Effet de serre, CO2 et rétroactions

[invite78d2ef62]

(...)

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

Cordialement.

Dans le dernier Nature, une moisson de papiers tirant les premiers enseignements de la mission Venus Express. Notamment Svedhem et al sur les différences Terre-Vénus à un âge antérieur du système solaire.

Un point qu'ils soulignent est que Venus est non seulement plus proche du soleil (avec une irradiance totale reçue au sommet de son atmosphère plus forte, donc), mais n'a pas non plus de champ magnétique protecteur contre le flux solaire. Par ailleurs, l'analyse des ions H+ et O+ suggère que l'H2O atmosphérique est rapidement dissociée par les UV, EUV et XUV (lesquels représentent pr ailleurs la plus importante variation radiative lors des oscillations d'activité solaire), ce rayonnement spectral devant sans doute être pris en compte pour retracer l'évolution de la planète.

Ce que l'on ne sait toujours pas estimer semble-t-il, c'est la quantité d'eau totale présente sur Venus lors du premier milliard d'années, avant la "course en avant ES". C'est bien sûr une donnée importante pour modéliser le climat de Venus, comprendre les conditions de déclenchement d'une fuite en avant, donc comprendre pourquoi la Terre y a échappé.

http://www.nature.com/nature/journal...ture06432.html
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[invite78d2ef62]

Si je résume où l'on en était arrivé dans l'examen des rétroactions :

- vapeur d'eau et gradient thermique : les modèles convergent pour trouver un maintien de l'humidité relative en situation de RC, donc une augmentation de l'humidité spécifique sur les différentes couches de l'atmosphère ; la principale question est de savoir comment cette VE va se répartir, la rétroaction étant plus forte en haute troposphère ; les modèles convergent aussi pour dire que la rétroaction (négative) du gradient thermique sera proportionnée à celle de la VE, sans la compenser toutefois.

- nuages : les modèles concluent actuellement à une rétroaction plutôt positive des nuages, mais c'est le point le moins bien contraint compte tenu de la difficulté à estimer l'évolution de la formation nuageuse, ainsi que son bilan radiatif précis selon les couches concernées et les variations des nuages (étendue, épaisseur optique, T base et sommet) ; R. Lindzen a proposé un schéma de rétroaction négative des nuages (effet Iris) dont la validation ou l'invalidation n'est toujours pas faite ;

- pour ces deux rétroactions, la zone tropicale jouera un rôle de premier plan et c'est sur elle que convergent les efforts de modélisation et d'observation ;

- du côté des observations, plusieurs analyses récentes ont fait état d'une augmentation de la VE atmosphérique, notamment en haute troposphère, sur la période récente 1977-présent ; il s'agit toutefois de données préliminaires compte-tenu de la période assez courte et de la difficulté intrinsèque à estimer cette grandeur ; pour les nuages, les observations sont encore moins significatives, pour les mêmes raisons, et les tendances observées dans le cadre de l'ISCCP (projet international de climatologie nuageuse lancé en 1983) font encore l'objet de débats ; l'effet Iris a été retrouvé par certaines observations, mais pas par d'autres, donc son statut reste incertain ;

- au final, les choses n'évoluent donc que lentement, la principale incertitude depuis le départ (nuage) faisant encore l'objet d'un important travail en modélisation et en observation ; on peut s'attendre à ce que divers instruments satellites, ainsi que que la construction de bases climatologiques cohérentes avec des sources correctement intercalibrées, améliorent les validations empiriques de la modélisation physique des nuages ; il ne faut toutefois pas s'attendre à des progrès très rapides eu égard à la dimension d'échelle et à la complexité des mécanismes en jeu.

S'il y a des questions résiduelles sur ces points, c'est le moment de les poser (on n'a pas tout creusé en détail, et certaines choses restent peut-être obscures).

Sinon, on peut passer aux autres rétroactions.

[invite0dd4f252]

Si je résume où l'on en était arrivé dans l'examen des rétroactions :

- vapeur d'eau et gradient thermique : les modèles convergent pour trouver un maintien de l'humidité relative en situation de RC, donc une augmentation de l'humidité spécifique sur les différentes couches de l'atmosphère ; la principale question est de savoir comment cette VE va se répartir, la rétroaction étant plus forte en haute troposphère .

oui une question concernant la VE.

Pourquoi la rétroaction est-elle plus forte en haute troposphère et quelles conséquences sur la surface et la convection?
Bon je suppose que cela a à voir avec la "saturation" de l'ES du à la VE, surtout en zone tropicale en basses couches, et je suppose aussi que les conséquences en terme radiatif sur la surface seraient limitées du fait de l'épaisseur optique en dessous, mais quid de la convection?
Ne serait-elle pas, de ce fait, augmentée vers la haute tropo?
Comment tout cela se combine en fait?

[invite78d2ef62]

Je glisse juste un nouveau tableau : une estimation chiffrée des rétroactions dont on parle, sur une quinzaine de modèles, d'après Held et Soden 2006 in J Clim.

Cela permet de voir plus précisément les fourchettes de chaque rétroaction, entre les modèles ou au sein d'un même modèle.

Image : Soden Held 2006

[invite78d2ef62]

oui une question concernant la VE.

