La terre ne peut-elle réguler l'effet de serre ?

[sunyata]

Bonjour,

En regardant le schéma général de circulation des masses d'air de la planète, on voit qu'il existe des cellules de convection qui jouent le rôle de cellules de bénard,
et se comportent donc comme un processus dissipatif loin de l'équilibre thermodynamique.
Sachant que dans un processus dissipatif de ce type la vitesse de circulation au sein des cellules convectives augmente en fonction du gradient de température,
et c'est ce point là qui suscite un questionnement peut-être naïf de ma part :

L'effet dit "de serre" ne devrait-il pas s'auto-réguler par accélération des cellules convectives constituées par la circulation générales des grandes masses d'air,
et des cellules convectives constituées pas les grands courants océaniques ?

Cordialement
-----

[sunyata]

Bonsoir,

Sur Futura je peux lire :

L’augmentation de la concentration en GES est une contrainte positive qui tend à réchauffer la Planète puisque celle-ci est mieux isolée et perd moins de chaleur. En conséquence, si rien d’autre ne change, la température à la surface de la Planète ne peut qu’augmenter. Pour qu’il en soit autrement, il faudrait que la Terre soit équipée d’un thermostat qui maintienne sa température constante ou l’empêche de trop varier.

Voilà je suis dubitatif, face à cette explication, parce que une vision dynamique du climat planétaire conduit à la considérer comme un système dissipatif loin de l'équilibre thermodynamique,
il y a des sources froides aux pôles et une source chaude centrée sur l'équateur qui créent des cellules convectives.

Il me semble logique de considérer que c'est cela le thermostat qui maintient la température constante ou l'empêche de trop varier.

http://images.google.fr/imgres?imgur...VqDTAQ9QEIOTAD


http://images.google.fr/imgres?imgur...WSDysQrQMIOTAJ


Cordialement.

[JPL]

C'est pourtant très simple : les gaz à effet de serre limitent la quantité d'infrarouges qui peut être renvoyée vers l'espace. Plus il y a de GES plus la terre "retient" la chaleur... donc plus elle s'échauffe, et les échanges que tu évoques via les cellules de convection (et autres mouvements de l'atmosphère ou des océans) ne font que redistribuer de façon complexe cet excès de chaleur sans l'éliminer vers l'espace. La terre garde donc cet excès de chaleur. Conclusion ?

[Samuel_Samuel]

Conclusion ?

On est mal...

[A voir en vidéo sur Futura]

[sunyata]

C'est pourtant très simple : les gaz à effet de serre limitent la quantité d'infrarouges qui peut être renvoyée vers l'espace. Plus il y a de GES plus la terre "retient" la chaleur... donc plus elle s'échauffe, et les échanges que tu évoques via les cellules de convection (et autres mouvements de l'atmosphère ou des océans) ne font que redistribuer de façon complexe cet excès de chaleur sans l'éliminer vers l'espace. La terre garde donc cet excès de chaleur. Conclusion ?

Admettons que ces gaz à effets de serre limitent la quantité d'infrarouges qui peut-être renvoyé vers l'espace par rayonnement et que la température moyenne du globe augmente,
Cela signifie que la différence de température entre la source froide de l'espace (3k), et celle de la terre va augmenter elle-aussi.
Donc le rendement de Carnot des cellules de convection devrait augmenter, et donc accélérer le circulation des masses d'air, et donc accélérer les échanges thermiques entre la terre et l'espace.
Sur le long terme le climat devrait donc s'auto-réguler, mais en devenant instable du fait de l'accélération des flux des cellules convectives.

C'est un peu comme lorsqu'on fait bouillir de l'eau : Lorsqu'on arrive à un certains seuil critique, des corrélations dans le liquide apparaissent et il se forme des cellules de bénard dans le liquide,
qui maximisent l'entropie, et qui maintiennent la température autour du seuil critique. Si on augmente la température, les échanges convectifs augmentent mais pas la température.

La terre est parcourue par ces courants convectifs régulateurs.
Donc selon mon idée, sur le long terme, ces courants devrait s'accélérer si la température tendait à augmenter, permettant ainsi une meilleure évacuation de la chaleur.

