Effet de serre, CO2 et rétroactions

[invite78d2ef62]

(...)

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.

Merci du lien, je lâche mes gants de boxe et je prends une aspirine
-----

[invite0dd4f252]

En HN, il y a beaucoup de continents, donc cela doit être moindre.

gloups!

déjà il n'y a pas de raison que l'augmentation relative soit inférieure sur les continents et je dirais même au contraire, puisque l'augmentation de température y est plus forte.
A moins que tu considères que ls continents s'assèchent?
En outre ne pas oublier l'inertie thermique bien plus faible des continents par rapport à celle des océans.

[invite78d2ef62]

gloups!

déjà il n'y a pas de raison que l'augmentation relative soit inférieure sur les continents et je dirais même au contraire, puisque l'augmentation de température y est plus forte.
A moins que tu considères que ls continents s'assèchent?
En outre ne pas oublier l'inertie thermique bien plus faible des continents par rapport à celle des océans.

Certes, mais les terres sont des terres, les océans des océans, et l'on parle ici de flux d'évaporation. Je suppose simplement qu'une surface océanique s'évapore davantage qu'une surface terrestre lorsqu'elle est soumise à un forçage identique. Et comme les rétroactions s'ensuivent...

(Sinon, pour l'HS, j'avais bien précisé réchauffement de la colonne verticale, pas à celui de la surface ; et je me demandais pourquoi les modèles ne prévoient rien de marqué en HS à 500-100 hPa, indépendamment de la mesure dont Yves dit à juste titre qu'elle est difficile mais cela dérange pas outre mesure les runs des modèles).

[yves25]

Certes, mais les terres sont des terres, les océans des océans, et l'on parle ici de flux d'évaporation. Je suppose simplement qu'une surface océanique s'évapore davantage qu'une surface terrestre lorsqu'elle est soumise à un forçage identique. Et comme les rétroactions s'ensuivent...

Le flux d'évaporation dépend de la température de la surface, de la température de l'air juste au dessus, de la rugosité de la surface et, bien entendu du vent. autrement dit, l'augmentation du flux d'évaporation n'est pas obligatoirement plus forte qu'au dessus d'une forêt tropicale par exemple. Globalement, il me semble tu as sans doute raison mais c'est pas si évident que ça.

(Sinon, pour l'HS, j'avais bien précisé réchauffement de la colonne verticale, pas à celui de la surface ; et je me demandais pourquoi les modèles ne prévoient rien de marqué en HS à 500-100 hPa, indépendamment de la mesure dont Yves dit à juste titre qu'elle est difficile mais cela dérange pas outre mesure les runs des modèles).

Non, ça ne dérange évidemment pas les modèles. C'est à creuser en effet mais si la surface se réchauffe peu, le flux d'évaporation n'augmente pas.
Pour fixer les idées :

avec la tensio de vapeur saturante à la température de la peau de l'océan et , la pression partielle de vapeur d'eau juste au dessus etle vent. est le "bulk coefficient " qui dépênd de la rugosité de la surface.

C'est pas ce qu'on fait de mieux mais ça donne une idée.

[invite0dd4f252]

Certes, mais les terres sont des terres, les océans des océans, et l'on parle ici de flux d'évaporation. Je suppose simplement qu'une surface océanique s'évapore davantage qu'une surface terrestre lorsqu'elle est soumise à un forçage identique. Et comme les rétroactions s'ensuivent...

oui les terres sont les terres et les océans sont les océans, merci de l'info

Néanmoins lorsqu'on regarde l'augmentation de la rétroaction VE, celle-ci, je n'y peux rien, et jusqu'à preuve du contraire est bien liée à la concentation en VE, et pas aux flux d'évaporation.
S'il pleut plus (ce qui est le cas) au niveau des océans, le flux augmente certes mais pas la ccion en VE.
Donc je réitère qu'il n'y a aucune raison objective pour que la part VE des rétroactions soit plus faible sur les terres que sur les océans en tous cas si on raisonne à RH constant.
Si on pense que l'atmosphère s'assèche au-dessus des terres c'est une autre affaire, mais cela reste à prouver.
J'aurais d'ailleurs tendance à dire que le gradient est plus faible sur les océans que sur les terres cycle hydro plus important oblige.

