que j'en ai été!! (je parlerais de mes questions sur un des tableaux de ce rapport à propos des forcings "connus et moins connus")
Premiérement, le calcul du forcing radiatif dû aux GES, est un calcul simplifié (voir mon problème de définition du forcing radiatif précédemment). Connait-on précisément le spectre d'absorption du CO2 dans les conditions des hautes couches de la troposphère par exemple?
De plus comme les modèles sont ajustées aux données mesurées afin que ça colle, si par exemple il se trouve que le Soleil (ou autre truc) a une influence plus forte que prévue sur le réchauffement, alors ça veut dire que la part de réchauffement du aux GES sera plus faible: si Delta Température = A(influence CO2) + B(influence Soleil), pour le moment en ajustant à la température, on calcule B facilement (irradiance) et on trouve A>B avec les connaissance qu'on a. Si ces connaissances changent et qu'on trouve B1> B
dans Delta Température = A1(influence CO2) + B1(influence Soleil) avec les nouvelles connaissances, alors A1<A et donc il est possible (même si malheureusement les chances semblent maigres, mais j'aime être précise autant faire se peu) que le réchauffement inéluctable puisse être plus faible que 1°C dû aux GES.

Oui je sais, je ne suis pas une grande adepte des "modèle" en général, je me méfie. Il y a toujours des domaines de validité plus ou moins réduit dontcertaines gens oublient de parler car ils ont trop vite tendance à les assimiler à la réalité (je dis ça pour tout type de modèle, pas seulement climatique, mais plus c'est compliqué, et donc déconnecté de la réalité, moins on voit la "déconection". Je dis ça avec ma courte expérience)

[yves25]

Avec le peu que je connais, je me permettrais tout de même une légère contestation sur ce dernier point

Je dirais:

5 sans rétroaction négative importante (voir la discussion là dessus), le réchauffement est inéluctable et sera au minimum, d'après les modèles actuels, de l'ordre de 1 à 1,5 K sauf arrêt ou diminution drastique des émissions (ça se démontre aisément si on met toutes les rétroactions à zéro dans les modèles actuels).

Car ces valeurs proviennent bien de modèles informatiques, non? et comme les modèles sont justement informatiques, il n'inventent rien, il font juste avec ce qu'on leur dit de faire. Or pour qu'ils soient complètement digne de confiance, il faudrait que l'on sache tout sur le climat, les actions et les retroactions.

Non, tu ne m'as pas compris et tu m'as probablement lu trop vite. J'ai bien dit

ça se démontre aisément si on met toutes les rétroactions à zéro

Il n'est plus question de modèle dans ce cas, c'est de la physique toute bête, élémentaire.

On ne va pas refaire ici le débat sur les rétroactions qui a lieu dans une autre discussion
http://forums.futura-sciences.com/thread182014-8.html
mais, pour le moment, on ne connaît pas de rétroaction puissante alors que, par contre, on en connaît de très puissantes qui ont d'ailleurs parfaitement fonctionné lors des glaciations.

J'ai donc précisé qu'il s'agissait de la réponse très simple élémentaire ,minimale ce qui implique que à moins qu'il existe une rétroaction salvatrice puissante et non identifiée, le réchauffement sera au moins de cette quantité
en l'état des modèles, il sera beaucoup plus probablement de l'ordre de 3K, en fait

Le vrai débat est donc celui de la rétroaction négative.

Rien ne t'empêche de faitre un acte de foi, c'est ce que font des tas de gens en se disant que ça s'arrangera bien tout seul mais ne mélange pas les choses.

[yves25]

Finalement, j'ai de nouvelles questions plus vite que je ne l'aurais espéré!

- je comprends bien le principe du forcing radiatif, pas de problème. Mais je ne comprends pas encore totalement la définition que j'ai mise précédemment qui vient de l'IPCC. J'ai lu le dossier dont vous m'avez donné le lien, mais pas encore digéré l'ensemble, et je n'ai pas encore tout relu de ce thread, donc je n'ai pas encore retrouvé la discussions dont vous m'avez parlé.
C'est donc un changement dans la balance énergétique entre l'énergie qui entre et celle qui sort. Mais la définition parle de troposphère, la "porte d'entrée et de sortie" étant la tropopause (en laissant tomber la stratosphère dans un premier temps). Mais il me semble que le phénomène principal dans la troposphère est la convection, et du peu dont je me rapelle de mes cours de physique, le transfer radiatif est négligeable devant le transfer convectif.