Cordialement.

[sunyata]

Wiki : La convection thermique n'est pas le seul moyen de créer des mouvements verticaux dans des fluides. Ceux-ci vont se stratifier selon leur densité, à température uniforme, par l'effet de la gravité. Cette convection gravitationnelle se déroule comme la convection thermique avec les zones du fluide plus dense descendant et les parties moins denses poussées vers le haut. Cependant, il n'y a pas de variation de températures dans ces échanges. On peut citer la diffusion de la salinité dans une couche isothermale ou le déplacement du sel vers le bas dans une terre humide.

Ce phénomène physique très commun se produit dans de nombreux systèmes (casserole, atmosphère, manteau terrestre, étoile, etc.) sous des formes diverses. Lors du processus de convection, un accroissement de vitesse du fluide favorise aussi les possibilités de transformation d'un écoulement laminaire en écoulement turbulent, générant alors une convection turbulente qui facilite considérablement les échanges de propriétés entre couches voisines du fluide et en particulier la diffusion de la chaleur au sein de celui-ci.

[EauPure]

mais le vide est un très bon isolant thermique contre la convection et la vapeur d'eau augmente donc renvoie le rayonnement infrarouge vers la terre, ce qui fait un très bon couvercle sur ta casserole qui au contraire se renforce à mesure que la température augmente

[pm42]

Donc le rendement de Carnot des cellules de convection devrait augmenter, et donc accélérer le circulation des masses d'air, et donc accélérer les échanges thermiques entre la terre et l'espace.

Tu es sur que des mouvements de convection dans l'atmosphère suffisent à accélérer des échanges thermiques avec le vide ? En gros, comment l'échange thermique se fait il avec l'espace dans ce cas ?
Tu es sur que tes cellules continuent à exister vers la limite atmosphère/espace et qu'elles ne redistribuent pas dans l'atmosphère basse ?
Et en supposant que l'échange soit avéré, tu as calculé son efficacité comparé au réchauffement du à l'effet de serre ? En gros, sait tu s'il est du même ordre de grandeur ou au contraire négligeable par exemple ?

Enfin, compte tenu du fait qu'on sait qu'il est déjà arrivé que la température sur Terre soit plus chaude dans le passé, peux tu nous dire pourquoi dans ces cas là, le mécanisme que tu décris n'a pas fonctionné ?

[yves25]

L'erreur de sunyata, c'est de considérer que les échanges de chaleur avec l'espace peuvent se faire via la convection.
Tout au moins son raisonnement est il équivalent à faire cette hypothèse évidemment fausse.
Comme le dit JPL, la convection ne sert qu'à redistribuer la chaleur au sein de l'enveloppe fluide de la planète dont l'énergie interne augmente donc.

[minushabens]

Pourtant on peut imaginer que la convection, en portant en altitude de l'air chaud, favorise l'émission d'infra-rouges dudit air chaud, puisque l'épaisseur du gaz à effet de serre est moindre que si cet air chaud était au niveau du sol.

[JPL]

C'est bien plus subtil que ça mais je laisse yves25 répondre.

[jiherve]

Bonsoir
oui elle le pourra car elle l'a déjà fait mais vraisemblablement nous ne serons plus là pour le voir. Le problème du réchauffement climatique n'est pas la survie de la planète mais celle de notre espèce et de notre biotope.
JR

[EauPure]

Pourtant on peut imaginer que la convection, en portant en altitude de l'air chaud, favorise l'émission d'infra-rouges dudit air chaud, puisque l'épaisseur du gaz à effet de serre est moindre que si cet air chaud était au niveau du sol.

Mais en montant sa pression diminue et il se refroidit et pendant ce temps les gaz à effet de serre qui sont plus haut que lui renvoie son rayonnement infrarouge de plus en plus faible vers la terre.
Quand enfin il les a dépassé en altitude il ne lui reste que très peu de rayonnement à évacuer vers l'espace.
Reste à faire un bilan chiffré pour convaincre les septiques et ce bilan on l'a fait puisque on constate que la terre se réchauffe.

