Bilan de l'energie dans l'atmosphère

[fondevilla williams]

Comme le sujet "Le réchauffement climatique: les bases d'une discussion intelligente" où j'avais posé la question a été fermé a cause qu'autre discution ne concernant pas ce sujet j'ouvre un post spécialement pour parler de comment on calcul la dispersion de l'energie (rayonnement solaire refleté, absorbé, emis...) dans l'atmosphère et non sur l'evolution du climat.

Suivant les principaux composants de l'atmosphere et du sol de la Terre et la constante solaire on a en moyenne 175 W/m2 qui arrive au sol, 102W/M2 qui sont reflété et 65W/m2 qui absobé par l'atmosphère vu les valeurs qu'on a sur ce schema http://la.climatologie.free.fr/atmos...e-energie1.jpg

Dans ce fichier http://icp.giss.nasa.gov/education/g...tt19990209.xls on a quelques calculs (A simple climate model to conduct experiments on the radiative effects of a planet under various conditions: Black Body, Reflective Surface, Raleigh Scattering and Aerosols, Clouds and Stratospheric and Tropospheric Components. This stand alone version includes data tables in which the investigator may save data for analysis at a later time) aussi suivant la pression atmos., l'hauteur solaire, et des propriétés de l'atmosphère données...

Voici les données principaux dans ce fichier permettant de calculer la lumiere réfléchie par l'atmosphere, les nuages et le sol :

Date : 21-déc-99
Code de l'année : 36160
Latitude : 0,00°
Distance de la Terre au Soleil : 1 UA

Valeur par défaut pour la luminosité du Soleil. 3,85E+26 nous donnant l'énergie solaire qui atteind le haut de l'atmosphère de la planète lorsqu'il est midi au soleil pour cette date et la latitude : 1254,36 W/M2

Surface de l'océan : 70,00%
Surface de la végétation : 20,00%
Surface des déserts : 5,00%
Surface de la neige et banquise : 5,00%

Pourcentage de l'énergie réflechie par l'eau (océan) : 5 %
Pourcentage de l'énergie réflechie par la végétation (sol): 10 %
Pourcentage de l'énergie réflechie par les déserts (sol): 20 %
Pourcentage de l'énergie réflechie par la neige et la glace (sol):70 %
MOYENNE DU POURCENTAGE DE LA REFLECTIVITE DE LA TERRE SUIVANT LEUR SURFACE… : 10,00%

Pression atmosphérique : 1013 hpa
Facteur d'épaisseur optique d'aérosol de suie carbone : 1 => 0.025 valeur par defaut
Facteur d'épaisseur optique de la dispersion de Raleigh : 1 => 0.09 valeur par defaut
Facteur d'épaisseur optique des aérosols de sulfates troposphèrique : 1 => 0.1 valeur par defaut

Pourcentage de la couverture des nuages de BAS ALTITUDE ( 2 km d'alti.) : 25,00%
Pourcentage de la couverture des nuages de MIS ALTITUDE ( 5 km d'alti.) : 10,00%
Pourcentage de la couverture des nuages de HAUTE ALTITUDE ( 10 km d'alti.) : 15,00%

Portée de l'épaisseur Optique des nuages DE BAS ALTITUDE : 16
Portée de l'épaisseur Optique des nuages DE MOYENNE ALTITUDE : 8
Portée de l'épaisseur Optique des nuages DE HAUTE ALTITUDE : 1
MOYENNE DE LA PORTEE DE L'EPAISSEUR OPTIQUE DES NUAGES : 7

Facteur de la portée de l'épaisseur Optique des aérosols de Suie de carbone troposphérique : 1,00 => valeur par défaut : 0.01 de l'Epaisseur Optique
Facteur de la portée de l'épaisseur Optique des aérosols de poussières minérales troposphérique : 1,00 => valeur par defaut : 0.05 de l'Epaisseur Optique
Facteur de la concentration de l'Ozone (O3) troposphèrique : 1,00 => valeur par défaut de la concentration : 66 dobson
Facteur de la concentration de Dioxyde de Carbone (CO2) troposphèrique : 1,00 => valeur par defaut de la concentration : 350 ppm
Facteur de la concentration d'Oxygène (O2) troposphèrique : 1,00 => valeur par defaut de la concentration : 200 mb
Facteur de la concentration de vapeur d'eau (H2O) troposphèrique : 1 => valeur par defaut de l'épaisseur optique : 0.01775
Facteur de la concentration d'aérosols volcaniques : 1 => valeur par defaut de l'épaisseur optique : 0.15

