Le réchauffement climatique: les bases d'une discussion intelligente

[calculair]

bonjour,

Je vais sans doute dire une bêtise.......

Quand tu as absorbé presque toute l'energie emise par le sol dans la bande d'absorption du gaz à effet de serre, le fait d'augmenter encore la quantité de ce gaz, l'energie supplementaire retenue devient de plus en plus faible.

Cette energie supplementaire retenue tend asymptotiquement vers 0.

Il est vrai que la temperature du sol augmente, ce qui augmente l'energie injectée....

Alors l'energie retenue augmenterait avec la densité des gaz à effet de serre ??????? sans limite
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[calculair]

Bonjour

En complement de mon dernier message

J'ai l'impression que cela doit dependre de l'efficacite du gaz à effet de serre, ça ne diverge pas necessairement. Si le gaz à effet de serre retient peu d'energie, il y aura bien une espèce de saturation ( au pif )

[invite04433ac1]

J'ai l'impression que c'est le cas, non ? Un doublement CO2 produira approximativement le même effet, que ce soit 280 > 560 ppmv, 560 > 1120, 1120 > 2240, etc. Donc au bout d'un moment, il faudrait une immense quantité ajoutée (très irréaliste vu le cycle carbone) pour obtenir un effet.

[yves25]

bonjour,

Je vais sans doute dire une bêtise.......

Quand tu as absorbé presque toute l'energie emise par le sol dans la bande d'absorption du gaz à effet de serre, le fait d'augmenter encore la quantité de ce gaz, l'energie supplementaire retenue devient de plus en plus faible.

Oui, c'est une erreur.

Ce que tu dis serait vrai si l'atmosphère était isotherme. Ce n'est pas le cas. Si tu augmentes la quantuté de CO2 (par exemple) , alors plus rien ne vient de la surface (par exemple) mais la transmission n'est toujours pas nulle entre 1 km d'altitude (par exemple) et le sommet de l'atmosphère, donc ce qui sort provient de 1 km d'altitude et au dessus .
Or la température à 1km d'altitude est en moyenne 6,5 C plus basse qu'à la surface. Il sort donc moins de rayonnement, c'est ça l'effet de serre.

Si j'augmente la quantité de CO2, alors plus rien ne vient de 1km d'altitude (par exemple) mais la transmission n'est toujours pas nulle entre 2 km d'altitude et le sommet de l'atmosphère. Or , à 2km d'altitude, la température est en moyenne de 13 C plus froide qu'à la surface, donc il sort moins de rayonnement

etc

Tu ne te souviens pas de l'exo sur le triple vitrage? (en PJ)

[calculair]

bonjour

Sans calcul et en supposant que l'energie rayonnée par le sol reste stable

Chaque fois que l'on double la concentration de CO² l'atmosphère retient la moitié de l'énergie precedente absorbée

Si avec 300ppm le forçage CO² est par exemple de 30 W/m²
avecc 600 ppm le forçage sera 30 W + 15 W = 45 W/m²

avec 1200 ppm ontrouvera 30 w ° 15 w +7,5 W= 52 ,5 W/m²

[invitebd2b1648]

Peut-être bien, mais la ionosphère est à combien de K ?

Cordialement,

[calculair]

Bonjour Yves nos 2 messages se sont croisés

Je vais regarder ton document joint...

merci

[invite04433ac1]

Oui, c'est une erreur.

Ce que tu dis serait vrai si l'atmosphère était isotherme. Ce n'est pas le cas. Si tu augmentes la quantuté de CO2 (par exemple) , alors plus rien ne vient de la surface (par exemple) mais la transmission n'est toujours pas nulle entre 1 km d'altitude (par exemple) et le sommet de l'atmosphère, donc ce qui sort provient de 1 km d'altitude et au dessus .
Or la température à 1km d'altitude est en moyenne 6,5 C plus basse qu'à la surface. Il sort donc moins de rayonnement, c'est ça l'effet de serre.