[yves25]

Pourtant on peut imaginer que la convection, en portant en altitude de l'air chaud, favorise l'émission d'infra-rouges dudit air chaud, puisque l'épaisseur du gaz à effet de serre est moindre que si cet air chaud était au niveau du sol.

EauPure a en partie répondu: la diminution de la pression s'accompagne de détente et donc de refroidissement mais je suppose que tu en tenais compte.
La convection va redistribuer la chaleur en effet, l'émission IR de la planète va augmenter grâce à cela jusqu'à ce que l'équilibre radiatif soit à nouveau obtenu mais ça ne fera que compenser la diminution et pour cela il faut bien que la température à la surface ait augmenté .
Autrement dit, ton raisonnement est juste mais tu oublies que cela suppose qu'il y ait eu réchauffement en surface au préalable (en fait il n'y a évidemment pas de préalable, tout se passe en même temps)

[sunyata]

Pourtant on peut imaginer que la convection, en portant en altitude de l'air chaud, favorise l'émission d'infra-rouges dudit air chaud, puisque l'épaisseur du gaz à effet de serre est moindre que si cet air chaud était au niveau du sol.

Bonjour,

Effectivement c'est un peu comme cela que je me représentais la chose. Globalement si la planète est parcourue par de grandes cellules convectives (Hadley) C'est parce-qu’on est en présence d'un système dissipatif, dont la dynamique doit s'accélérer si la température au sol se réchauffe.



Je me demande aussi par ailleurs si le CO2 n'intervient pas également en Hautes altitude pour refroidir la planète comme semble le suggérer cette
article de la Nasa :

Mlynczak is the associate principal investigator for the SABER instrument onboard NASA’s TIMED satellite. SABER monitors infrared emissions from Earth’s upper atmosphere, in particular from carbon dioxide (CO₂) and nitric oxide (NO), two substances that play a key role in the energy balance of air hundreds of km above our planet’s surface.

“Carbon dioxide and nitric oxide are natural thermostats,” explains James Russell of Hampton University, SABER’s principal investigator. “When the upper atmosphere (or ‘thermosphere’) heats up, these molecules try as hard as they can to shed that heat back into space.”

Le CO2 et l'Oxyde d'Azote sont décrits comme étant des thermostats naturels.
http://science.nasa.gov/science-news...2/22mar_saber/

Cordialement,

[sunyata]

Et voici un graphe obtenu à partir des bases de données des carottages par Joanne Nova .



Le CO2 est-il la cause ou un effet du réchauffement ?

[sunyata]

Les enregistrements glaciaires antarctiques, analysés via des modèles de densifica-

tion de la neige, permettent d’inférer un retard du C02 sur la température de quelques
centaines d’années pour les dernières déglaciations. Si le signe de cette phase est avancé
avec un certain degré de confiance, de fortes incertitudes subsistent quant aux chiffres
présentés pour la quantifier.
Les variations des paramètres orbitaux de la terre semblent initialement à l’origine
des cycles glaciaire-interglaciaire ; les changements de température initiaux ont provo-
qué des variations de la teneur en CO2 de l’atmosphère, notamment via des proces-
sus océaniques impliquant majoritairement l’hémisphère sud mais aussi probablement
l’hémisphère nord ; ce CO2 a à son tour eu une rétroaction positive sur le changement
climatique initial en tant que gaz à effet de serre.
Cette chronologie n’est pas transposable à l’évolution climatique récente, dont l’origine
et les mécanismes sont nécessairement différents. L’argument des 800 ans de retard du
CO2 sur la température dans les déglaciations du quaternaire n’est donc pas recevable
dans un argumentaire niant la responsabilité anthropique du réchauffement climatique
actuel

D'après ce document

http://lgge.osug.fr/IMG/fparrenin/co...-Gouttevin.pdf

Je comprends que le CO2 n'est pas la cause pas le réchauffement planétaire, mais peut engendrer une rétroaction positive.

Rétroaction qui me semble très difficile à évaluer, autrement dit je trouve que la thèse du réchauffement planétaire repose sur
des bases très fragiles.

