Vérification de l'effet de serre du CO2

[javahl]

Je ne souhaite pas engager une nouvelle polémique sur le problème du réchauffement climatique mais simplement vérifier une donnée importante quant à son origine.

L’augmentation de l’émission du CO2 est présentée comme l’un des principaux responsables de l’effet de serre. Or, sa concentration dans les basses couches de l’atmosphère serait de 0,035 % (source : http://eduscol.education.fr/obter/ap...me/atmos22.htm).
Je n’ai trouvé sur la toile, aucune expérience scientifique qui ait vérifié un effet de serre avec une concentration aussi faible du CO2, sauf une tentative effectuée dans un lycée d’Avignon qui n’a rien donné disponible à cet endroit :

http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/...oc/joserr.html

Les auteurs estiment que c’est leur matériel expérimental qui serait la cause de leur échec en ce qui concerne le CO2 (alors que l’effet de serre de la vapeur d’eau ayant été démontré au cours de cette expérience). Mais cet échec ne serait-il pas la conséquence du faible taux de CO2 ?
Existe-il d’autres expériences qui aient vérifié avec plus de précision l’effet de serre du CO2 quand sa concentration est aussi faible, et éventuellement une variation de cet effet de serre quand ce taux est légèrement modifié suite aux rejets actuels provenant des activités humaines ?

Merci par avance à tous ceux qui voudront m'apporter une réponse précise à ces questions qui me paraissent fondamentales
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[JPL]

Tu as juste oublié un détail : l'épaisseur de l'atmosphère.

[javahl]

Ce qui m’étonne, c’est que les auteurs ont mis en évidence un effet de serre pour la vapeur d’eau, mais pas pour le CO2 (ici, l'épaisseur de l'atmosphère n'intervient pas). La différence de résultat proviendrait de la forte absorption dans l’infrarouge de la valeur d’eau entre 1,91 et 6 µm, alors que le CO2 possède un pic d'absorption à 4,28 µm. Comme ils n’ont pu utiliser la lumière solaire dans cette expérience, la gamme d’émission produite par leurs matériels (réchaud, lampe à incandescence …) ne correspondraient pas au pic d’absorption du CO2 ce qui expliquerait le résultat obtenu pour ce gaz.

Cette expérience montre qu’il est donc possible de mettre en évidence un effet de serre de la vapeur d’eau dans une enceinte (par rapport à une enceinte témoin), tout au moins, pour une gamme de fréquence du rayonnement infrarouge. Après il faudrait bien sur définir l’impact de l’épaisseur de l’atmosphère.
Mais pour le CO2, ma question est toujours la même. Existe-t’il une expérience similaire avec un matériel plus performant qui démontrerait un effet de serre pour un taux de 0,03 % ?

Cette vérification n’est probablement pas facile à réaliser et nécessite peut-être des grandes enceintes avec un système de production du rayonnement infrarouge comparable à celui produit par le rayonnement solaire compatible avec le pouvoir d’absorption du CO2. Sans cela, sur quelle base expérimentale tangible repose cette théorie de la responsabilité du CO2 dans le réchauffement climatique par rapport à la concentration connue dans notre atmosphère (et même des autres gaz toujours en fonction de leur concentration) ?

[JPL]

Je ne sais pas s'il y a des expériences faites spécifiquement dans ce but mais on connaît parfaitement les bandes de fréquences auxquelles le CO₂ est transparent et celles où il est opaque (dans l'infrarouge). À partir de là un simple calcul suffit.

[A voir en vidéo sur Futura]

[GillesH38a]

ce qui compte pour une absorption c'est l'épaisseur optique, qui est le produit de la densité, fois la section efficace (c'est à dire l'efficacité d'absorption), fois la longueur parcourue (voir la loi de Beer-Lambert en colorimétrie). Une expérience qui conduit à une épaisseur optique très faible ne donnera rien d'observable, pas plus que tu ne peux voir la couleur bleue de l'eau (réelle) dans un verre d'eau. Par ailleurs, même dans l'atmosphère, l'effet du CO2 est minoritaire, et les variations observées de l'ordre du °C sont effectivement faibles par rapport à l'effet de serre total qui est plutot de 30 °C. Il est donc difficile de mettre en évidence ça sur une petite taille au laboratoire (tout comme il est difficile de mettre en évidence la couleur bleue de l'eau !), ça ne prouve rien sur son effet dans l'atmosphère.

[javahl]

Je ne sais pas si cela suffit étant donné que d'autres facteurs interviennent comme la pression atmosphérique. On ne peut se baser uniquement sur une extrapolation et il me semble utile de vérifier si les calculs sont corroborés par une expérience de ce type destinée à les valider.

[javahl]

Ma réponse est partie trop vite, probablement au même moment que celle de Gilllesh38 qui vient donc de nous apporter une réponse intéressante sur la difficulté de tenter une telle expérience.

[WizardOfLinn]

Une enceinte contenant du CO2 à P=1 atm ne devrait pas être si grande pour faire quelques expériences intéressantes, tout au plus quelques mètres il me semble.
Ou même de l'air comprimé à 10 atm enrichi à 10% de CO2.

[javahl]

L’expérience du lycée d'Avignon aurait échouée en raison de la nature incompatible des sources du rayonnement infrarouge pour le CO2. Je pense que cette expérience est faisable car je viens de découvrir qu’il existe du matos capable de produire un rayonnement dans la fréquence d’absorption du CO2 disponible par ex à cet endroit :
http://www.axetris.com/infrared_sources_products.htm

Le matériel ici présenté, rayonne dans une plage de 2 à 14 µm

Reste alors le problème de la mesure d’une différence de température avec une concentration à 0,03 % de CO2

Si cela n’est pas possible, on pourrait établir des mesures pour différentes concentrations plus élevées et voir comment la courbe évolue. Sinon il faut agrandir l’enceinte et installer un matériel de mesure de température très précis, au millième près, avec par ex un appareil à translation type Weiss et Foëx.

[invite55d1a451]

c facile je pense

prends une bouteille contient(un craie + l'esprit de sel(donnent le CO2) + thermomètre)
et une autre contient( l'eau + thermomètre)
et mets les deux sous la chaleur de soleil
maintenant vois les deux thermomètres .

[javahl]

On peut aussi effectuer une expérience identique avec une boisson vendue dans le commerce
mais ces expériences concernent des concentrations élevées et n'ont qu'un intérêt pédagogique
ma question concerne l'existence d'un effet de serre encore possible pour une concentration moyenne aussi faible que 0,035 % de CO2 correspondant à celle retrouvée dans l'atmosphère terrestre. Il s'agit de mettre en évidence et de mesurer le coefficient de forçage par rapport à des concentrations pour différents paramètres comme la pression atmosphérique.