[invite78d2ef62]

oui les terres sont les terres et les océans sont les océans, merci de l'info

Néanmoins lorsqu'on regarde l'augmentation de la rétroaction VE, celle-ci, je n'y peux rien, et jusqu'à preuve du contraire est bien liée à la concentation en VE, et pas aux flux d'évaporation.
S'il pleut plus (ce qui est le cas) au niveau des océans, le flux augmente certes mais pas la ccion en VE.
Donc je réitère qu'il n'y a aucune raison objective pour que la part VE des rétroactions soit plus faible sur les terres que sur les océans en tous cas si on raisonne à RH constant.
Si on pense que l'atmosphère s'assèche au-dessus des terres c'est une autre affaire, mais cela reste à prouver.
J'aurais d'ailleurs tendance à dire que le gradient est plus faible sur les océans que sur les terres cycle hydro plus important oblige.

Ben dans le message 118, tu as la projection des modèles et il semble bien que la rétroaction la plus forte au CO2 est sur les Tropiques 30°N-30°S à 200-200 hPa, pas sur les terres en moyenne latitude. L'autre rétroaction forte c'est le Pôle Nord, mais la rétroaction des glaces joue un rôle majeur dont nous n'avons pas encore parlé.

Je ne sais pas comment les modèles y parviennent précisément, il faut lire les textes mis en lien par Yves, mais le fait est là. Il faut justement supposer que le flux d'évaporation n'est pas compensé par les précipitations et que la différence évapo minus precip reste supérieure sur les Tropiques par rapport aux autres zones. Cela dit, les modèles ont des résultats médiocres sur la simulation des précipitations et surtout sur les Tropiques : voir tout récemment Allan et Soden (ref ci après) et antérieurement les intercomparaisons Dai 2006, Wang et Lau 2006, Phillips et Gleckler 2006, Sun et al 2006, Kharin 2007, etc. Le point commun de tous ces travaux est quand même la difficulté des modèles à reproduire de manière réaliste soit l'importance, soit la répartition des précip. tropicales (ou du transport par cellules de Hadley et Walker, voir Tanaka et al 2005, Mitas et Clement 2006).

Allan R.P., B.J. Soden (2007), Large discrepancy between observed and simulated precipitation trends in the ascending and descending branches of the tropical circulation, Geophysical Research Letters, 34, L18705, doi:10.1029/2007GL031460.

Sinon, à la bse, tu dis : la rétroaction est liée à la concentation en VE, et pas aux flux d'évaporation... mais je ne vois pas comment la variation de concentration VE n'est pas liée d'abord au flux d'évaporation dans un premier temps, et l'humidité des sols est évidemment une réserve "mineure" comparée à l'océan. L'autre point est la rétroaction VE est d'abord active en haute troposphère, et non en basse couche (voir le papier de Pierrehumbert ci-après à ce sujet) : je pense que la convection profonde des Tropiques joue un rôle important là-dessus, et on a peut-être des phénomènes convectifs moins importants sur les terres. (?)

Pierrehumbert sur la VE (RC) :
http://www.realclimate.org/index.php...switch_lang/fr

[yves25]

Sinon, à la bse, tu dis : la rétroaction est liée à la concentation en VE, et pas aux flux d'évaporation... mais je ne vois pas comment la variation de concentration VE n'est pas liée d'abord au flux d'évaporation dans un premier temps, et l'humidité des sols est évidemment une réserve "mineure" comparée à l'océan.

Bien sûr: l'augmentation de la quantité de vapeur d'eau résulte d'une différence accrue entre évaporation et précipitations mais note qu'il ne s'agit que d'un déséquilibre passager (sinon la quantité de VE augmenterait sans cesse). Mais, justement, comme je l'écrivais plus haut, le flux d'évaporation est directement lié à la température de durface de la mer qui augmente bien plus lentement que celle des sols.

Autrement dit, la réserve d'eau des continents, très faible, je te l'accorde bien volontiers, est mobilisée plus rapidement.

Ce sont vraiment des mécanismes un peu trop délicats pour chercher à les interpréter aussi grossièrement.

[invite0dd4f252]

Sinon, à la bse, tu dis : la rétroaction est liée à la concentation en VE, et pas aux flux d'évaporation... mais je ne vois pas comment la variation de concentration VE n'est pas liée d'abord au flux d'évaporation dans un premier temps, et l'humidité des sols est évidemment une réserve "mineure" comparée à l'océan. L'autre point est la rétroaction VE est d'abord active en haute troposphère, et non en basse couche (voir le papier de Pierrehumbert ci-après à ce sujet) : je pense que la convection profonde des Tropiques joue un rôle important là-dessus, et on a peut-être des phénomènes convectifs moins importants sur les terres. (?)