Cordialement

[yves25]

Bonjour,

Effectivement c'est un peu comme cela que je me représentais la chose. Globalement si la planète est parcourue par de grandes cellules convectives (Hadley) C'est parce-qu’on est en présence d'un système dissipatif, dont la dynamique doit s'accélérer si la température au sol se réchauffe.

[

Je me demande aussi par ailleurs si le CO2 n'intervient pas également en Hautes altitude pour refroidir la planète comme semble le suggérer cette
article de la Nasa :


Le CO2 et l'Oxyde d'Azote sont décrits comme étant des thermostats naturels.


Cordialement,

J'ai répondu à cela voir mon message 14: sans réchauffement en surface, il n'est pas question d'augmentation de la convection. Donc, cette chaleur transférée en plus sert à réaliser la rétroaction négative de l'équilibre radiatif.
Cette rétroaction, on l'oublie bien souvent mais c'est elle qui rétablit l'équilibre
Il suffit d'appliquer la loi de Stefan
On a d'abord une diminution du flux IR sortant , donc un déséquilibre positif du bilan.

Dire que le CO2 est un thermostat naturel, cela s'entend à l'échelle géologique

et l'équilibre est à nouveau obtenu quand

mais ça implique

Que la Terre ne soit pas un corps noir et que ne soit pas la température de la surface ne change rien

[EauPure]

@sunyata sauf que

L’argument des 800 ans de retard du
CO2 sur la température dans les déglaciations du quaternaire n’est donc pas recevable
dans un argumentaire niant la responsabilité anthropique du réchauffement climatique
actuel

et pourquoi ?
Parce que c'est la première fois qu'on émet autant de CO² rapidement alors qu'avant c'était les cycle solaires qui conditionnaient le taux de CO² par les incendie ou la repousse, le tampon des océans, le volcanisme ...

[yves25]

D'après ce document

http://lgge.osug.fr/IMG/fparrenin/co...-Gouttevin.pdf

Je comprends que le CO2 n'est pas la cause pas le réchauffement planétaire, mais peut engendrer une rétroaction positive.

Rétroaction qui me semble très difficile à évaluer, autrement dit je trouve que la thèse du réchauffement planétaire repose sur
des bases très fragiles.

Cordialement

On s'en serait douté ....

et tu n'as pas compris
Une rétroaction, c'est une boucle et on peut commencer par n'importe quel bout ex
T augmente =>CO2 augmente => T augmente
ou bien CO2 augmente => T augmente => CO2 augmente
Dans le cas des glaciations, c'est la température qui commence et le CO2 qui réagit et amplifie le changement de température
dans le cas présent, c'est le CO2 qui commence et qui provoque l'augmentation de température qui à son tour amplifie l'augmentation de CO2

Tu dis que la rétroaction est très difficile à évaluer (sur quelles bases précisément stp ?) mais ce n'est pas un argument contre "la thèse du réchauffement" anthropique
c'est tout au plus un argument de doute qur l'ampleur de ce réchauffement pas sur le réchauffement lui même.

[sunyata]

Bonsoir,

Comment explique-t-on l'augmentation notable des glaces en Antarctique ?
http://www.agoravox.fr/actualites/en...paissit-163097

Cordialement,

[yves25]

On n'est plus du tout sur le même sujet.
L'Antarctique est un continent entouré d'océans, l'Arctique, c'est l'inverse.
La première chose à bien avoir en tête , c'est que l'Hémisphère Sud se réchauffe beaucoup moins vite que l'HN justement à cause de la prédominance des océans.
Il ya plusieurs explications possibles et sans doute plusieurs raisons parce que en géosciences , il y a souvent une conjonction de causes .
L'une est paradoxale: c'est le réchauffement qui en augmentant la fonte de la calotte conduit à une accumulation d'eau douce en surface (=moins dense) et cette eau douce se refroidit plus facilement que l'eau de mer
Une autre est à chercher dans le régime des vents qui ont augmenté or, le vent chasse la glace et la fracture, ça ouvre des espaces qui gèlent à leur tour.
Cette deuxième cause est sans doute liée au trou d'ozone qui favorise un refroidissement de la stratosphère et un vortex polaire plus intense.