Pourquoi la rétroaction est-elle plus forte en haute troposphère et quelles conséquences sur la surface et la convection?
Bon je suppose que cela a à voir avec la "saturation" de l'ES du à la VE, surtout en zone tropicale en basses couches, et je suppose aussi que les conséquences en terme radiatif sur la surface seraient limitées du fait de l'épaisseur optique en dessous, mais quid de la convection?
Ne serait-elle pas, de ce fait, augmentée vers la haute tropo?
Comment tout cela se combine en fait?

Je suppose aussi pour la saturation de l'ES.

Concernant la convection, je la verrais au contraire diminuer en cas de rétroaction forte (donc bcp de VE en haute tropo, donc réchauffement des hautes couches), puisque le gradient thermique diminue dans ce cas, et la convection profonde serait moins puissante sur les Tropiques.

Mais au-delà, je suppose qu'il faut faire intervenir des éléments de circulation générale, sur l'ensemble de la cellule de Hadley. S'il y a intensification de celle-ci en situation de RC, qui est je crois une prédiction des modèles, l'accélération des advections horizontales en haute couche favorisent peut-être au contraire l'activité convective en dessous (et le transfert de chaleur vers les moyennes latitudes). Mais je ne sais pas vraiment quels sont les paramètres pertinents, ce serait en effet intéressant de penser ensemble les dimensions radiatives-convectives des évolutions attendues.

Je gage qu'Yves aura une réponse plus précise que la mienne

[invite0dd4f252]

Je suppose aussi pour la saturation de l'ES.

Concernant la convection, je la verrais au contraire diminuer en cas de rétroaction forte (donc bcp de VE en haute tropo, donc réchauffement des hautes couches), puisque le gradient thermique diminue dans ce cas, et la convection profonde serait moins puissante sur les Tropiques.

euh, je ne sais pas, mais il me semble que mettre de la VE en haute tropo a plutôt tendance à refroidir cette dernière au contraire par rayonnement radiatif et ce faisant, au contraire aussi, à favoriser la convection.
Contrairement à ce qu'on pense, enfin dans une certaine limite, placer des substances radiatives IR dans l'atm, considérée comme optiquement fine, avec en dessous de l'optiquement épais, tend à refroidir la couche en question.
Quant à la formation de nuages d'altitude par ce biais c'est pas évident.
Il faudrait envisager une convection profonde avec formation de cirrus consécutive aux fameux anvil clouds.

[invite78d2ef62]

Parenthèse dans les dernières questions de Meteor31, ce papier récent de L Yu sur la mesure de l'évaporation océanique (Evp), à partir d'un index homogénéisé OAFlux-WHOI, sur 1958-2005. Cette base retrouve la "rupture" 1977-1978, là où naît la phase significative de réchauffement récent, l'augmentation très importante de l'Evp dans les années 1990 (là où l'on a El Nino 97-98, et la plus forte hausse des Ts global). Le pic d'Evp est atteint en 2003 (très près de la fin de la série, donc pas forcément significatif), ce qui correspond d'ailleurs à d'autres indices (stagnation ou léger refroidissement des T océans supérieurs, et stagnation des Ts globales).

L'analyse des données montre que la vitesse des vents est le premier facteur de variance de l'évaporation depuis 1978 (la différence d'humidité air-surface étant le premier facteur avant).

Malheureusement je n'ai pas le papier, donc on ne peut pas visualiser les tendances annuelles dans l'Evp, ce qui serait intéressant.

Journal of Climate
2007, 21, Article: pp. 5376–5390

Global Variations in Oceanic Evaporation (1958–2005): The Role of the Changing Wind Speed

Lisan Yu

ABSTRACT - Global estimates of oceanic evaporation (Evp) from 1958 to 2005 have been recently developed by the Objectively Analyzed Air–Sea Fluxes (OAFlux) project at the Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI). The nearly 50-yr time series shows that the decadal change of the global oceanic evaporation (Evp) is marked by a distinct transition from a downward trend to an upward trend around 1977–78. Since the transition, the global oceanic Evp has been up about 11 cm yr−1 (∼10%), from a low at 103 cm yr−1 in 1977 to a peak at 114 cm yr−1 in 2003. The increase in Evp was most dramatic during the 1990s. The uncertainty of the estimates is about ±2.74 cm yr−1. By utilizing the newly developed datasets of Evp and related air–sea variables, the study investigated the cause of the decadal change in oceanic Evp. The decadal differences between the 1990s and the 1970s indicates that the increase of Evp in the 1990s occurred over a global scale and had spatially coherent structures. Larger Evp is most pronounced in two key regions—one is the paths of the global western boundary currents and their extensions, and the other is the tropical Indo-Pacific warm water pools. It is also found that Evp was enlarged primarily during the hemispheric wintertime (defined as the mean of December–February for the northern oceans and June–August for the southern oceans). Despite the dominant upward tendency over the global basins, a slight reduction in Evp appeared in such regions as the subtropical centers of the Evp maxima as well as the eastern equatorial Pacific and Atlantic cold tongues.