Deuxièmement, intuitivement, je me dis, si la troposphère absorbe du rayonnement supplémentaire et se réchauffe, pour évacuer le surplus, il y a juste à ce que les gaz plus chauds montent plus haut, et donc en fait la tropopause se déplace légèrement vers une altitude plus élevée (ce qui irait dans le même sens que "on rajoute dans l'atmosphère des gaz à effet de serre, de la VE en feedback, donc du volume").

On arrête là pour le moment: il y a trop de questions (qui ont déjà fait l'objet de très nombreuses discusssions) et beaucoup trop de confusion pour essayer de répondre à tout à la fois.

Vous débarquez dans un domaine qui a demandé è des thésards, au minimum une formation de base en M1 plus une formation plus ointue en M2, cad 2 ans avec un cursus qui s'efforce de donner les bases scientifiques. Il ne faut pas rêver, ça ne se fera pas tout seul.

On va donc d'abord répondre à ça parce qu'en fait vous avez une image fausse des modèles et de la façon dont ils fonctionnent. Vous entendez parler de forçage radiatif et vous vous dîtes que c'est ce qui est introduit dans le modèle ou qq chose comme ça. Ce n'est pas vrai.

On utilise cette notion de forçage pour des usages de comparaison (entre les différents GES essentiellement) de discussion mais ils n'apparaissent pas en tant que tels dans les simulations, c'est un sous produit en qq sorte.

Il est évident que lors d'une simulation , les flux convectifs s'ajustent bien entendu. La notion de forçage est là pour préciser la contrainte qui s'appliquent au système. Tout ce qui se passe ensuite est une réponse du système à cette contrainte.

Reprenez la définition que j'en donne , et tant que cela ne sera pas compris , il est peu utile d'aller plus loin.

Si c'est OK, on continue.

[invitedf02ee97]

Vous dîtes travailler en théorie quantique des champs. Vous ne risquez pas grande intervention dans votre domaine . Dans le mien (la physique du climat), tout le monde débarque en oubliant , au passage, l'humilité scientifique qui consiste à se dire que les questions auxquelles on pense ont peut être déjà été soulevées depuis bien longtemps.

Parler de "politiquement correct" à propos de travaux dont les conclusions ont d'abord été rejetées puis minimisées pendant 30 ans montre que vous avez du sujet une vue , disons, fragmentaire.

Eh bien ...
Que d'agressivité et d'affirmation gratuites (n'oublieriez vous pas un peu l'humilité scientifique ?) .
Je ne considère pas vraiment que je "débarque" dans les sujet de l'interaction rayonnement/matière pas plus que je ne "débarque" dans la physique .
En revanche si je "débarque" sur ce site c'est qu'en lisant ce fil il me semblait qu'il était possible d'avoir une discussion sérieuse et constructive sur un sujet qui m'intéresse .
Si ce n'est pas le cas et comme je ne suis pas du tout intéressé par des polémiques , alors je vais vous laisser en effet dans votre "tour d'ivoire" que vous avez mentionnée .

Les modèles de transfert radiatif de référence (line by line) incluent les bases de données spectroscopiques complètes. Cherchez HITRAN par exemple.

Qu'est-ce qui vous fait penser que je ne connais pas Hitran ? Faites moi crédit d'admettre que si j'ai soulevé le point de l'absorption et de l'émission IR de N2 et O2 , c'est que ces bandes ne sont pas dans Hitran . J'en déduis donc (mais je peux avoir tort) que les modèles n'en tiennent pas compte . Il se peut qu'il y ait un papier qui a démontré que l'impact du phénomène sur le transfert radiatif était négligeable mais s'il existe il est bien caché .

Ce que vous décrivez est la thermalisation me semble t il. L'énergie radiative est transformée en chaleur mais vous devriez relire les premières pages de cette discussion.

Faites moi également crédit d'admettre que si je me suis permis d'intervenir , c'est que j'ai lu ce fil et les 1ères pages de cette discussion n'abordent pas ce sujet . J'admets avec toute l'humilité nécesssaire que je n'ai pas fait tourner de modèles de transferts radiatifs mais j'ai lu la documentation de SAMM2 et ce n'est pas (mon) propos .