Pierrehumbert sur la VE (RC) :
http://www.realclimate.org/index.php...switch_lang/fr

bah tu sais moi je suis basique.

je me dis surtout que la teneur en VE est régie par Clapeyron.
les flux ça s'ajuste pour "obéir" à Clapeyron.
Ca c'est pour la pression de vapeur saturante.
ensuite il faut faire intervenir le RH c'est à dire en gros le mélange air/VE, les condensations etc.
Je suppose que le RH est constant sur terre comme sur les océans.
Si la température augmente sur les terres il y a bien assez de flotte (sans compter l'appoint océanique) pour satisfaire Clapeyron.
On va bien trouver 4 à 5 kg d'eau/m2 tout de même.
Donc pas de raison que l'effet VE soit plus faible sur la globalité des terres que sur la globalité des océans.

Maintenant je ne vais pas plus loin, je ne sais pas faire, je ne faisais que réagir à ton post sur la VE.

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.

tu parlais bien de la température de surface pas à 200 hPa?

après je laisse parler les spécialistes.

Mais il est clair qu'une convection plus puissante dans les tropiques va réchauffer le 200 hPa, ramener de la VE à ccion plus forte à ce niveau par conséquent mais aussi en dessous.
Faudrait étudier l'effet radiatif de cette colonne sur la Ts .

Je sais pas encore faire.

[invite78d2ef62]

Bon, on est en fait d'accord que l'on ne peut guère creuser plus loin sur la VE / les nuages sans se pencher sur les mécanismes précis (radiatifs+convectifs+circulat ion générale+conditions locales), et que c'est hors de notre portée. Sauf si on parle d'un travail particulier de chercheurs, que l'on peut éventuellement commenter pour essayer de bien comprendre comment ils arrivent à leurs conclusions sur le phénomène étudié, sans essayer de généraliser au-delà.

Donc, sauf s'il y a encore des demandes de précisions sur la VE / les nuages, on peut passer à d'autres rétroactions. Par exemple, celle des glaces et des neiges, avec notamment leur importance relative pour l'amplification polaire du RC.

Quelqu'un veut ouvrir le bal ?

[yves25]

On peut aller plus loin dans la compréhension des mécanismes. Ce que je soulignais , c'est que la méthode d'investigation n'était pas adaptée.

On peut partir de la physique un peu basique et voir comment ça marche mais il est simplement impossible de tirer des conclusions maintenant à partir de données de température.

Est ce que vous êtes satisfaits quant à l'effet d'iris ou la rétroaction nuages?

Ceci dit, je vais être très peu dispo jusqu'à Noel mais on pourrait continuer et considérer les deux types de nuages étendus: strato cu et cirrus.

[invite78d2ef62]

(...)
Est ce que vous êtes satisfaits quant à l'effet d'iris ou la rétroaction nuages?

Ceci dit, je vais être très peu dispo jusqu'à Noel mais on pourrait continuer et considérer les deux types de nuages étendus: strato cu et cirrus.

Oui pourquoi pas pour les strato-cu et cirrus, mais dans quel axe de réflexion ? Ce serait déjà intéressant de voir leur condition de formation et ce qui est susceptible de la faire varier.

[yves25]

Oui pourquoi pas pour les strato-cu et cirrus, mais dans quel axe de réflexion ? Ce serait déjà intéressant de voir leur condition de formation et ce qui est susceptible de la faire varier.

C'est ça qu'on peut regarder avec deux points plus particulièrement:
1 quelle sensibilité aux aérosols et aux noyaux de condensation de façon plus générale (cad quelle susceptibilité)? Plus généralement, cela revient à dire quelle microphysique?
2 Quelle rétroaction envisageable, quel forçage éventuellement (cf cirrus et traînées de condensation)

[yves25]

bah tu sais moi je suis basique.

je me dis surtout que la teneur en VE est régie par Clapeyron.
les flux ça s'ajuste pour "obéir" à Clapeyron.
Ca c'est pour la pression de vapeur saturante.
ensuite il faut faire intervenir le RH c'est à dire en gros le mélange air/VE, les condensations etc.
Je suppose que le RH est constant sur terre comme sur les océans.
Si la température augmente sur les terres il y a bien assez de flotte (sans compter l'appoint océanique) pour satisfaire Clapeyron.
On va bien trouver 4 à 5 kg d'eau/m2 tout de même.
Donc pas de raison que l'effet VE soit plus faible sur la globalité des terres que sur la globalité des océans.