An empirical orthogonal function (EOF) analysis was performed for the yearly winter-mean time series of Evp and the related air–sea variables [i.e., wind speed (U) and air–sea humidity differences (dq)]. The analysis suggested a dominant role of the wind forcing in the decadal change of both Evp and dq. It is hypothesized that wind impacts Evp in two ways. The first way is direct: the greater wind speed induces more evaporation by carrying water vapor away from the evaporating surface to allow the air–sea humidity gradients to be reestablished at a faster pace. The second way is indirect: the enhanced surface wind strengthens the wind-driven subtropical gyre, which in turn drives a greater heat transport by the western boundary currents, warms up SST along the paths of the currents and extensions, and causes more evaporation by enlarging the air–sea humidity gradients. The EOF analysis performed for the time series of the global annual-mean Evp fields showed that the first three EOF modes account for nearly 50% of the total variance. The mode 1 variability represents the upward trend in Evp after 1978 and is attributable to the increased U, and the mode 2 variability explains much of the downward trend in Evp before 1978 and is correlated to the global dq variability. The EOF mode 3 of Evp captures the interannual variability of Evp on time scales of the El Niño–Southern Oscillation, with the center of action over the eastern equatorial Pacific.

[yves25]

euh, je ne sais pas, mais il me semble que mettre de la VE en haute tropo a plutôt tendance à refroidir cette dernière au contraire par rayonnement radiatif et ce faisant, au contraire aussi, à favoriser la convection.
Contrairement à ce qu'on pense, enfin dans une certaine limite, placer des substances radiatives IR dans l'atm, considérée comme optiquement fine, avec en dessous de l'optiquement épais, tend à refroidir la couche en question.
Quant à la formation de nuages d'altitude par ce biais c'est pas évident.
Il faudrait envisager une convection profonde avec formation de cirrus consécutive aux fameux anvil clouds.

Le mieux est de découpler les échanges radiatifs entre
1 réchauffement par le surface
2 refroidissement vers l'espace,
3 échanges entre les couches de l'atmosphère

Pour (1): plus l'atmosphère est opaque en dessous moins ce réchauffement est conséquent, à la limite la couche est découplée de la surface (c'est surtout le cas quand il y a un nuage entre deux)

pour (2), c'est le m^me raisonnemnt vu du haut

le (3) ne devient vraiment important que pour les couches les plus hautes où il rempace (1) en qq sorte

Si on raisonne en atmosphère claire , l'augmentation de vapeur d'eau découple de la surface (moins de réchaffement radiatif)
augmente l'émissivité de la couche qui se refroidit davantage
, les couches d'atmosphère en dessous sont moins chaudes que la surface et ça ne compense pas sauf exceptions

Donc, du pur point de vue radiatif, la couche se refroidit davantage mais ce qui compte, c'est le bilan des apports et pertes de chaleur. L'apport de chaleur par convection est prépondérant, l'augmentation du refroidissement radiatif en est la conséquence.


Le réchauffement des hautes couches de l'atmosphère n'est pas radiatif: c'est div (LE) + div F
avec E flux d'évaporation et L chaleur latente.
et F flux radiatif , le premier est positif, le second négatif sauf exceptions

et ici, on s'intéresse à la variation de ces termes
autrement dit
div (L delta E) + delta (div F)


J'ai laissé le second terme sous cette forme parce qu'il me semble que c'est plus parlant.

[yves25]

Je suppose aussi pour la saturation de l'ES.

Concernant la convection, je la verrais au contraire diminuer en cas de rétroaction forte (donc bcp de VE en haute tropo, donc réchauffement des hautes couches), puisque le gradient thermique diminue dans ce cas, et la convection profonde serait moins puissante sur les Tropiques.

Pas vraiment: ce qui va se passer , c'est que la troposphère va s'épaissir car la convection va gagner des couches plus élevées. Ce qui commande, c'est le flux d'évaporation, si le gradient diminue, il se dissipe moins vite. Il reste donc du carburant et la montgolfière monte plus haut.

[invite0dd4f252]

Donc, du pur point de vue radiatif, la couche se refroidit davantage mais ce qui compte, c'est le bilan des apports et pertes de chaleur. L'apport de chaleur par convection est prépondérant, l'augmentation du refroidissement radiatif en est la conséquence.

oui je parlais uniquement du point de vue radiatif.
bon j'ai de la doc en anglais là-dessus, c'est ce qu'on appelle, je crois le "radiative heating rate" qui peut être négatif ou positif.
je sais pas quel est le terme en français.

[invite0dd4f252]

tiens Yves je voulais te demander un petit truc,stp.

la VE absorbe à certaines fréquences IR, mais l'eau liquide absorbe sur un plus large spectre IR je pense, non?

Donc concernant les nuages, en général, peut-on les considérer complètement opaques à une grande partie du rayonnement IR terrestre (je parle pas de leur émission IR) à condition qu'ils soient suffisamment épais bien sûr?