Ne mettons pas le chos à toutes les sauces: un système quel qu'il soit est régi par les entrées et les sorties d'énergie. S'il sort moins d'énergie qu'il n'en rentre, il se réchauffe.

C'est tout bête mais c'est ainsi: un système est commandé par les contraintes qui lui sont appliquées. Je vous signale d'ailleurs que Revaul d'Allones lui même le souligne (si on parle bien de la même chose)

Non on ne parle pas de la même chose . Quant aux sauces , en effet il faut mettre le chaos déterministe dans celles où il est pertinent , c'est à dire la dynamique des fluides et N-S . Donc dans le climat .
Bien que personne n'ait dit qu'un système qui reçoit plus d'énergie qu'il n'en émet se refroidisse , les systèmes dynamiques sont régis par un peu plus de choses que la conservation d'énergie - c'est bien pour cela que le problème des solutions de N-S n'est toujours pas résolu et ce problème est un peu moins trivial que ce que vous semblez penser .
Je vous suggère de regarder p.ex :

http://www.maths.uwa.edu.au/~kevin/P...07Teixeira.pdf
E. Ott, "Chaos in Dynamical Systems" [Cambridge University Press (1993)]
et bien sur les travaux classiques de Kolmogorov , Ruelle et Takens .
J'ai mentionné R d'A essentiellement puisqu'il a écrit un bon article de synthèse sur le problème de clôture de N-S ce qui n'est pas vraiment un scoop mais mérite d'etre rappelé quand on parle de météo et sa moyenne temporelle le climat .
Le théorie du chaos est bien établie et a fait largement ses preuves . Par conséquent on peut et on doit discuter de son importance pour l'évolution dynamique des systèmes tel que le le climat . Il n'y a pour l'instant aucun papier démontrant que l'évolution des moyennes temporelles des paramètres dynamiques des fluides est rigoureusement déterministe à toutes échelles temporelles et fort probablement il n'y en aura jamais .

Il n'y a aucun gain d'énergie local de l'atmosphère à l'état stationnaire : les photons sont absorbés et réémis, la population des niveaux est stationnaire (ETL imposant des conditions sur les coefficients d'Einstein). Le flux intégré sur la surface sphérique S(r) est constant , donc le flux est à divergence nulle et il n'y a pas d'accumulation dans l'atmosphère.

C'est en gros ce que j'ai dit . Les coefficients d'Einstein n'ont pas grand chose à voir là dedans . La répartition des états vibrationnels à l'équilibre est selon la statistique de Boltzmann et comme elle ne dépend que de la température et de la dégénérescence , la proportion des molécules CO2 vibrationnellement excités reste constante pour chaque mode .
Le coefficient d'absorption d'Einstein ne dépend que du moment de transition (<PSIi | µ | PSIf>) qui est une caractéristique de la molécule indépendamment de l'ETL ou pas ETL .
Ma remarque portait sur le fait que pour un volume donné l'énergie rentrante à 15µ n'est pas égale à l'énergie sortante à 15µ (régime où le transfert collisionnel domine) . Pour conserver l'énergie il faut donc qu'elle sorte à d'autres longueurs d'onde . Or celles ci ne sont plus absorbées . D'où mon étonnement de la dépendence logarithmique qui n'est toujours pas dissipé et donc en toute humilité je cherche toujours .

Pour la turbulence, on peut en général la renormaliser en introduisant des coefficients dissipatifs "anormaux" (viscosité, conduction thermique) qui régularisent les solutions NS. Le calcul théorique de ces coefficients est certes très complexe et en pratique impossible, mais je ne suis pas choqué par le fait de les normalisés sur les données passées.

C'est précisément le sujet . La turbulence ne peut pas etre "renormalisée" sinon le problème de N-S serait déjà résolu (voir encore Ruelle et Takens) . L'introduction des ces paramètres (viscosité turbulente etc) se fait ad hoc pour traiter justement le problème de clôture des RANS . Le calcul n'est pas très complexe puisque ce n'est que du fitting (la "viscosité turbulente" n'est pas une grandeur physique , c'est un paramètre d'ajustement) . Dans certains cas ça marche mais ça ne résoud rien de fondamental . Tous les calculs de RANS dans l'aéronautique relèvent de ces approches empiriques qui donnent des résultat raisonnables dans des domaines de validité strictement limités . J'ai signale à ce sujet que si on voulait traiter numériquement l'écoulement autour d'une aile (dimension type juste 10 m) jusqu'aux dimensions de Kolmogorov , il n'existerait pas d'ordinateur qui y arriverait .