Si j'augmente la quantité de CO2, alors plus rien ne vient de 1km d'altitude (par exemple) mais la transmission n'est toujours pas nulle entre 2 km d'altitude et le sommet de l'atmosphère. Or , à 2km d'altitude, la température est en moyenne de 13 C plus froide qu'à la surface, donc il sort moins de rayonnement

etc

Tu ne te souviens pas de l'exo sur le triple vitrage? (en PJ)

Question : Est-ce pour cela que dans certains schémas, on voit le "gradient thermique" de l'atmosphère signalé comme rétroaction négative ? C'est-à-dire, si je chauffe des hautes couches (par convection je suppose), alors le rayonnement sortant sera plus élevé, donc cela contribue à limiter l'effet de serre et stabiliser la T de surface (= rétroaction négative). Ou alors, est-ce un autre mécanisme ?

[yves25]

Oui, tu as raison, c'est bien ça.
C'est d'ailleurs un point important de différenciation entre les modèles parce que c'est lié au schéma de convection.

En fait, il y a même une certaine compensation antre cette rétroaction négative et la rétroaction nuageuse (dans les modèles) parce que le développement de la convection amène la génération de nuages plus élevés (ou de plus de nuages convectifs) mais aussi la diminution du gradient.

[Yoyo]

Bonsoir

cette discussion echappe pour le moment a la fermeture, vu qu'elle a l'air de se dérouler de facon courtoise et surtout scienfique. Souhaitons que cela continue, sinon la fermeture sera immédiate.

YOyo

[vilveq]

Tu ne te souviens pas de l'exo sur le triple vitrage? (en PJ)

Yves,

Je pense avoir relativement bien comprit le principe du double ou triple vitrage du pdf que tu as posté.
Mais je 'narrive pas à faire la similitude avec la terre et l'effet de serre dù aux GES.

Dans le cas du simple, double ou triple vitrage on rajoute une couche supplémentaire complètement opaque aux IR. (vitre).

Dans le cas de l'atmosphère, on ne rajoute pas une couche d'atmosphère en plus, on opacifie une couche existente.

si l'atmosphère devait être représenté par des vitres , j'ai du pentavitrage (je sais pas si c'est correct le terme de pentavitrage ).

J'ai ma vitre 1 que je vais appeler (tropo), vitre 2 (strato), vitre 3 (méso), vitre 4 (thermo) et vitre 5 (exo).

Imaginons que ma vitre 1 est totalement opaque aux IR. Que ce passe t'il si j'applique sur ma vitre 1 une couche de peinture qui absorbe les IR? Donc je ne rajoute pas une vitre, je mets sur ma vitre un produit qui est va absorber les IR sur une vitre déjà totalement opaque ? Est-ce que ça va changer quelque chose ?

Merci

Bien à toi

[GillesH38a]

il me semble que la vision "couches qui se superposent" peut etre traitée plus simplement et rigoureusement par l'approximation de diffusion, c'est à dire un gradient progressif de densité de rayonnement, qui décroit de façon continue du centre vers la périphérie. C'est la base de la description du transfert de rayonnement dans les atmosphères stellaires. Dans ce cas, le calcul revient à introduire une opacité moyenne (dite de Rosseland) , qui lie le flux radiatif au gradient de température, comme la conduction thermique habituelle de la loi de Fourier.

F = - K grad T



"L'effet de serre" n'est en réalité qu'une augmentation de cette opacité moyenne, ce qui diminue la valeur de K. Comme le flux radiatif est conservé , il est égal au flux solaire incident, diminuer K augmente le gradient de T et donc la température au sol pour une meme température effective dans la haute atmosphère. C'est bien plus facile de comprendre l'effet de serre comme ça je trouve.

A noter que dans cette description, on ne voit pas clairement apparaitre la notion de "forçage", et elle peut paraitre contradictoire avec le fait de dire que le flux radiatif est conservé. Mais il n'en est rien. Le VRAI flux radiatif net est l'intégrale de ce qui est émis dans une direction (l'extérieur) moins ce qui est émis dans l'autre (vers l'intérieur). Par conservation de l'énergie, il est bien conservé. (en réalité il est nul si on considère le flux solaire incident (moins l'albedo) + le flux d'IR thermique réémis. Si on ne prend que le flux thermique réémis, il est égal au flux solaire incident, à albedo constant).