[yves25]

Un nuage d'eau liquide est pratiquement un corps noir dès qu'il dépase qq dizaines de mètres d'épaisseur.
Ce n'est pas vrai des nuages de glace.
Pas à cause du coefficient d'absorption de la glace mais parce que les cristaux sont en général très épars: il y en a très peu par unité de volume. C'est d'ailleurs fort compréhensible: aux températures basses, il ya beaucoup de VE donc on peut condenser beaucoup d'eau mais quand l'air atteint les altitudfes élevées, il reste peu de VE (ou dit autrement, la pression de vapeur saturante est basse) , et donc on ne peut plus condenser grand chose.

deuxième raison, il ya beaucoup moins de noyaux glaciogènes parce qu'à cette altitude , l'atmosphère est beaucoup plus "propre". C'est d'ailleurs la raison des traînées de condensation (et si il y a davantage de VE, les traînées restent plus longtemps et il y a tout de suite des tas de mecs pour crier au complot des chemical trails )

[yves25]

oui je parlais uniquement du point de vue radiatif.
bon j'ai de la doc en anglais là-dessus, c'est ce qu'on appelle, je crois le "radiative heating rate" qui peut être négatif ou positif.
je sais pas quel est le terme en français.

taux de réchauffement radiatif

[invite0dd4f252]

Un nuage d'eau liquide est pratiquement un corps noir dès qu'il dépase qq dizaines de mètres d'épaisseur.
Ce n'est pas vrai des nuages de glace.
Pas à cause du coefficient d'absorption de la glace mais parce que les cristaux sont en général très épars: il y en a très peu par unité de volume. C'est d'ailleurs fort compréhensible: aux températures basses, il ya beaucoup de VE donc on peut condenser beaucoup d'eau mais quand l'air atteint les altitudfes élevées, il reste peu de VE (ou dit autrement, la pression de vapeur saturante est basse) , et donc on ne peut plus condenser grand chose.

deuxième raison, il ya beaucoup moins de noyaux glaciogènes parce qu'à cette altitude , l'atmosphère est beaucoup plus "propre". C'est d'ailleurs la raison des traînées de condensation (et si il y a davantage de VE, les traînées restent plus longtemps et il y a tout de suite des tas de mecs pour crier au complot des chemical trails )

ok c'est clair merci.

taux de réchauffement radiatif

ah bon ?

[yves25]

Dans le dernier Nature, une moisson de papiers tirant les premiers enseignements de la mission Venus Express. Notamment Svedhem et al sur les différences Terre-Vénus à un âge antérieur du système solaire.

Un point qu'ils soulignent est que Venus est non seulement plus proche du soleil (avec une irradiance totale reçue au sommet de son atmosphère plus forte, donc), mais n'a pas non plus de champ magnétique protecteur contre le flux solaire. Par ailleurs, l'analyse des ions H+ et O+ suggère que l'H2O atmosphérique est rapidement dissociée par les UV, EUV et XUV (lesquels représentent pr ailleurs la plus importante variation radiative lors des oscillations d'activité solaire), ce rayonnement spectral devant sans doute être pris en compte pour retracer l'évolution de la planète.

Ce que l'on ne sait toujours pas estimer semble-t-il, c'est la quantité d'eau totale présente sur Venus lors du premier milliard d'années, avant la "course en avant ES". C'est bien sûr une donnée importante pour modéliser le climat de Venus, comprendre les conditions de déclenchement d'une fuite en avant, donc comprendre pourquoi la Terre y a échappé.
]

A priori, les planètes telluriques sont très semblables et la vapeur d'eau n'est pas un élément rare dans l'univers . En l'absence d'élément contyraire, il est légitime de penser que la proportion de vapeur d'eau a été la même sur les deux planètes, non?

Mais les questions de champ magnétique et l'évolution de l'atmosphère me semblent difficiles à dissoocier l'une de l'autre. En tout cas, pour les UV, la question des oscillations solaires n'est pas très pertinente dans le cas de Vénus car le processus complet a dû prendre assez de temps pour lisser tout ça. Il faut donc reformuler ta question: quelle a été l'évolution de la répartition spectrale du rayonnement au cours des 3 ou 4 premiers milliards d'années de la vie du Soleil.? Perso, je n'en sais rien.

[invite78d2ef62]

Le mieux est de découpler les échanges radiatifs entre
1 réchauffement par le surface
2 refroidissement vers l'espace,
3 échanges entre les couches de l'atmosphère
(...)
Le réchauffement des hautes couches de l'atmosphère n'est pas radiatif: c'est div (LE) + div F
avec E flux d'évaporation et L chaleur latente.
et F flux radiatif , le premier est positif, le second négatif sauf exceptions

et ici, on s'intéresse à la variation de ces termes
autrement dit
div (L delta E) + delta (div F)

OK pour les explications, elles sont claires. Là, on raisonne en "statique", sur une colonne verticale idéale. Mais en dynamique (c'est-à-dire en circulation générale) et en situation de RC, comment cela se passe dans les Tropiques? Par exemple, s'il y a transfert de chaleur plus important vers les moyennes latitudes, cela va "stimuler" quel aspect des bilans radiatifs et convectifs que l'on fait ici sur une colonne verticale "isolée" ?

[yves25]

On voit d'abord ce qui se passe sous les tropiques
En gros, c'est radiatif convectif et il est relativement facile de raisonner.
Ne passe pas par dessus la hausse de la tropopause. C'est assez important quand même.


Ensuite, c'est quand même pas très simple de répondre comme ça.
Les modèles servent à ça.
MAis dans la mesure où tu amènes davantage d'air en altitude, il faudra bien le faire descendre qq part.
C'est en ce sens que l'intensification de la circulation de Hadley est assez imparable.
Par ailleurs, si les précipitations augmentent, l'effet de foehn à grande échelle est renforcé et , donc, l'air qui descend a tendance à être plus chaud encore, c'est pour cetyte raison qu'on s'attend à une extension des zones désertiques vers les hautes latitudes.