[invite8915d466]

C'est en gros ce que j'ai dit . Les coefficients d'Einstein n'ont pas grand chose à voir là dedans . La répartition des états vibrationnels à l'équilibre est selon la statistique de Boltzmann et comme elle ne dépend que de la température et de la dégénérescence , la proportion des molécules CO2 vibrationnellement excités reste constante pour chaque mode .
Le coefficient d'absorption d'Einstein ne dépend que du moment de transition (<PSIi | µ | PSIf>) qui est une caractéristique de la molécule indépendamment de l'ETL ou pas ETL .

certes, mais les relations de microréversibilités assurent que les coefficients d'Einstein ont la bonne valeur pour équilibrer absorption et émission en présence d'un rayonnement de corps noir, c'etait une remarque incidente mais je pense que vous les savez !

Ma remarque portait sur le fait que pour un volume donné l'énergie rentrante à 15µ n'est pas égale à l'énergie sortante à 15µ (régime où le transfert collisionnel domine) . Pour conserver l'énergie il faut donc qu'elle sorte à d'autres longueurs d'onde . Or celles ci ne sont plus absorbées . D'où mon étonnement de la dépendence logarithmique qui n'est toujours pas dissipé et donc en toute humilité je cherche toujours .

si le transfert etait purement radiatif, l'énergie rentrante a 15 microns serait exactement égale à l'énergie sortante a 15 microns, le milieu etant optiquement épais, il serait thermalisé à toute altitude. La température décroitrait uniquement à cause de la divergence sphérique du rayonnement (en 1/(R+h)^1/2 donc ) mais ce serait exactement compensé par l'augmentation de la surface émissive.

dans les fenêtres transparentes, le rayonnement se dilue pour la meme raison géométrique , mais avec une subtile différence : il garde son spectre initial à la température du sol (mais avec un facteur de dilution). le spectre final sera donc la combinaison d'un corps noir à la température du sol "dilué" en dehors des raies et d'un corps noir à la température de la haute atmosphère dans les raies, il y a cependant conservation de la puissance à toute longueur d'onde. Dans les ailes des raies, le spectre est intermédiaire, il est à la température de la photosphère locale qui varie graduellement de l'extérieur à la surface du sol. La variation de concentration en CO2 déplace la position de cette photosphère (vers le haut quand elle augmente), ce qui diminue le flux dans la raie, et la température au sol doit augmenter corrélativement pour compenser cette baisse. D'où réchauffment climatique

C'est précisément le sujet . La turbulence ne peut pas etre "renormalisée" sinon le problème de N-S serait déjà résolu (voir encore Ruelle et Takens) . L'introduction des ces paramètres (viscosité turbulente etc) se fait ad hoc pour traiter justement le problème de clôture des RANS . Le calcul n'est pas très complexe puisque ce n'est que du fitting (la "viscosité turbulente" n'est pas une grandeur physique , c'est un paramètre d'ajustement) . Dans certains cas ça marche mais ça ne résoud rien de fondamental . Tous les calculs de RANS dans l'aéronautique relèvent de ces approches empiriques qui donnent des résultat raisonnables dans des domaines de validité strictement limités . J'ai signale à ce sujet que si on voulait traiter numériquement l'écoulement autour d'une aile (dimension type juste 10 m) jusqu'aux dimensions de Kolmogorov , il n'existerait pas d'ordinateur qui y arriverait .

on est bien d'accord, mais je ne pense pas que les climatologues aient jamais voulu simuler une cascade de Kolmogorov ! . Je dis juste que l'emploi de paramètres ad hoc pour la modélisation d'un système aussi complexe ne me choque pas. En structure stellaire par exemple, on utilise une paramétrisation de "longueur de mélange" pour décrire la convection, on ajuste le paramètre (qui est une horrible cuisine) sur le Soleil, et on l'utilise ensuite pour les autres étoiles, et ça marche plutot bien .

[yves25]

Eh bien ...

Vous dîtes travailler en théorie quantique des champs. Vous ne risquez pas grande intervention dans votre domaine . Dans le mien (la physique du climat), tout le monde débarque en oubliant , au passage, l'humilité scientifique qui consiste à se dire que les questions auxquelles on pense ont peut être déjà été soulevées depuis bien longtemps.