Mais en présence de "rétrodiffusion " par effet de serre, il y a une composante supplémentaire vers l'intérieur au sol qui est exactement compensée par le supplément réémis par le sol à cause de l'augmentation de T. Autrement dit on remplace le flux initial Fi par
Fi = Fi+Fd - Fd.

Le total est bien conservé, mais c'est équivalent à dire qu'on a remplacé le flux Fi par un flux "avec forçage" Fi+Fd, sans effet de serre, au sol.

[yves25]

Yves,

Je pense avoir relativement bien comprit le principe du double ou triple vitrage du pdf que tu as posté.
Mais je 'narrive pas à faire la similitude avec la terre et l'effet de serre dù aux GES.

Dans le cas du simple, double ou triple vitrage on rajoute une couche supplémentaire complètement opaque aux IR. (vitre).

Dans le cas de l'atmosphère, on ne rajoute pas une couche d'atmosphère en plus, on opacifie une couche existente.

si l'atmosphère devait être représenté par des vitres , j'ai du pentavitrage (je sais pas si c'est correct le terme de pentavitrage ).

J'ai ma vitre 1 que je vais appeler (tropo), vitre 2 (strato), vitre 3 (méso), vitre 4 (thermo) et vitre 5 (exo).

Imaginons que ma vitre 1 est totalement opaque aux IR. Que ce passe t'il si j'applique sur ma vitre 1 une couche de peinture qui absorbe les IR? Donc je ne rajoute pas une vitre, je mets sur ma vitre un produit qui est va absorber les IR sur une vitre déjà totalement opaque ? Est-ce que ça va changer quelque chose ?

Merci

Bien à toi

Si tu as bien compris le principe du double triple, penta hexa ou plus vitrage, il te suffit de passer au cas discret (ce que je nommais le saucisson découpé en rondelles!) en augmentant la quantité de GES, tu augmentes l'épaisseur des rondelles ou de façon équivalente, tu les rends plus denses (et la longueur du saucisson, il est vrai que les analogies de ce genre ne tiennent pas le coup très longtemps)

Clairement, cette fois, les tranches ne sont plus totalement opaques aux IR.

Je ne sais pas si ça t'apparaîtra plus clair que la réponse de gilles ou si ça la complète ou pas, à toi de voir

[yves25]

il me semble que la vision "couches qui se superposent" peut etre traitée plus simplement et rigoureusement par l'approximation de diffusion, c'est à dire un gradient progressif de densité de rayonnement, qui décroit de façon continue du centre vers la périphérie. C'est la base de la description du transfert de rayonnement dans les atmosphères stellaires. Dans ce cas, le calcul revient à introduire une opacité moyenne (dite de Rosseland) , qui lie le flux radiatif au gradient de température, comme la conduction thermique habituelle de la loi de Fourier.

F = - K grad T



"L'effet de serre" n'est en réalité qu'une augmentation de cette opacité moyenne, ce qui diminue la valeur de K. Comme le flux radiatif est conservé , il est égal au flux solaire incident, diminuer K augmente le gradient de T et donc la température au sol pour une meme température effective dans la haute atmosphère. C'est bien plus facile de comprendre l'effet de serre comme ça je trouve.

En fait, dans le détail, pour l'atmosphère terrestre, l'augmentation de l'effet de serre n'augmente pas le gradient de T . C'est plutôt le contraire qui se passe dans la troposphère.

[GillesH38a]

En fait, dans le détail, pour l'atmosphère terrestre, l'augmentation de l'effet de serre n'augmente pas le gradient de T . C'est plutôt le contraire qui se passe dans la troposphère.

ah, surprenant, comment la température superficielle au sol peut augmenter sans que le gradient n'augmente ?

[yves25]

Ben parce que la convection augmente.
si tu veux, on regarde ça plus en détail mais pas tout de suite en ce qui me concerne

[GillesH38a]

Ben parce que la convection augmente.
si tu veux, on regarde ça plus en détail mais pas tout de suite en ce qui me concerne

alors d'accord, je parlais juste effectivement d'atmosphère dominée par le transfert par rayonnement. Avec la convection ça change tout. effectivement la troposphère est surtout convective. Mais si la température augmente et que le gradient diminue dans les basses couches, alors il est forcément supérieur au dessus non?