Note que ça ne veut pas dire forcément que les zones désertiques seront plus étendues à long terme: il peut s'agir d'un décalage de la zone, les régions assez bien arrosées remontant en latitude également suivant le Front Intertropical et une convection plus active.

[invite78d2ef62]

On voit d'abord ce qui se passe sous les tropiques
En gros, c'est radiatif convectif et il est relativement facile de raisonner.
Ne passe pas par dessus la hausse de la tropopause. C'est assez important quand même.
(...)

Je ne passe par dessus, j'y réfléchis mais j'y reviendrai si je ne comprends décidément pas ou si je formule mieux mes questions. Ce qui me gêne là au brûle-pourpoint, c'est que si cela émet plus en radiation vers l'espace et si cela monte plus en convection (gonflement de la troposphère), je ne vois finalement pas pourquoi la rétroaction VE en surface (= la sensibilité Ts) est si problématique, puisque ces deux phénomènes soit ne réchauffent pas trop la surface (saturation IR des basses couches et nuages bas faisant que le surcroit VE en haute tropo est peu efficace radiativement vers la surface), soit la refroidissent (convection).

Dans les Tropiques toujours. C'est peut-être le transfert de la chaleur vers les autres latitudes qui forment la "vraie" rétroaction sur les Ts.

[vilveq]

Note que ça ne veut pas dire forcément que les zones désertiques seront plus étendues à long terme: il peut s'agir d'un décalage de la zone, les régions assez bien arrosées remontant en latitude également suivant le Front Intertropical et une convection plus active.

On est HS, mais comme c'est toi qui en parle
J'ai lu quelques part que les zones désertiques étaient dûent à la présence de chaînes de montagnes qui bloquent les nuages.

Pour toi un air plus chaud = plus de désert ?

J'avais l'impression que le 'plus de désert' était de la propagante alarmiste et scientifiquement non fondée. Il se peut que le RC donne plus de désert, comme il se peut qu'il en donne moi.

Mais donc je me trompe, le RC donnera plus de désert ? C'est scientifiquement prouvé ?

[invite0dd4f252]

Je ne passe par dessus, j'y réfléchis mais j'y reviendrai si je ne comprends décidément pas ou si je formule mieux mes questions. Ce qui me gêne là au brûle-pourpoint, c'est que si cela émet plus en radiation vers l'espace et si cela monte plus en convection (gonflement de la troposphère), je ne vois finalement pas pourquoi la rétroaction VE en surface (= la sensibilité Ts) est si problématique, puisque ces deux phénomènes soit ne réchauffent pas trop la surface (saturation IR des basses couches et nuages bas faisant que le surcroit VE en haute tropo est peu efficace radiativement vers la surface), soit la refroidissent (convection).

Dans les Tropiques toujours. C'est peut-être le transfert de la chaleur vers les autres latitudes qui forment la "vraie" rétroaction sur les Ts.

on peut aussi imaginer une rétroaction locale.
lorsque je disais "plus de VE en ciel clair a tendance à refroidir localement et donc à augmenter la convection", c'était avec comme idée derrière la tête que cela pourrait augmenter, in fine, les nuages d'altitude, résidus des cumulo-nimbus.
Or ces nuages là constituent une rétroaction positive, en effet:
ils rayonnent peu d' IR vers l'extérieur, ils ont un albédo plus faible que les nuages plus bas, et, c'était le sens de ma question sur les fréquences d'absorption par les nuages en général, ils absorbent à toutes les fréquences IR thermique et donc tiennent moins compte de la saturation des bandes d'absorption de la VE.
Une couverture plus grande de la zone tropicale par ce genre de nuages ne serait pas, à mon sens, une bonne chose.

[yves25]

. Ce qui me gêne là au brûle-pourpoint, c'est que si cela émet plus en radiation vers l'espace et si cela monte plus en convection (gonflement de la troposphère), je ne vois finalement pas pourquoi la rétroaction VE en surface (= la sensibilité Ts) est si problématique, puisque ces deux phénomènes soit ne réchauffent pas trop la surface (saturation IR des basses couches et nuages bas faisant que le surcroit VE en haute tropo est peu efficace radiativement vers la surface), soit la refroidissent (convection).

Dans les Tropiques toujours. C'est peut-être le transfert de la chaleur vers les autres latitudes qui forment la "vraie" rétroaction sur les Ts.

Non, je pense que tu ne saisis pas bien. Restons en à la rétroaction dans la colonne pour commencer, sous les tropiques évidemment.

Si ce sont les hautes couches qui émettent davantage, la température d'émission (vue de l'espace) diminue ce qui renforce l'effet de serre: l'év=cart entre l'émission de la surface et ce qui sort de l'atmosphère augmente.
Ceci est vrai tant que le gradient vertical de température ne diminue pas à un point tel que ça puisse compenser.