Parler de "politiquement correct" à propos de travaux dont les conclusions ont d'abord été rejetées puis minimisées pendant 30 ans montre que vous avez du sujet une vue , disons, fragmentaire.

Que d'agressivité et d'affirmation gratuites (n'oublieriez vous pas un peu l'humilité scientifique ?) .

J'ai repris vos deux citations. En quoi sont elles agressives à votre égard?

Serait ce parce que je souligne le fait que vous employez à tort le "politiquement correct" en ignorant ce qu'il a fallu de temps pour que les politiques et les médias acceptent plus ou moins l'idée du réchauffement lui même d'abord puis de la responsabilité de l'activité humaine ensuite?

"vue fragmentaire " serait donc devenu agressif?

Laissons donc cela

Reprenons le pb de N2 que vous souleviez. J'ai donc vérifié, HITRAN contient bien une absorption aux environs de 4,3 µm et ce depuis le début de son existence. Il semble donc que ce n'est pas à cela que vous faites allusion mais , peut être , à une absorption située aux environs de 100 µm.

Il me semble que vous solevez vraiment un pb de détail

1 pour autant que je m'en souvienne les intensités des transitions impliquent des moments quadripolaires sont des ordres de grandeur plus faibles que celles qui mettent en jeu les moments dipolaires

2 plus important: l'influence radiative de telle ou telle absorption dépend bien entendu du nombre de photons à la fréquence considérée. Celle ci suit la loi de Planck et aux températures terrestres la contribution des longueurs d'ondes supérieures à 100 µm est bien faible (0,2 W/m2/ster à comparer à 10 W/m2/ster à 10 µm).

3 tout aussi important, voire plus: nous nous intéressons aux variations de l'effet de serre. Or, N2 et O2 ne varient pas de façon aussi significative que le CO2

Donc, peut être (sans doute) manque t il des données dans les modèles LBL utilisées mais ceelles qui manquent n'ont pas d'importance significative, en tout cas pas celles que vous mentionnez.

[yves25]

Eh bien ...
Je vous suggère de regarder p.ex :

http://www.maths.uwa.edu.au/~kevin/P...07Teixeira.pdf
E. Ott, "Chaos in Dynamical Systems" [Cambridge University Press (1993)]
.

Je vous remercie de la référence fort intéressante mais il me semble encore que vous confondez climat et temps meteorologique. Ce papier concerne des modèles de prévision. La prévision est un pb aux conditions initiales . Nous parlons d'évolution du climat. Or le climat est un pb de conditions aux limites, lesquelles sont, justement en train de changer.

Si le climat était aussi peu dépendant des conditiosn aux limites et si chaotique, il faudrait m'expliquer pourquoi les variations d'ensoleillement consécutives aux variations orbitales ont systématiquement conduit à des périodes glaciaires et interglaciaires et ce depuis deux millions d'années.

On peut le dire autrement si vous préférez: dans un système chaotique , nous sommes au voisinage d'un attracteur depuis deux millions d'années. Tant que les variations des conditions resteront faibles nous resterons au voisinage de cet attracteur , il est vrai que nous pourrions en sortir.

[vilveq]

Très intéressant en tout cas cette discussion entre scientifique .. chaud mais intéressant

Bonjour
Le temps de relaxation est élevé par rapport au temps moyen entre collisions donc ces photons ne sont pratiquement jamais réémis ce que montre bien le spectre avec une extinction totale autour des 15µ dès les 1ers mètres .

Si cela est vrai, ça remet quand même en question la réalité du Rc tel qu'on le décrit depuis le début de ce port, non ?
Je pensais que le RC était du a la reémission par désexitation de molécule de CO2 dand l'IR.
Mais s'il s'avère que le temps de réemission est très élévé par rapport au temps moyen de collision et donc au transfert d'énergie d'une autre façon que la réemission, ça pose un gros problème a la théorie.

Serait ce parce que je souligne le fait que vous employez à tort le "politiquement correct" en ignorant ce qu'il a fallu de temps pour que les politiques et les médias acceptent plus ou moins l'idée du réchauffement lui même d'abord puis de la responsabilité de l'activité humaine ensuite?

S'il a fallu du temps c'est peut être parce qu'ils ont soutenu durant des années qu'il était scientifiquement admis et non discutable qu'il y avait un refroidissement climatique sans précédent dans l'histoire de l'humanité et que ce refroidissement était du aux aérosols anthropiques. Ca prend du temps de retourner sa veste.