Il n'y a pas de raison que l'humidité relative reste constante , pas plus que l'humidité spécifique. La répartition de la vapeur d'eau est très hétérogène, on peut bien sûr parler d'HR moyenne mais ça signifie la moyenne entre des zones saturées et d(autres, au contraire très sèches. Cette hétérogénéité, on la trouve un peu à toutes les échelles.

Il me semble aussi peu réaliste de raisonner à HR constante qu'à humidité spécifique constante. Les qq indications issues d'observations satellitales (il faudrait que je les retrouve mais pas le temps aujourd'hui) semblent d'ailleurs entre les deux ce qui n'a rien d'étonnant.

tu parlais bien de la température de surface pas à 200 hPa?

après je laisse parler les spécialistes.

Mais il est clair qu'une convection plus puissante dans les tropiques va réchauffer le 200 hPa, ramener de la VE à ccion plus forte à ce niveau par conséquent mais aussi en dessous

Un flux convectif plus grand , c'est
soit une divergence plus grande à tous les niveaux ou à certains niveaux
soit une extension à des niveaux plus élevés (on va plus haut)

Il ne peut y avoir divergence plus grande dans une couche que si il y a augmentation des précipitations générées dans cette couche. C'est à ça que se raccroche Lindzen.
Est ce possible? Oui
Est ce probable? pas évident du tout

Mais , ce n'est pas tout: si on veut une rétroaction négative, il faut dissiper davantage que l'augmentation du flux convectif
Soit LE le flux convectif (L chaleur latente, E flux d'évaporation)
soit donc Delta LE, l'augmentation du flux convectif dûe à l'augmentation de tempé de la surface

Soit Lc le niveau de condensation (la base du nuage) sans rétroaction
soit Lt1 le niveau du sommet du nuage convectif sans rétroaction

si div (LE) reste constant entre Lc et Lt1 , la convection gagne des niveaux plus élevés (Lt1 augmente et devient Lt2)
si div (LE) entre Lc et Lt1 <= Delta (LE) le sommet du nuage est inchangéet il n'y a pas de rétroaction négative car il y a la même quantité d'eau disponible en Lt1
il faut donc div (LE) entre Lc et Lt1 > Delta (LE) pour que le flux convectif en Lt1 soit réduit

Si vous m'avez suivi jusqu'ici, vous voyez que la condition de Lindzen est très restrictive.

Faudrait étudier l'effet radiatif de cette colonne sur la Ts .

franchement, je ne vois pas Je sais pas encore faire.

Tu augmentes l'isolation, tu augmentes donc la Ts. On a un analogue en qq sorte: tu prends une nuit claire, tu as du givre, tu fais passer un voile de cirrus, t'as plus de givre ou moins. On mesure très bien le passage d'un cirrus d'altitude quand on mesure des flux radiatifs IR à la surface.

[invite0dd4f252]

concernant le RH inchangé lorsque je dis que je le suppose inchangé je ne le dis pas complètement au hasard.
voir ce chapitre de l'AR4

8.6.3.1.2 Summary of water vapour and lapse fate
feedbacks
Significant progress has been made since the TAR in
understanding and evaluating water vapour and lapse rate
feedbacks. New tests have been applied to GCMs, and have
generally found skill in the representation of large-scale free
tropospheric humidity responses to seasonal and interannual
variability, volcano-induced cooling and climate trends. New
evidence from both observations and models has reinforced
the conventional view of a roughly unchanged RH response to
warming. It has also increased confidence in the ability of GCMs
to simulate important features of humidity and temperature
response under a range of different climate perturbations.
Taken together, the evidence strongly favours a combined
water vapour-lapse rate feedback of around the strength found
in global climate models.

Il est indiqué ailleurs que la distribution du RH est également modélisée inchangée.

Par conséquent je répète qu' il y a peu de raison de penser que la rétroaction VE soit plus faible sur les terres que sur les océans et donc que la température doive y monter moins vite que mesuré (sous-entendu les mesures terrestres sont fausses).
Ca veut pas dire que localement il ne puisse pas y avoir des changements.