Exemple: la couche qui émet le plus vers l'espace (le maximum de la fonction de poids) passe de 6 km à 7 km à cause de l'enrichissement en VE, on compense ça si la température d'émission de la couche 7 km est la même que celle de la couche 6 km avant la rétroaction. Avec une augmentation de la tempé de surface de 3 K, tout décale de 3K .Le gradient moyen est de 6,5 K/km , il faudrait donc gagner 3,5K/7 = 0,5 K/km. Le gradient devrait ne plus être que de 6K/km pour qu'il y ait compensation. Apparemment, les modèles ne donnent jamais ce genre de compensation.

[yves25]

On est HS, mais comme c'est toi qui en parle
J'ai lu quelques part que les zones désertiques étaient dûent à la présence de chaînes de montagnes qui bloquent les nuages.

On lit à peu près n'importe quoi, surtout sur le net, ensuite, on ne retient souvent qu'une partie du message. Il faut donc vérifier et voir dans quel contexte tu as lu ça.

Par exemple, elle est où la châine de montagnes qui borde le Sahara à l'ouest et empêche les nuages d'arriver jusque là?

Contre exemple: les Andes bordent l'Amazonie à l'ouest et empêchent donc les nuages d'arriver jusque là. Il est où le désert en Amazonie?

Pour toi un air plus chaud = plus de désert ?

Relis moi bien , relis la partie que tu as toi même citée. J'y ai écrit explicitement que ça ne voulait pas dire désert plus étendus mais extension vers les hautes latitudes. Ca peut être un simple déplacement. (simple, si on veut...). Tu fournis toi même l'exemple de ce qu'on ne retient généralement qu'une partie du message et en l'occurence, de travers.

J'avais l'impression que le 'plus de désert' était de la propagante alarmiste et scientifiquement non fondée. Il se peut que le RC donne plus de désert, comme il se peut qu'il en donne moi.

Ce qui est vraiment de la propagande, c'est de déformer les propos. C'est ce que tu as fait , volontairement ou non. Involontairement, je suppose parce que c'est vraiement trop grossier.

Mais donc je me trompe, le RC donnera plus de désert ? C'est scientifiquement prouvé ?

Réponse sans objet, voir plus haut.

[invite78d2ef62]

Non, je pense que tu ne saisis pas bien. Restons en à la rétroaction dans la colonne pour commencer, sous les tropiques évidemment.
Si ce sont les hautes couches qui émettent davantage, la température d'émission (vue de l'espace) diminue ce qui renforce l'effet de serre: l'év=cart entre l'émission de la surface et ce qui sort de l'atmosphère augmente.
Ceci est vrai tant que le gradient vertical de température ne diminue pas à un point tel que ça puisse compenser.
Exemple: la couche qui émet le plus vers l'espace (le maximum de la fonction de poids) passe de 6 km à 7 km à cause de l'enrichissement en VE, on compense ça si la température d'émission de la couche 7 km est la même que celle de la couche 6 km avant la rétroaction. Avec une augmentation de la tempé de surface de 3 K, tout décale de 3K .Le gradient moyen est de 6,5 K/km , il faudrait donc gagner 3,5K/7 = 0,5 K/km. Le gradient devrait ne plus être que de 6K/km pour qu'il y ait compensation. Apparemment, les modèles ne donnent jamais ce genre de compensation.

Oui je comprends, mais ce qui va "compenser" le T d'émission plus faible TOA, c'est surtout la moyenne et la haute troposphère, non ? (Le fameux "hot spot" des modèles que Lindzen met en avant). Car la surface elle-même, si elle est quasi-saturée en VE, ne pourra de toute façon guère gagner avec les IR piégé par la VE à plus haute altitude... et finit par relacher le trop plein par convection (le phénomène que tu décrivais sur la warm pool : convection profonde, condensation / coalescence, pluie, grêle, orage, .déchirement des nuages, "bouffée radiative" vers l'espace... et cela repart, mais cela repart sans grande modification de T).

[yves25]

Je ne te suis plus.
Tu veux dire que ce mécanisme va empêcher l'augmentation de tempé à la surface?
Je n'en étais pas à discuter ça, je répondais à ta question en fait .

dans l'hypothèse du réchauffement dû au CO2, la tempé à la surface augmente à cause d'abord du seul CO2 et on essaie d'analyser ce qui se passe. C'est comme ça qu'il faut faire si tu veux analyser les rétroactions.

[invite78d2ef62]

Je ne te suis plus.
Tu veux dire que ce mécanisme va empêcher l'augmentation de tempé à la surface?
Je n'en étais pas à discuter ça, je répondais à ta question en fait .
dans l'hypothèse du réchauffement dû au CO2, la tempé à la surface augmente à cause d'abord du seul CO2 et on essaie d'analyser ce qui se passe. C'est comme ça qu'il faut faire si tu veux analyser les rétroactions.

Ma question est précisément celle-là : on a une hausse CO2 qui entraîne une hausse des T, puis des rétroactions qui entraînent à leur tour une hausse des T, plus prononcées encore. Et je précise T surface (Ts) car c'est le facteur choisi pour la sensibilité climatique.