[invite8915d466]

Si cela est vrai, ça remet quand même en question la réalité du Rc tel qu'on le décrit depuis le début de ce port, non ?
Je pensais que le RC était du a la reémission par désexitation de molécule de CO2 dand l'IR.
Mais s'il s'avère que le temps de réemission est très élévé par rapport au temps moyen de collision et donc au transfert d'énergie d'une autre façon que la réemission, ça pose un gros problème a la théorie.

pas forcément, parce que les collisions peuplent autant les niveaux excités qu'elles ne les dépeuplent : à l'ETL les collisions ne changent pas la proportion de molécules à l'état excité et donc il y a toujours des photons réémis !! l'influence principale est la thermalisation du rayonnement qui réisotropise les photons en en renvoyant une partie vers le sol, contrairement au rayonnement non absorbé.

Je m'aperçois que j'ai oublié une partie de mon raisonnement en postant, je voulais dire qu'en fait l'atmosphère n'etait pas gouvernée entièrement (et même tres peu) par le rayonnement et donc que sa température décroissait plus vite avec l'altitude (par suite de la détente adiabatique).

Donc effectivement il y a une émission dans les raies plus faible que celle au sol, puisque le rayonnement est thermalisé avec un gaz plus froid, et donc transfert d'énergie de la vibration vers la translation des molécules (la température de translation étant plus froide que la température de Boltzmann des vibrations), ce qui correspond bien à un chauffage de l'atmosphère. Le raisonnement "purement radiatif" n'est donc pas totalement correct : néanmoins ça ne change pas le bilan : ce transfert de chaleur doit diminuer la convection et donc le refroidissement du sol. Le bilan final est le meme : puisque le flux dans les raies est diminué par l'asborption, celui hors des raies doit augmenter en proportion et le sol doit donc etre plus chaud, toutes choses égales par ailleurs.

merci a yves de me corriger si je dis des horreurs

[yves25]

Non, Gilles, je ne vois pas d'horreurs et cette fois ton post me paraît clair.

[yves25]

S'il a fallu du temps c'est peut être parce qu'ils ont soutenu durant des années qu'il était scientifiquement admis et non discutable qu'il y avait un refroidissement climatique sans précédent dans l'histoire de l'humanité et que ce refroidissement était du aux aérosols anthropiques. Ca prend du temps de retourner sa veste.

Qui "ils"?
Les spécialistes?
Tu te trompes ou tu confonds.

Les aérosols ont une influence certaine mais en dehors de qq papiers exploratoires (j'en vois deux) parus avant la sortie des données sur le CO2 , aucun papier ne parle de refroidissement "sans précédent". Tous font état d'un forçage négatif, cad s'opposant à celui des GEs mais aucun ne dit que le forcage des aérosols serait supérieur à celui des GES et d'abord parce que tout le monde sait que la durée de vie des aérosols se mesure en semaines alors que pour le CO2, on est de l'ordre du siècle et que donc il ya un effet cumulatif avec le CO2 et pas avec les aérosols.

[invite78d2ef62]

(...)
5 sans rétroaction négative importante (voir la discussion là dessus), le réchauffement est inéluctable et sera au minimum mimorum de l'ordre de 1 à 1,5 K sauf arrêt ou diminution drastique des émissions (ça se démontre aisément si on met toutes les rétroactions à zéro).
(...)

Pas trop le temps en ce moment, désolé. Evidemment, c'est toujours ce cinquième point qui coince un peu, c'est-à-dire la modélisation des rétroactions.

Tu disais que les transitions glaciaire/interglaciaire montrent que les rétroactions positives semblent fonctionner (et dominer largement), mais je suis toujours assez dubitatif là-dessus, pas sur le principe mais sur la portée de la comparaison pour contraindre la sensibilité climatique. Non seulement il y a pas mal de paramètres mal connus dans les climats anciens, mais surtout on n'a pas les mêmes conditions initiales dans notre climat tempéré actuel (où il y a par définition beaucoup moins d'englacement, mais plus généralement des conditions physiques et biologiques différentes).

Sinon pour info, deux papiers récents ont révisé à la baisse la sensibilité climatique (entre 0,3 et 0,5 K /m2, donc dans l'ordre de grandeur des 1-1,5 K que tu évoques), ref ci-après. Mais ce n'est pas la première ni la dernière fois que l'on trouve des estimations basses, cela montre simplement que le débat continue pour estimer l'ampleur des rétroactions, donc la gravité des évolutions climatiques à venir.