[yves25]

alors d'accord, je parlais juste effectivement d'atmosphère dominée par le transfert par rayonnement. Avec la convection ça change tout. effectivement la troposphère est surtout convective. Mais si la température augmente et que le gradient diminue dans les basses couches, alors il est forcément supérieur au dessus non?

Non, ton raisonnement est biaisé.
Abandonne la comparaison avec les atmosphères stellaires: sur une planète, il y a une surface.
Celle ci a un bilan thermique. Le flux géothermique est quasi nul . C'est le soleil et l'effet de serre qui chauffent la surface (ocean inclus)
donc c'est ça qui se réchauffe.

En fait, la convection provoque une diminution du gradient thermique qui est une rétroaction négative (voir plus haut ma réponse à champ)

[GillesH38a]

Non, ton raisonnement est biaisé.
Abandonne la comparaison avec les atmosphères stellaires: sur une planète, il y a une surface.
Celle ci a un bilan thermique. Le flux géothermique est quasi nul . C'est le soleil et l'effet de serre qui chauffent la surface (ocean inclus)
donc c'est ça qui se réchauffe.

ça ne me parait pas introduire une différence fondamentale, la principale différence est pour moi que l'atmosphère est quasi transparente à certaines longueurs d'onde pour la Terre, alors qu'elle est opaque à toute les longueurs d'onde pour une étoile. Sinon la conservation du flux total (autant qui rentre que qui sort) est assurée rigoureusement par la conservation de l'énergie, en état stationnaire. Ca inclut bien sur le flux solaire incident dans un sens, qui est balancé par le flux thermique sortant dans l'autre sens, et ceci en moyenne est vrai à toutes les altitudes.

La façon dont je vois les choses est la suivante, hors convection : dans les fenêtres de transparence de l'atmosphère, le rayonnement thermique est rebalancé directement dans l'espace (on "voit" le sol depuis l'espace à travers l'atmosphère), alors que dans les raies il est absorbé et réémis de nombreuses fois, et donne donc une composante diffuse (on serait dans le brouillard si on voyait à ces longueurs d'ondes). Dans ces raies-là, l'approximation de diffusion doit etre valable et le flux est bien donné par la conductivité radiative fois le gradient de température. Une opacité plus grande diminue la conductivité et augmente donc le différentiel entre température effective dans la haute atmosphère et température au sol. Mais j'ai l'impression que l'effet principal est l'élargissement des raies d'absorption qui explique la dépendance logarithmique en concentration de CO2 : ça augmente la proportion de composante diffuse par rapport au flux direct, et donc ça correspond la aussi a une augmentation d'opacité moyenne.

En fait, la convection provoque une diminution du gradient thermique qui est une rétroaction négative (voir plus haut ma réponse à champ)

OK, ça je peux le comprendre, et ça existe aussi dans les étoiles. La convection apporte son propre bilan de flux thermique, du coup ça déséquilibre le bilan radiatif , le flux radiatif sortant est moins fort que le flux radiatif entrant, et ça fait donc une rétroaction négative en diminuant l'augmentation du gradient (si je puis me permettre d'exprimer ça comme ça).

[calculair]

Bonjour,

J'ai l'impression que le rayonnement emis vers l'espace suite à un effet de serre sur un astre ( pas necessairement la terre) depend de nombreux paramètres

Parfois on detecte dans les telescopes des raies noires qui correspondent aux raies d'absorption de ces fameux gaz à effet de serre.

Parfois, mais je n'en suis pas sur, du fait qu'un gaz rayonne à l'equilibre thermique, l'energie qu'il absorbe et la raies d'absorption est aussi une raie d'emission, alors on detecte dans le spectre reçu cette fois des raies brillantes qui signe la presence de ce type de gaz.

Finalement ce n'est pas tout tout simple......

[Ricquet]

Back to basics ...

Puisque deux physiciens de votre niveau échangent leurs manières intuitives de percevoir un phénomène, je vais en profiter pour approfondir la mienne (je tiens à être très clair là-dessus : aucun des deux ne doit y voir la plus minuscule tentative de sarcasme de ma part !! Depuis le temps que je vous lis, j'ai compris que la distance entre votre niveau en physique et le mien se mesure en années-lumière ...).