Dans le cas qui nous occupe ici (Ts tropicale, analyse simple une colonne), je comprends que la Ts augmente initialement par forçage, c'est ce qui entraîne l'évaporation supp. Mais la rétroaction VE elle-même, dans un second temps, je ne comprends pas son influence décisive sur les Ts tropicales dans ce que l'on décrit en terme de radiation et convection. Parce que la radiation joue surtout sur la moyenne et haute tropo (basse couche saturée). Parce que la convection refroidit plutôt la surface. Donc la Ts tropicale ne semble pas tellement affectée par la rétroaction.

En fait, on voit cela sur le schéma 9.1 p. 675 de l'AR4, image C (réponse aux GES) : ce qui se réchauffe le plus, c'est la couche 200-300 hPa. Et la chaleur se "déverse" en moyennes et hautes latitudes de l'HN.

Image : AR4, IPCC-GIEC, 2007. Simulation par PCM de la réponse des T 1890-1999 au forçage GES seul, de la surface (1000 hPa) à la stratosphère (10 hPa), d'après Santer 2003.

[yves25]

. Et la chaleur se "déverse" en moyennes et hautes latitudes de l'HN.

.

humm, ton intérprétation est un peu rapide et, je pense, inexacte.
En schématisant ce que tu dis là, on en viendrait à croire que le réchauffement des latitudes moyennes est produit par le réchauffement des régions tropicales. Ce n'est sans doute pas complètement faux, en ce sens que , comme je le disais plus haut, une intensification de la convection transporte davantage de chaleur et renforce les cellules de Hadley.
Il n'empêche qi'il ya un forçage CO2 aux latitudes moyennes et un enrichissement en vapeur d'eau pour des raisons locales (la tempé y est plus élevée, l'air peut contenir davantage de VE, point.)

On dirait que tu raisonnes comme si toute la chaleur gagnée était forcément transformée en flux d'évaporation

Radiativement, la surface se refroidit forcément , même si l'atmosphère est complètement opaque. Simplement, il ne pourra plus y avoir d'échanges directs avec l'espace, ni m^me éventuellement avec la haute tropo mais ça se fera de façon indirecte: la surface réchauffe la basse tropo qui à son tour réchauffe la haute tropo . Conséquence , si il ya davantage de vapeur d'eau, la surface échange avec une couche dont la température est plus proche et se refroidit moins.

Voir la discussion sans fin à propos de l'effet de serre sur IC.

La convection compense partiellement ce moindre refroidissement mais pas totalement.

[invite78d2ef62]

humm, ton intérprétation est un peu rapide et, je pense, inexacte.
En schématisant ce que tu dis là, on en viendrait à croire que le réchauffement des latitudes moyennes est produit par le réchauffement des régions tropicales. Ce n'est sans doute pas complètement faux, en ce sens que , comme je le disais plus haut, une intensification de la convection transporte davantage de chaleur et renforce les cellules de Hadley.
Il n'empêche qi'il ya un forçage CO2 aux latitudes moyennes et un enrichissement en vapeur d'eau pour des raisons locales (la tempé y est plus élevée, l'air peut contenir davantage de VE, point.)

Non en fait, là je restais sur les Tropiques, parce que l'on dit dans les rapports GIEC (et partout) que le comportement tropical est une variable clé du réchauffement attendu.

Mais en fait, c'est intéressant aussi de sortir du cadre tropical : je me doute bien que la rétroaction VE est valable ailleurs aussi, mais je ne sais pas en revanche ce qu'elle représente comme "part" de la hausse des T. En HN, il y a beaucoup de continents, donc cela doit être moindre.

En HS, il y a beaucoup d'océans... et l'on pourrait se demander au passage pourquoi les rétroactions VE-nuage, si elles sont les principales, n'ont pas abouti pour le moment à un RC plus marqué sur l'HS que sur l'HN dans l'atmosphère (en surface, il y a l'inertie thermique, mais cela ne joue pas pour la part du ∆T atmosphère qui dépend de la rétroaction vapeur d'eau et nébulosité). On devrait au moins observer un réchauffement en tropo de l'HS, selon le mécanisme que l'on vient de décrire : bcp d'océans, un forçage GES bien réparti, peu de forçage (négatif) aérosols > effet maximum sur l'évaporation > réchauffement de la troposphère. Or, je ne crois pas que le basse, moyenne ou haute troposphère de l'HS se soient réchauffées plus vite que l'HN (où il y a moins de VE, autant de GES et plus d'aérosols). Et d'ailleurs, le schéma GIEC ci-dessus ne monte pas que les modèles prévoient une réponse forte de l'atmopshère sur 30-70°S. Mais pourquoi finalement, puisque l'on a en HS tous les ingrédients, et même l'ingrédient aérosol plus favorable au réchauffement que dans l'HN (cette fois que ce soit clair, je parle ici du réchauffement Ttropo, pas Ts, c'est-à-dire comprendre pourquoi l'HS très océanique n'a pas une rétroaction VE plus forte dans sa haute atmosphère, donc un ∆T plus marqué) ?

[invite78d2ef62]

Un autre point, je reviens en fait un peu avant la rétroaction à l'effet du forçage lui-même et à sa répartition spatiale. Ci-dessous, un schéma GIEC (AR3 2001) sur les effets des forçages selon les latitudes.