Chylek, P. et al. (2007), Limits on climate sensitivity derived from recent satellite and surface observations, J. Geophys. Res., doi:10.1029/2007JD008740.
Schwartz S. E. J. (2007), Heat capacity, time constant, and sensitivity of Earth's climate system, J. Geophys. Res., D24S05, doi:10.1029/2007JD008746.

[invite0dd4f252]

1) Le climat chaotique
=================
L'excellent article de M. Revault d'Allones cité ici dit l'essentiel .
Les équations de Navier Stokes et la turbulence sont chaotiques et conduisent à une imprédictibilité structurelle à toute échelle spatio temporelle
.....
Or le climat étant défini comme une moyenne temporelle des paramètres dynamiques du système , peut-il etre prédictible ?

.

c'est plutôt bizarre cette question dans le cadre du réchauffement climatique.

tu es physicien, fort bien, puisque tu le dis.

Alors pose toi la question de savoir si on ne peut prédire avec certitude que la température de la planète Terre montera quelque peu si la puissance du Soleil est multipliée par 2.


Bien entendu ce cas est caricatural mais il exprime bien, à mon sens, l'influence d'un forçage externe sur le climat que ce dernier présente une certaine propension au chaos (qui reste à démontrer) ou pas.

[yves25]

Pas trop le temps en ce moment, désolé. Evidemment, c'est toujours ce cinquième point qui coince un peu, c'est-à-dire la modélisation des rétroactions.

Pas de pb en ce qui me concerne mais je m'amuse de voir des tas de gens discuter en fait des pbs secondaires mais surtout pas de ce qui est essentiel.

Tu disais que les transitions glaciaire/interglaciaire montrent que les rétroactions positives semblent fonctionner (et dominer largement), mais je suis toujours assez dubitatif là-dessus, pas sur le principe mais sur la portée de la comparaison pour contraindre la sensibilité climatique.

Non, je n'ai pas dit cela , j'aurais pu le dire mais je ne l'ai pas dit. relis moi: j'ai d'ailleurs déjà employé cet argument avec toi et tu en as convenu: la répétition des transitions glaciaires
contredit l'idée d'un climat totalement chaotique et non prédictif.

C'est tout mon props, rien de plus.

[yves25]

Les messages concernant le devenir du CO2 ont été regroupés dans une nouvelle discussion
http://forums.futura-sciences.com/sh...d.php?t=193830
merci de vous en tenir ici, au sujet initial
yves

[invitef2580e8e]

Je pense que dans une serre c'est plutôt l'absorbtion des uv par la vitre et le confinement que les histoire d'ir qui chauffent le tout.

Pour confirmer ça il suffit de voir que dans une serre les vitres sont très chaudes et jouent en fait un rôle de radiateur

Bonjour
Une précision en passant : as-tu touché les vitres d'une serre ? Certainement pas, car elles sont froides et ne jouent pas le rôle de radiateur. Au bout d'une journée les vitres devraient être brûlantes mais en fait seuls les montants de la serre (s'ils sont foncés) le sont. La vitre ne joue donc aucun rôle radiatif.

[yves25]

Bonjour
Une précision en passant : as-tu touché les vitres d'une serre ? Certainement pas, car elles sont froides et ne jouent pas le rôle de radiateur. Au bout d'une journée les vitres devraient être brûlantes mais en fait seuls les montants de la serre (s'ils sont foncés) le sont. La vitre ne joue donc aucun rôle radiatif.

S'il est vrai que les vitres ne jouent pas le rôle d'un radiateur à haute température et ne sont pas brûlantes, la conclusion finale n'en est pas moins erronée.

[invite13fddc90]

Ce qui explique qu'il fait chaud dans une serre ou une voiture au soleil c'est simplement qu'il n'y a pas de convection car l'air est piégé, la chaleur apportée par le soleil s'accumule donc jusqu'à ce que les transferts thermiques s'équilibrent (soleil en entrée, conduction de la serre, réflexion et rayonnement en sortie).

Pour augmenter la température d'équilibre d'une serre le plus simple est de mettre une surface sombre sur le sol de ta serre.
Le phénomène radiatif joue aussi un rôle mais il est mineur comparé à l'absence de convection.