Tu augmentes l'isolation, tu augmentes donc la Ts. On a un analogue en qq sorte: tu prends une nuit claire, tu as du givre, tu fais passer un voile de cirrus, t'as plus de givre ou moins. On mesure très bien le passage d'un cirrus d'altitude quand on mesure des flux radiatifs IR à la surface.

oui je n'en doute pas mais je ne parle pas de ça.
c'est bien toi qui parlait de saturation de l'effet de la VE sous les tropiques et c'est dans ce contexte que j'en parlais.
c'est à dire en ciel clair que se passe t'il, dans les tropiques, si l'on augmente la VE en haute tropo alors qu'il y aurait saturation.
Si on met des nuages on complique et moi je préfère comprendre déjà les choses plus simples.
Dans le cas d'un "gaz gris" qui absorbe à toutes les fréquences c'est facile à comprendre.
On augmente l'épaisseur optique ==> on augmente la température au sol.
ce sont les équations qui le disent.
J'ai plus de mal à comprendre avec un gaz qui absorbe à une fréquence donnée.
Là c'est un peu comme si je mettais un bout d'isolant sur une partie d'une surface sans isoler le reste.
Au bout d'un moment, lorsque la température du bout externe de mon isolant ne baisse plus je peux toujours rajouter de l'isolant sur mon bout d'isolant cela ne servira à rien pour la surface globale s'entend.

[yves25]

Pour l'HR, il me semble bien que les observations satellite confirment une augmentation de l'humidité spécifique plutôt inférieure à ce que ça donnerait si l'HR restait constante. Je n'ai plus le temps de retrouver ça, désolé!

Pour ce qui est de l'influence radiative de la VE rajoutée sous les tropiques
1 je ne suis pas certain que je parlais de saturation de l'effet de la VE dans ce sens là
2 voici la transmission au travers de toute l'atmosphère sous les tropiques

On voit que l'atmosphère conserve une transparence significative dans la fenêtre atmosphérique. Ajouter de la vapeur d'eau , c'est combler un peu cette fenêtre car c'est encore la vapeur d'eau qui est responsable de ce cette absorption qui est plus de nature continuum et sans doute due à la superposition des pieds des raies très lointaines.

3 je ne vois pas en quoi la température du bout externe de ton isolant ne baisse plus: la concentration en vapeur d'eau diminue très rapidement avec l'altitude du fait de Clapeyron. Bien plus vite que le gradient de température. Conséquence si tu rajoutes de la VE en altitude tu déplaces facilement vers le haut le maximum de la fonction de poids (en moyenne, l'echelle de hauteur est de 2 km contre 8 km pour l'atmosphère ) et, donc, la température radiative baisse.

[invite0dd4f252]

3 je ne vois pas en quoi la température du bout externe de ton isolant ne baisse plus: la concentration en vapeur d'eau diminue très rapidement avec l'altitude du fait de Clapeyron. Bien plus vite que le gradient de température. Conséquence si tu rajoutes de la VE en altitude tu déplaces facilement vers le haut le maximum de la fonction de poids (en moyenne, l'echelle de hauteur est de 2 km contre 8 km pour l'atmosphère ) et, donc, la température radiative baisse.

oui d'accord t'as raison.

en fait je pensais plutôt "CO2" en disant ça.

pour la VE j'ai quand même un pb.
pour avoir plus de VE plus haut il faut que la température monte sinon ça condense, non?

[invite0dd4f252]

ah oui j'ai aussi un pb avec ce que tu appelles fonction de poids.

ce que je connais comme notion c'est l'épaisseur optique tau définie comme :

tau = - intégrale de ps à p (K/g. dp)

où K = coeff d'absorption en m2/kg et p la presion bien sûr.

la fonction de poids c'est ce qui est appelé le "path" en anglais ou le tau ou autre chose?

ou alors le profil de K?

[yves25]

Dernière réponse avant un moment, désolé!

Pour la VE, oui bien sûr si la tempé reste constante on atteint la saturation plus vite ce qui signifie, dans ce cas, que la base du cunimb est plus basse mais dans une maille de modèle on a , à la fois, des zones de d'ascendances et des zones de subsidence. dans les premières, il ya saturation mais pas dans les autres et la quantité dont on parle est une valeur moyenne. De m^me si on utilise des observations satellitales , on ne résout pas l'échelle de la convexion et surtout pas dans les données climatiques.

A priori, on peut donc supposer une organisation spatiale de la convection qui serait compatible avec une augmentation de l'humidité et plus ou moins de nuages .

Pour la fonction de poids, c'est ni l'un ni l'autre:
c'est la quantité qui multiplie la fonction de Planck dans l'expression de la luminance (radiance) sortant

ça revient à
K(p) exp(- tau)
mais tau serait l'intégrale de 0 à p et pas de ps à p puisque tu regardes depuis l'espace.
tau, c'est le path ou l'épaisseur optique à la fréquence considérée.

C'est d'ailleurs une des limites de ce genre d'approche Il vaudrait mieux assimiler les données satellite via un modèle de prévision à mailles fines et reconstruire par ce biais des moyennes compatibles avec la résolution des modèles.