Facteur de la concentration d'Ozone (O3) stratosphérique : 1,00 => valeur par defaut de la concentration : 264 dobson
Valeur de la portée de l'épaisseur Optique d'aérosols de Suie de Carbone stratosphérique : 1,00 => valeur par defaut de l'épaisseur optique : 0.01

Pour calculer les 175W/m2 qui nous arrive au sol suivant la concentration des gaz, surface des nuages et le % de surfaces de deserts, oceans.... au sol, il faudrait calculer l'energie venant du Soleil qui est absorbée par l'atmosphere (suivant la concentration du CO2, H2O, ozone et surface des nuages).
Le calcul doit dependre du spectre de la lumiere comme le montrerait ce site qui nous donne des infos dans cela : http://www.sciences.univ-nantes.fr/p...i/11defloi.htm ainsi que ce schema http://www.globalwarmingart.com/imag...tion_Bands.png

Donc comment ca se calculerait ??

Merci

Williams
-----

[cpalperou]

Bonjour,
Je ne sais pas si ça t'aidera: http://www-loa.univ-lille1.fr/Msixs/msixs_gb.html
http://www-loa.univ-lille1.fr/Wsixs/

Avec ça, tu peux estimer le signal reçu par un satellite d'observation de l'atmosphère terrestre avec certaines restrictions.

[fondevilla williams]

Bonjour,
Je ne sais pas si ça t'aidera: http://www-loa.univ-lille1.fr/Msixs/msixs_gb.html
http://www-loa.univ-lille1.fr/Wsixs/

Avec ça, tu peux estimer le signal reçu par un satellite d'observation de l'atmosphère terrestre avec certaines restrictions.

Apres avoir regardé le site je ne vois pas trop comment ca peut m'aider pour le calculque je voudrais pouvoir faire suivant tels données comme il y a pas des equations, explications...

Williams

[cpalperou]

Apres avoir regardé le site je ne vois pas trop comment ca peut m'aider pour le calculque je voudrais pouvoir faire suivant tels données comme il y a pas des equations, explications...

Williams

Salut,
Toute la documentation (équations, explications,...) liée à l'utilisation de ce code de transfert radiatif est pourtant accessible via le site Wsixs (tu cliques sur help et kà, t'as accès à 3 documents pdf qui expliquent comment utiliser ce code).
C'est assez compliqué et long à maitriser.
Ce code te permet de simuler la luminance que reçoit un satellite de la part du bon vieux système "terre-atmosphère".
Ce n'est pas ce que tu cherches à faire?

[A voir en vidéo sur Futura]

[fondevilla williams]

Salut,
Toute la documentation (équations, explications,...) liée à l'utilisation de ce code de transfert radiatif est pourtant accessible via le site Wsixs (tu cliques sur help et kà, t'as accès à 3 documents pdf qui expliquent comment utiliser ce code).
C'est assez compliqué et long à maitriser.
Ce code te permet de simuler la luminance que reçoit un satellite de la part du bon vieux système "terre-atmosphère".
Ce n'est pas ce que tu cherches à faire?

Quand je vais dans la page que tu donnes les liens sont des que des schemas d'un logiciel.
Ou as tu les liens de ces 3 documents pdf qui donneraient ces équations de l'energie dans l'atmosphere en W/M2 suivant la concentration des gaz... ??

Merci

Williams

[cpalperou]

C'est sur ce site que tu peux trouver les pdf:
http://www-loa.univ-lille1.fr/Wsixs/

Le site teste d'abord ton explorateur (c'est peut être cette étape qui déconne chez toi):

Browser Test

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Your browser is correctly configured !
You can use Web Sixs ...

sur la gauche, tu trouves un menu avec notamment la possibilité de cliquer sur "Help" ! tu le fais et là, tu arrives sur une nouvelle page "download the manual" et là tu télécharges le manuel d'utilisation.

Tu peux aussi essayer les démos pour voir si ça te convient.