[yves25]

On dit souvent que l’expression d’effet de serre est fausse parce que , dans une serre, ce qui est le plus efficace, c’est l’absence de courants d’air, donc d’advection d’air froid.

C’est une vision de puriste généralement bien mal comprise en fait et employée un peu à tort et à travers.

C’est vrai que si on ouvre la porte d’une serre, la température chute rapidement, en général. La question ne se pose évidemment pas avec la planète. Il n’est donc pas question de mouvements d’air, la meilleure analogie est donc, plutôt avec le fonctionnement du double ou du triple vitrage. En effet, la première exigence que l’on a quand on remplace une fenêtre par exemple, c’est qu’elle ferme bien et que, donc, on ne sente pas de courants d’air froid en son voisinage.

Comment fonctionne un double vitrage ?

la suite en forme d'exo et en pièce attachée

[vilveq]

Je suis pas scientifique, et j'ai décidément beaucoup de mal avec la notion donnée dans le dernier paragraphe de ton pdf , Yves.

'... si l'atmosphère était OPAQUE au rayonnement IR ... '

Pour moi, si je mets un panneau opaque devant une source de lumière, en regardant de l'autre coté du panneau, je ne verrais pas la lumière.

Or, dans d'autres post, tu as dejà dit que les GES absorbent dans l'IR et réemettent exactement dans à la même fréquence que celle absorbée. Si je mets un détecteur IR dans l'espace pointé vers la terre, je vais avoir un spectre IR complet (je veux dire, pas de raies d'absorption).

Alors pourquoi parle t'on d'atmopshère plus ou moins opaque !
Désolé si tu as déjà essayé de me faire comprendre la chose, mais la pièce à du mal à tomber.

[calculair]

bonjour,

Ton exo sur l'effet de serre est interessant

Par ailleurs le caractère opaque d'un dioptre ( vitre ou atmosphère ) peut porter à confusion.

Si on dit que le dioptre est optiquement opaque, le rayonnement incident ne le traverse pas ( reflechit ou absorbé )

Par ailleurs il doit être en equilibre thermique, ce que tu traduis avec les equations de stephans ( rayonnement du corps noir ) l'energie de rayonnement recue sur le dioptre ( consideré comme un corps noir, ce qui signifie que l'on considère qu'il absorbe tous les rayonnements incidents )

Du fait que le diotre ré emet du fait de sa temperature tout se passe comme si une partie du rayonnement le traverse ou est reflehi , même si les mecanismes physiques sont trés differents.

Quand penses tu ??

[yves25]

Merci
1 de m'avoir lu
2 de poser ta question

Opaque ça signifie qu' il n'y a pas de photons qui traversent mais il peut y avoir des photons qui sont générés (émis) dans l'atmosphère et qui sortent donc

totalement opaque = quand tu regardes la Terre depuis l'espace pas un photon ne provient de la surface. Ils proviennent tous de qq part dans l'atmosphère.

semi transparent = certains photons viennent de la surface , d'autres de l'atmosphère

Tu ne peux pas comparer avec ta perception visuelle parce que tes yeux ne voient pas l'infrarouge

[yves25]

bonjour,

Ton exo sur l'effet de serre est interessant

Par ailleurs le caractère opaque d'un dioptre ( vitre ou atmosphère ) peut porter à confusion.

La vitre est une lame à faces parallèles et est donc constitiée de deux dioptres . Il faut donc corriger et éviter les fauses interprétations qui pourraient venir de là

Si on dit que le dioptre est optiquement opaque, le rayonnement incident ne le traverse pas ( reflechit ou absorbé )

Par ailleurs il doit être en equilibre thermique, ce que tu traduis avec les equations de stephans ( rayonnement du corps noir ) l'energie de rayonnement recue sur le dioptre ( consideré comme un corps noir, ce qui signifie que l'on considère qu'il absorbe tous les rayonnements incidents )

Du fait que le diotre ré emet du fait de sa temperature tout se passe comme si une partie du rayonnement le traverse ou est reflehi , même si les mecanismes physiques sont trés differents.

Quand penses tu ??

Bon, la confusion n'était pas gênante à ce stade.

Tout se passe ...apparemment mais le bilant thermique n'est pas du tout le même:
si la vitre était transparente au rayonnement infrarouge, la pièce perdrait 186 W, elle n'en perd plus que 93 avec un simple vitrage.