Un point que je ne comprends pas très bien, c'est pourquoi le forçage GES (en haut) est plus actif en région subtropicale qu'en région équatoriale, alors que ce n'est pas le cas pour le forçage solaire (en bas). Il me semble que c'est la couverture nuageuse quasi-permanente de l'Equateur qui limite l'effet des GES... mais cela devrait être pareil pour le soleil, non ?

Image : GIEC IPCC, AR3, répartition géographique des forçages GES (a) et solaire (k)

[yves25]

Un autre point, je reviens en fait un peu avant la rétroaction à l'effet du forçage lui-même et à sa répartition spatiale. Ci-dessous, un schéma GIEC (AR3 2001) sur les effets des forçages selon les latitudes.

Un point que je ne comprends pas très bien, c'est pourquoi le forçage GES (en haut) est plus actif en région subtropicale qu'en région équatoriale, alors que ce n'est pas le cas pour le forçage solaire (en bas). Il me semble que c'est la couverture nuageuse quasi-permanente de l'Equateur qui limite l'effet des GES... mais cela devrait être pareil pour le soleil, non ?

Image : GIEC IPCC, AR3, répartition géographique des forçages GES (a) et solaire (k)

1 peut être à prendre avec un peu de précaution, cad ne pas trop s'attacher aux détails. Je n'ai plus l'AR3 ici donc je ne connais pas les détails de cette illustration

2 en 1ere approximation, l'effet de serre est efficace nuages ou pas (exception: les nuages hauts donc les nuages convectifs). N'oublie pas qu'on parle des forçages donc de GES bien distribués horizontalement et verticalement (pas comme H2O). Donc, tout ce qui est nuages bas n'intervient pas sur les GES alors que c'est évidemment essentiel sur le solaire: on voitr parfaitement ça sur la figure k au large de l"Amerique de Sud où il y a toujours des stratocumulus.

[yves25]

Non en fait, là je restais sur les Tropiques, parce que l'on dit dans les rapports GIEC (et partout) que le comportement tropical est une variable clé du réchauffement attendu.

Mais en fait, c'est intéressant aussi de sortir du cadre tropical : je me doute bien que la rétroaction VE est valable ailleurs aussi, mais je ne sais pas en revanche ce qu'elle représente comme "part" de la hausse des T. En HN, il y a beaucoup de continents, donc cela doit être moindre.

En HS, il y a beaucoup d'océans... et l'on pourrait se demander au passage pourquoi les rétroactions VE-nuage, si elles sont les principales, n'ont pas abouti pour le moment à un RC plus marqué sur l'HS que sur l'HN dans l'atmosphère (en surface, il y a l'inertie thermique, mais cela ne joue pas pour la part du ∆T atmosphère qui dépend de la rétroaction vapeur d'eau et nébulosité). On devrait au moins observer un réchauffement en tropo de l'HS, selon le mécanisme que l'on vient de décrire : bcp d'océans, un forçage GES bien réparti, peu de forçage (négatif) aérosols > effet maximum sur l'évaporation > réchauffement de la troposphère. Or, je ne crois pas que le basse, moyenne ou haute troposphère de l'HS se soient réchauffées plus vite que l'HN (où il y a moins de VE, autant de GES et plus d'aérosols). Et d'ailleurs, le schéma GIEC ci-dessus ne monte pas que les modèles prévoient une réponse forte de l'atmopshère sur 30-70°S. Mais pourquoi finalement, puisque l'on a en HS tous les ingrédients, et même l'ingrédient aérosol plus favorable au réchauffement que dans l'HN (cette fois que ce soit clair, je parle ici du réchauffement Ttropo, pas Ts, c'est-à-dire comprendre pourquoi l'HS très océanique n'a pas une rétroaction VE plus forte dans sa haute atmosphère, donc un ∆T plus marqué) ?

Première réponse:

1 j'ai lu sur IC que les modèles fonctionneraient à humidité relative constante, c'est évidemment faux. L'humidité relative ds modèles n'est pas fixée, elle est déterminée par lkes flux d'évaporation en surface puis par les mécanismes de condensation/précipitation tels qu'ils sont paramétrés dans chaque modèle. Pour que l'évaporation augmente, il faut que la température de l'océan augmente et ça prend du temps. Sur les continents, la tempé de surface réagit quasi instantanément, les flux convectifs (ce qui inclue l'évaporation) réagissent donc très rapidement. Le résultat logique serait que la rétroaction négative de la VE soit évidemment plus faible sur l'HN mais apparaisse plus rapidement.

Indépendamment de toute autre cause à chercher côté océanique, je ne suis donc pas surpris de ce qui semble te surprendre mais je pense surtout que tu cherches à analyser des mécanismes fins ..avec des gants de boxe.

Si tu veux savoir si la rétroaction VE est détectable, regarde donc si on observe une augmentation de la VE et non pas si on observe le réchauffement dû à cette même augmentation. Ca évitera de rajouter d'autres mécaniismes éventuels.

Or, on est déjà limite dans la détection de ce genre de tendance.

A propos, si tu veux vraiment t'informer sur la façon dont on paramétrise la convection , va voir les cours du Centre Européen de Prévision Météo (ECMWF)
http://www.ecmwf.int/newsevents/trai...tes/LN_PA.html
regarde en particulier le cours de Bechtoldt mais accroche toi et mets ta ceinture mais on ne peut pas toujours éviter la complication.