A+

[yves25]

Tiens donc, voilà mon labo qui se balade.
Non 6S n'est pas exactement ce que recherche williams
pas le temps actuellement
mais je lui ai déjà répondu .

Il ne peut tout simplement pas faire ça lui même sans passer par l'étape de l'apprentissage d'un certain nombre de choses et de connaissances de base
S'il veut qq chose de précis, je peux le faire pour lui
Les données qu'il a fournies ne sont pas suffisantes
en outre, je ne sais pas ce qu'il veut: la réponse ou la manière de faire?

[cpalperou]

bonjour,
Je suis également passé par ton labo Yves
Je n'y ai cependant pas travaillé sur les codes de transfert radiatif donc je ne connais pas bien 6s. Je pense qu'il est possible avec 6s d'obtenir la luminance énergétique reçu par un satellite visant la Terre au nadir sous un certain SZA.
On la compare alors à ce que reçoit ce satellite s'il vise directement le soleil (hors atmos of course) et on a le ratio entre ce qui est reçu au sommet de l'atmos et ce qui en ressort!
Je me trompe?

[fondevilla williams]

Merci cpalperou, j'ai pu lire les fichiers car c'etait bien un pb que j'avais comme tu le disais.

Tiens donc, voilà mon labo qui se balade.
Non 6S n'est pas exactement ce que recherche williams
pas le temps actuellement
mais je lui ai déjà répondu .

Il ne peut tout simplement pas faire ça lui même sans passer par l'étape de l'apprentissage d'un certain nombre de choses et de connaissances de base
S'il veut qq chose de précis, je peux le faire pour lui
Les données qu'il a fournies ne sont pas suffisantes
en outre, je ne sais pas ce qu'il veut: la réponse ou la manière de faire?

Je comprends que tu dis que je ne peus pas faire ça sans passer par l'étape de l'apprentissage d'un certain nombre de choses et de connaissances de base.

Comme tu dis que tu peus le faire voici se que je tente de trouver ou de faire :

c'est qu'avec Excel en mettant dans les cellules les données de :
- la date ;
- la latitude ;
- la constante solaire en W/m2 ;
- distance Terre-Solaire ;
- la concentration de CO2, H2O, O3 et les autres principaux gaz et aerosols en W/m2 ;
- puis la surfaces des nuages bas, moyen et haut ;
- le % d'albédo suivant le type de sol (oceans, deserts...) ;
- et voir d'autre données....

cela permettrait dans d'autre cellules d'Excel de calculer ce qu'on doit savoir pour calculer l'energie au sol exactement et qui est donc absorbée par la Terre. Donc de calculer l'energie refletée par le sol, l'atmosphere et les nuages comme le fait le fichier Excel de la NASA cité plus haut mais avec l'energie absorbée par la atmosphere.

Car :

energie émise par le soleil - l'energie reffletée par le sol - l'energie reffletée l'atmosphere - l'energie reffletée les nuage - l'energie absorbée par la atmosphere = l'energie absorbée par le sol.

En chiffre :

342-20-27-53-65 = 175 W/m2

Donc comprends tu se que je cherche a faire Yve ?

Williams

[yves25]

Ben non, c'est toujours pas bien clair en afit
Essayons de deviner

Idéalement, tu voudrais peut être déterminer les flux radiatifs solaires
quand l'atmosphère ne contient que les nuages
quand l'atmosphère ne contient que H2O
que CO2 que O3
puis avec les nuages et avec les aérosols
toutes les combinaisons

oui ou non?

Ce que font les codes radiatifs des modèles: c'est calculer les flux radiatifs aux différentes altitudes pour des caractéristiques données de l'atmosphère

c'est de ça dont on a besoin pour les prévis météo ou pour les modèles climatiques

Alors bien sûr sur une version du code, on peut faire des modifs et se débrouiller pour isoler l'effet d'un gaz ou des nuages ou des aérosols etc..

Précises ce que tu veux sinon, ça ne sera jamais ce que tu désires vraiment et pour le moment c'est encore trop vague

Est ce que tu veux simplement vérifier les chiffres que tu donnes?


Si c'est ça, c'est assez compliqué parce qu'il faut faire une moyenne sur toute la planète et pour toute une année.
Ca devient techniquement plus difficile.