La façon dont je vois les choses est la suivante, hors convection : dans les fenêtres de transparence de l'atmosphère, le rayonnement thermique est rebalancé directement dans l'espace (on "voit" le sol depuis l'espace à travers l'atmosphère), alors que dans les raies il est absorbé et réémis de nombreuses fois, et donne donc une composante diffuse (on serait dans le brouillard si on voyait à ces longueurs d'ondes). Dans ces raies-là, l'approximation de diffusion doit etre valable et le flux est bien donné par la conductivité radiative fois le gradient de température. Une opacité plus grande diminue la conductivité et augmente donc le différentiel entre température effective dans la haute atmosphère et température au sol. Mais j'ai l'impression que l'effet principal est l'élargissement des raies d'absorption qui explique la dépendance logarithmique en concentration de CO2 : ça augmente la proportion de composante diffuse par rapport au flux direct, et donc ça correspond la aussi a une augmentation d'opacité moyenne.

Ma "vision" était un peu différente. Pour ce qui est des zones transparentes, OK, pareil pour moi.
En ce qui concerne les bandes d'absorption, je m'imaginais les choses autrement : le sol émet des photons d'une certaine énergie qui sont immédiatement absorbés, réémis, absorbés ... jusqu'au moment où le rayonnement est "dégradé" en chaleur. Il (le rayonnement) réchauffe la couche où il est absorbé et n'est plus jamais émis à cette énergie-là. Donc, il disparaît ...
Donc, vu de l'espace et si on pouvait voir dans cette bande d'énergie, bin on ne verrait rien du tout (du noir donc).

Donc, de l'espace on ne voit que trois choses : le rayonnement directement réfléchi, le rayonnement de la surface absorbé par rien, et le rayonnement de la dernière couche de l'atmosphère qui émet en fonction de son niveau d'énergie. Les variations d'émission de cette couche nous renseigne sur tout ce qui se passe en dessous.

Ca a un sens ?

Cdt.

[yves25]

ça ne me parait pas introduire une différence fondamentale, la principale différence est pour moi que l'atmosphère est quasi transparente à certaines longueurs d'onde pour la Terre, alors qu'elle est opaque à toute les longueurs d'onde pour une étoile. Sinon la conservation du flux total (autant qui rentre que qui sort) est assurée rigoureusement par la conservation de l'énergie, en état stationnaire. Ca inclut bien sur le flux solaire incident dans un sens, qui est balancé par le flux thermique sortant dans l'autre sens, et ceci en moyenne est vrai à toutes les altitudes.

En premier lieu, le flux qui est conservatif, c'est le flux total convection incluse, ce qui implique que le rayonnement IR ne contrebalance pas exactement le rayonnement solaire.

La deuxième différence, me semble t il, c'est ta question elle même qui la révèle: il n'est pas nécessaire que le gradient augmente puisque le supplément d'énergie en question sert à chauffer la surface. Ce réchauffement provoque à son tour un réchauffement de l'atmosphère et un ajustement de la température des couches On put raisonner en air sec, ça marche aussi; l'ajustement se fait au gradient adiabatique sec (g/Cp)

La façon dont je vois les choses est la suivante, hors convection : dans les fenêtres de transparence de l'atmosphère, le rayonnement thermique est rebalancé directement dans l'espace (on "voit" le sol depuis l'espace à travers l'atmosphère), alors que dans les raies il est absorbé et réémis de nombreuses fois, et donne donc une composante diffuse (on serait dans le brouillard si on voyait à ces longueurs d'ondes). Dans ces raies-là, l'approximation de diffusion doit etre valable et le flux est bien donné par la conductivité radiative fois le gradient de température. Une opacité plus grande diminue la conductivité et augmente donc le différentiel entre température effective dans la haute atmosphère et température au sol. Mais j'ai l'impression que l'effet principal est l'élargissement des raies d'absorption qui explique la dépendance logarithmique en concentration de CO2 : ça augmente la proportion de composante diffuse par rapport au flux direct, et donc ça correspond la aussi a une augmentation d'opacité moyenne.

.

L'atmosphère est fort peu transparente dans l'IR. En fait, c'est tellement vrai que l'approximation diffuse marche fort bien. Il y a essentiellement une fenêtre entre 8 et 12 µm mais elle est semi transparente.