Tout ne tourne pas autour du seul CO2 évidemment

[pm42]

Je ne sais pas pourquoi mais je me demande si le discours climato-sceptique n'est pas en train d'arriver.

[yves25]

Tu crois ?? Vraiment ???

[pm42]

Tu crois ?? Vraiment ???

Agoravox comme référence m'a perturbé je pense.

[sunyata]

On n'est plus du tout sur le même sujet.
L'Antarctique est un continent entouré d'océans, l'Arctique, c'est l'inverse.
La première chose à bien avoir en tête , c'est que l'Hémisphère Sud se réchauffe beaucoup moins vite que l'HN justement à cause de la prédominance des océans.
Il ya plusieurs explications possibles et sans doute plusieurs raisons parce que en géosciences , il y a souvent une conjonction de causes .
L'une est paradoxale: c'est le réchauffement qui en augmentant la fonte de la calotte conduit à une accumulation d'eau douce en surface (=moins dense) et cette eau douce se refroidit plus facilement que l'eau de mer
Une autre est à chercher dans le régime des vents qui ont augmenté or, le vent chasse la glace et la fracture, ça ouvre des espaces qui gèlent à leur tour.
Cette deuxième cause est sans doute liée au trou d'ozone qui favorise un refroidissement de la stratosphère et un vortex polaire plus intense.

Tout ne tourne pas autour du seul CO2 évidemment

Bonsoir,

Je pensais que cet excès de glace antarctique pouvait endiguer la montée du niveau des océans, mais c'est le contraire, apparemment puisque les
glaces se déplacent des terres vers les côtes, c'est bien cela ?

Cordialement

[sunyata]

Je ne sais pas pourquoi mais je me demande si le discours climato-sceptique n'est pas en train d'arriver.

Non même pas, juste un essai de comprendre un sujet pas simple du tout...

Cordialement

[yves25]

Bonsoir,

Je pensais que cet excès de glace antarctique pouvait endiguer la montée du niveau des océans, mais c'est le contraire, apparemment puisque les
glaces se déplacent des terres vers les côtes, c'est bien cela ?

Cordialement

De toute manière, il s'agit de la banquise , cad de la mer qui gèle. Ca ne change rien : tu mets un glaçon dans un verre plein de whisky, le verre déborde pas besoin de faire fondre le glaçon.
L'extension de la glace de mer en Antarctique , c'est intéressant à comprendre mais ça n'est pas essentiel
C'est intéressant parce que à première vue on s'attendrait à ce que ça se passe comme dans l'Arctique mais ça , c'est à toute première vue , quand on ne voit pas plus loin que le bout de son nez parce que , en fait, c'est très très différent . C'est l'HN qui réagit toujours en premier en réaction aux forçages et il suffit de regarder une carte pour comprendre pourquoi.

[sunyata]

Bonjour,

En effet l'essentiel des terres émergées à l'origine des émissions de CO2 se trouvent dans l'hémisphère nord.

L'écart entre l'hémisphère nord et l'hémisphère sud est de 10 ppm.
A ce sujet je me pose une question : La fonction d'absorption de chaleur en fonction de la quantité de CO2 dans l'air, est-elle linéaire ?
J'ai vu des donnés à ce sujet qui affirment que la fraction de CO2 responsable du réchauffement se situe pour l'essentielle, dans l'intervalle
[0;375]qui absorbe 50 Watts/m2 alors que le doublement de la quantité de CO2 c'est à dire jusqu'à 700 ppm ajouterait 4 watts/m2.
Autrement dit, y aurait-il une limite asymptotique à la quantité de chaleur pouvant être absorbée par le CO2 atmosphérique ???

280ppmv de CO2 (concentration préindustrielle) produisent 99.5% de l’absorption soit 9.5% de supplément
● Le passage de 280 à 400ppmv (concentration actuelle) n’ajoute que 0.5% de supplément
● En doublant la concentration actuelle, le supplément n’est que de 1%

Auriez-vous des données sur ce sujet ?

Cordialement

[sunyata]

Autrement dit selon certaines source, il existerait un seuil de saturation d’absorption de chaleur par le CO2 qui est quasiment déjà atteint.