Parce qu'à ce moment, il vaut mieux utiliser un modèle climatique qui a toutes les données nécessaires
et calculer le rayonnement au temps t=0

[fondevilla williams]

Ben non, c'est toujours pas bien clair en afit
Essayons de deviner

Idéalement, tu voudrais peut être déterminer les flux radiatifs solaires
quand l'atmosphère ne contient que les nuages
quand l'atmosphère ne contient que H2O
que CO2 que O3
puis avec les nuages et avec les aérosols
toutes les combinaisons

oui ou non?

Ce que font les codes radiatifs des modèles: c'est calculer les flux radiatifs aux différentes altitudes pour des caractéristiques données de l'atmosphère

c'est de ça dont on a besoin pour les prévis météo ou pour les modèles climatiques

Alors bien sûr sur une version du code, on peut faire des modifs et se débrouiller pour isoler l'effet d'un gaz ou des nuages ou des aérosols etc..

Précises ce que tu veux sinon, ça ne sera jamais ce que tu désires vraiment et pour le moment c'est encore trop vague

Est ce que tu veux simplement vérifier les chiffres que tu donnes?


Si c'est ça, c'est assez compliqué parce qu'il faut faire une moyenne sur toute la planète et pour toute une année.
Ca devient techniquement plus difficile.


Parce qu'à ce moment, il vaut mieux utiliser un modèle climatique qui a toutes les données nécessaires
et calculer le rayonnement au temps t=0

Je voudrais qu'avec les moyennes qu'on connait :
- CO2 il y en a en moyenne : 350 ppm ;
- CH4 il y en a en moyenne : 1683 ppb ;
- N2O il y en a en moyenne : 307 ppb ;
- CFC 11 il y en a en moyenne : 539 ppt ;
- CFC 12 il y en a en moyenne : 469 ppt ;
- N2O il y en a en moyenne : 780,84 ppm ;
- H2O ily en a en moyenne : 0 à 4% mais je ne trouve combien en ppm ou ppb... ;
- la couverture des nuages de BAS ALTITUDE ( 2 km d'alti.) qui couvre en moyenne 25% de la surface ciel ;
- la couverture des nuages de MIS ALTITUDE ( 5 km d'alti.) qui couvre en moyenne 10 % de la surface du ciel ;
- la couverture des nuages de HAUTE ALTITUDE ( 10 km d'alti.) qui couvre en moyenne 15 % de la surface du ciel ;
- le ciel clair couvre en moyenne 50% de la surface du ciel ;
- les oceans couvrent 70% de la surface de la Terre ;
- la surface vegetale couvrent 20% de la surface de la Terre ;
- les déserts couvrent 5% de la surface de la Terre ;
- les surfaces enneigé et glacées couvrent 5% de la surface de la Terre ;

qu'on puisse retrouver les valeurs de l'energie émise par l'atmosphere+nuages (82w/m2), émise par les sols (20W/m2) et absorbée par l'atmosphère+nuages (65w/m2) et donc l'energie qui arrive sur Terre 175w/m2.

Ainsi en changeant une seul de ces valeurs ca donnera l'idée de l'effets que cela aurait.

Williams

[fondevilla williams]

11 jours apres plus personnes aurait une idee ou.... ??

Williams

[yoda1234]

La manière dont toutes les discussions sur le climat sont utilisées, ou plus exactement détournées de leur fonction première, pose de sérieux problèmes dont la modération est en train de discuter pour trouver une solution aussi équitable que possible. Rappelons que Futura-Sciences veut être un site de vulgarisation scientifique de bon niveau. Son objectif est donc de donner à chacun, à ceux qui participent aux discussions comme aux milliers de lecteurs non inscrits qui visitent les forums chaque jour, une vision aussi objective que possible de l'état actuel des connaissances avec certes ses limites et ses incertitudes, mais avant tout avec le socle très large des théories et faits clairement établis.

En conséquence la modération a décidé de fermer pour deux mois ou plus toute discussion sur le réchauffement climatique. Nous demandons donc à chacun de s'abstenir pour un temps d'ouvrir de nouvelles discussions sur le réchauffement climatique, ou destinées à y revenir par un moyen détourné.

Nous vous prions de nous excuser pour cet inconvénient momentané.