[yves25]

Back to basics ...



Ma "vision" était un peu différente. Pour ce qui est des zones transparentes, OK, pareil pour moi.
En ce qui concerne les bandes d'absorption, je m'imaginais les choses autrement : le sol émet des photons d'une certaine énergie qui sont immédiatement absorbés, réémis, absorbés ... jusqu'au moment où le rayonnement est "dégradé" en chaleur. Il (le rayonnement) réchauffe la couche où il est absorbé et n'est plus jamais émis à cette énergie-là. Donc, il disparaît ...
Donc, vu de l'espace et si on pouvait voir dans cette bande d'énergie, bin on ne verrait rien du tout (du noir donc).

Donc, de l'espace on ne voit que trois choses : le rayonnement directement réfléchi, le rayonnement de la surface absorbé par rien, et le rayonnement de la dernière couche de l'atmosphère qui émet en fonction de son niveau d'énergie. Les variations d'émission de cette couche nous renseigne sur tout ce qui se passe en dessous.

Ca a un sens ?

Cdt.

Non, tu te trompes parce que dans les bandes d'absorption, le gaz qui a absorbé du rayonnement (des photos) en reémet à son tour . La différence, c'est qu'il le fait à une température différente, cad qu'il émet moins de photons et que la dépendance spectrale de cette émission est différente de celle de la surface (pour voir cette différence, il faut regarder en détail à l'intérieur de la bande d'absorption : par exemple, ça serait la Xe raie spectrale de la bande qui serait maximum alors que pour la surface ça serait la X+1 Ou + 10)

[GillesH38a]

Ca a un sens ?

Cdt.

pas trop

dans les longueurs d'onde où le rayonnement est constamment absorbé et réémis, il est en équilibre de corps noir avec les atomes et molécules. Il n'y a pas de "conversion" globale en chaleur par absorption, il y a un équilibre. C'est pour ça qu'il est juste transféré progressivement vers l'extérieur, jusqu'à ce qu'il rencontre la surface de dernière diffusion, et là, il s'échappe librement dans l'espace. mais il garde la "mémoire" de la température locale à la surface de dernière diffusion (ou photosphère). La température de raie correspond donc à la surface de dernière diffusion , et si celle ci est plus froide que celle d'ou vient le continu (la surface si l'atmosphère est transparente jusqu'au sol) on aura une raie d'absorption.

[GillesH38a]

En premier lieu, le flux qui est conservatif, c'est le flux total convection incluse, ce qui implique que le rayonnement IR ne contrebalance pas exactement le rayonnement solaire.

OK pour la convection, c'est ce que je disais à la fin.

La deuxième différence, me semble t il, c'est ta question elle même qui la révèle: il n'est pas nécessaire que le gradient augmente puisque le supplément d'énergie en question sert à chauffer la surface. Ce réchauffement provoque à son tour un réchauffement de l'atmosphère et un ajustement de la température des couches

je me place dans une situation où on est à nouveau à l'équilibre. Le gradient étant dT/dz, si T augmente au sol, la dérivée doit etre plus importante en moyenne non?

L'atmosphère est fort peu transparente dans l'IR. En fait, c'est tellement vrai que l'approximation diffuse marche fort bien. Il y a essentiellement une fenêtre entre 8 et 12 µm mais elle est semi transparente.

ok mais j'avais cru comprendre que l'effet principal de l'augmentation de CO2 etait le rétrecissement des ces fenetres par augmentation de la largeur de la raie?

[meteor31bis]

ok mais j'avais cru comprendre que l'effet principal de l'augmentation de CO2 etait le rétrecissement des ces fenetres par augmentation de la largeur de la raie?

pas forcément.
Il y a des raies "saturées" c'est à dire que l'émission à ces fréquences se fait à la température la plus basse de la troposphère, mais il y a des raies "non-saturées" où la température d'émission se fait à une température supérieure à T min.
pour les premières raies, augmenter la ccion en absorbant n'a que très peu d'influence.
Pour les deuxièmes cela a de l'importance.
Donc, ce n'est pas à proprement parler un élargissement des raies (du par exemple aux collisions moléculaires) mais un élargissement, apparent, des bandes d'absorption.

[yves25]

A la réflexion, je comprends mieux la question de gilles sur le gradient de température.
Ce qu'il n'a pas intégré, c'est que la température ne diminue que dans la troposphère et que le réchauffement provoque un épaississement de la tropo. Autrement dit, le gradient peut parfaitement rester constant (et même diminuer comme c'est le cas en réalité) et H * (dT/dz) augmenter (avec H l'épaisseur de la tropo).

En fait, c'est très exactement ce qui se passe puisque sous les tropiques, la tropo fait une douzaine de km d'épaisseur contre 6 km environ aux pôles . Ce qui fait d'ailleurs que la tropopause est plus froide à l'équateur qu'aux pôles.

[GillesH38a]

A la réflexion, je comprends mieux la question de gilles sur le gradient de température.
Ce qu'il n'a pas intégré, c'est que la température ne diminue que dans la troposphère et que le réchauffement provoque un épaississement de la tropo. Autrement dit, le gradient peut parfaitement rester constant (et même diminuer comme c'est le cas en réalité) et H * (dT/dz) augmenter (avec H l'épaisseur de la tropo).

En fait, c'est très exactement ce qui se passe puisque sous les tropiques, la tropo fait une douzaine de km d'épaisseur contre 6 km environ aux pôles . Ce qui fait d'ailleurs que la tropopause est plus froide à l'équateur qu'aux pôles.

ok si il s'agit d'un probleme de convection, le raisonnement avec le transfert radiatif pur n'est plus valable... mais pour que la convection augmente, il ne faut pas un gradient un peu plus fort aussi ? (par gradient tu entendais peut etre le "gradient adiabatique" dlnT/dlnp , et non dT/dz ?)

[yves25]

ok si il s'agit d'un probleme de convection, le raisonnement avec le transfert radiatif pur n'est plus valable... mais pour que la convection augmente, il ne faut pas un gradient un peu plus fort aussi ? (par gradient tu entendais peut etre le "gradient adiabatique" dlnT/dlnp , et non dT/dz ?)

Si tu raisonnes de proche en proche, oui on peut sans doute dire ça mais c'est un peu artificiel. C'est comme ça qu'on fonctionne dans les modèles radiatifs convectifs mais on n'en est plus là depuis longtemps sauf à titre heuristique.

Dans la réalité, tout se passe au niveau très très local ..à la limite, c'est de la turbulence qui s'organise en convection. Alors le gradient est un résultat de la convection mais ce n'est pas la cause.

[GillesH38a]

certes, dès qu'on met de la turbulence, et de la convection, tout devient terriblement plus compliqué.

Mais du coup, ce que tu dis (l'importance de la convection) me fait concevoir des doutes sur la solidité de l'argument "c'est normal, on fait du forçage, donc ça se réchauffe", qu'il me semble que tu emploies souvent. En réalité le lien entre "chauffage " et "température" est loin d'etre aussi direct dans les sytèmes complexes : par exemple une étoile au stade géante rouge et PLUS lumineuse, son coeur est PLUS chaud (brulage de lhélium) , mais sa température superficielle est PLUS BASSE (la dilatation de l'enveloppe fait plus que compenser la montée en température). Autre exemple, il parait que l'eau chaude mise dehors à moins de 0°C gèle plus vite que l'eau froide, l'explication serait que les courants de convection posséderait une "mémoire " qui accéléreait le refroidissement de l'eau initialement chaude meme au delà du point où elle aurait atteint la meme température que l'eau initialement froide.

Si c'est la convection qui l'emporte, l'effet de redistribution des températures peut etre aussi important que l'effet "global" de RC, et il est difficile d'argumenter que la température moyenne augmente "parce que ça se réchauffe" , parce que comme j'ai signalé la modification de la répartition relative de T empeche de faire un lien direct entre T moyenne et T effective, et d'autre part la modification de la convection empeche de faire un lien direct entre flux d'énergie et température au sol, enfin c'est ce que j'aurais tendance à dire. Ca sort peut etre des modèles détaillés, mais ce n'est plus un argument "de dos d'enveloppe", alors - donc ça repose beaucoup plus sur la validation de ces modèles détaillés.