Comment la terre se refroidit-elle ?

[sunyata]

Bonjour,

On parle beaucoup de réchauffement planétaire. Mais une question essentielle me semble être :

Comment la terre se refroidit-elle ?

Cordialement,
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[Deedee81]

Salut,

On parle beaucoup de réchauffement planétaire. Mais une question essentielle me semble être :
Comment la terre se refroidit-elle ?

Ca n'a rien de sorcier.

La chaleur interne est évacuée vers le sol par conduction et surtout par convection. La sortie se fait en grande partie au niveau des rifts, des failles et des volcans (TK pourra en dire plus s'il passe par là). Et la chaleur dégagée (faible par rapport au bilan thermique venant du Soleil) s'ajoute à la chaleur totale reçue en surface puis évacuée par rayonnement vers l'espace.

On doit pouvoir trouver facilement des données chiffrées sur le net.

[Tawahi-Kiwi]

La sortie se fait en grande partie au niveau des rifts, des failles et des volcans (TK pourra en dire plus s'il passe par là).

En effet, les rifts ont une influence non negligeable, le reste s'echappe par conduction au travers de la croute.


Credit: University of Oklahoma

T-K

[Amanuensis]

Mais une question essentielle me semble être : Comment la terre se refroidit-elle ?

[J'interprète la question comme parlant de l'atmosphère et l'hydrosphère, pas de l'intérieur de la Terre.]

Même si ce n'est bien visible dans la vulgarisation grand public, c'est bien comme cela que la question est posée. Au coeur de la problèmatique est bien de comprendre la partie de l'atmosphère d'où provient le rayonnement infrarouge de la planète, rayonnement qui la refroidit. La composition de l'atmosphère affecte ce mécanisme de refroidissement et les modèles combinent cela avec les effets du rayonnement solaire et d'autres mécanismes pour essayer d'en déduire les températures de l'atmosphère, en particulier au sol.

C'est bien le cycle complet qui est modélisé: source d'énergie thermique (le rayonnement solaire essentiellement), transfert de cette énergie à des composantes terrestres (atmosphère, océans, ...), stockages de cette énergie, évacuation vers l'espace de cette énergie ("refroidissement").

[A voir en vidéo sur Futura]

[sunyata]

[J'interprète la question comme parlant de l'atmosphère et l'hydrosphère, pas de l'intérieur de la Terre.]

Même si ce n'est bien visible dans la vulgarisation grand public, c'est bien comme cela que la question est posée. Au coeur de la problèmatique est bien de comprendre la partie de l'atmosphère d'où provient le rayonnement infrarouge de la planète, rayonnement qui la refroidit. La composition de l'atmosphère affecte ce mécanisme de refroidissement et les modèles combinent cela avec les effets du rayonnement solaire et d'autres mécanismes pour essayer d'en déduire les températures de l'atmosphère, en particulier au sol.
C'est bien le cycle complet qui est modélisé: source d'énergie thermique (le rayonnement solaire essentiellement), transfert de cette énergie à des composantes terrestres (atmosphère, océans, ...), stockages de cette énergie, évacuation vers l'espace de cette énergie ("refroidissement").

Bonjour,

Désolé, si je l'ai mal formulée, mais ma question portait en effet sur le refroidissement climatique, car je trouve qu'on parle du réchauffement mais très peu des mécanismes de refroidissement.

- Je voudrai savoir, si l'air qui est très froid de la troposphère qui est à -55° Celsius joue un rôle notable dans le refroidissement climatique ?

Cordialement,

[JPL]

Bonjour,

Désolé, si je l'ai mal formulée, mais ma question portait en effet sur le refroidissement climatique, car je trouve qu'on parle du réchauffement mais très peu des mécanismes de refroidissement.

- Je voudrai savoir, si l'air qui est très froid de la troposphère qui est à -55° Celsius joue un rôle notable dans le refroidissement climatique ?

Cordialement,

C'est curieux de parler de refroidissement climatique ces jours-ci vu les discussions internationales en cours !

Une remarque : -55°C ce n'est pas la température de la troposphère, heureusement pour nous ! C'est la température au sommet de celle-ci.Comme les échanges de chaleur entre la terre et l'espace se font uniquement par rayonnement, et non par conduction, il est évident qu'une couche à -55°C rayonne très peu. C'est donc le sol et la partie basse de la troposphère qui contribuent le plus à ce rayonnement infrarouge de faible fréquence qui renvoie de l'énergie vers l'espace.

Or les gaz à effet de serre contenus dans la troposphère absorbent ce rayonnement et tendent donc à conserver la chaleur dans cette couche basse de l'atmosphère. Donc paradoxalement le réchauffement climatique s'accompagne d'un refroidissement de le stratosphère puisqu'il y parvient moins d'IR rayonnés par la terre. En toute rigueur le mécanisme est un peu compliqué par la présence de la couche d'ozone dans la stratosphère.

[invite82078308]

Considérant la partie superficielle de la terre, l'énergie géothermique me semble effectivement négligeable.
La terre reçoit de l'énergie sous forme de photons de haute énergie (lumière et proche infrarouge) du soleil.
Elle rayonne de l'énergie vers l'espace sous forme de photons de base énergie (infrarouge lointain).
La question de l'effet de serre est donc liée à la différence de transparence de l’atmosphère entre ces deux domaines d'ondes électromagnétiques.
Si l'atmosphère devient moins transparente à l'infrarouge lointain du fait de l'accroissement de la teneur en gaz à effet de serre, il faut que la surface de la terre soit plus chaude pour que le bilan énergétique soit équilibré.
Inversement, une augmentation de la couverture nuageuse pourra induire une baisse de la température superficielle.

Pourquoi le soleil brille et pourquoi le ciel est noir est une autre question.

[Amanuensis]

il est évident qu'une couche à -55°C rayonne très peu.

D'après mes calculs, plus de la moitié de ce que rayonne la Terre (127 W/m² sur 235 W/m²) [En se basant sur ((273-19)/(273-55))^4]

Il me semble (quitte à risquer dire une connerie) que le bas de la stratosphère est au min de température justement parce qu'elle rayonne bien et absorbe peu. Par ailleurs, la couche au-dessus est transparente aux IR et donc ce que rayonne la basse troposphère est efficacement perdu vers l'espace.

Le haut de la stratosphère absorbe une part du rayonnement lumineux, grâce à l'ozone, mais l'inversion de couche fait que cela chauffe peu le bas de la stratosphère. Du coup le bas de la stratosphère est chauffé par en-dessous, et participe donc de manière significative à l'évacuation de l'énergie thermique de la troposphère (au refroidissement, donc).

Cela m'intéresserais d'avoir confirmation ou infirmation. Yves25?

[yves25]

Oui, en gros c'est juste sauf que aucune couche de l'atmosphère n'est un corps noir sauf si elle comporte un gros nuage. Il faut donc regarder ce qui se passe en fonction de la fréquence et, par exemple la stratosphère est opaque au centre de la bande d'absorption du CO2 vers 15 µm et donc elle émet tout ce qu'elle peut (loi de kirchoff : absorption = émissivité = 1), c'est d'ailleurs comme ça qu'on mesure sa température depuis satellite.
JPL a raison aussi: la strato se refroidit davantage parce qu'elle est davantage isolée de la surface.

La Terre se refroidit bien par l'émission de rayonnement IR, cette émission est celle d'une couche dont l'altitude dépend de la fréquence. L'augmentation de la concentration des GES fait que dans leurs bandes d'absorption, cette altitude augmente. A noter que au centre de la bande du CO2, l'augmentation du CO2 a un effet inverse puisqu'on pique dans le haut de la strato, là où la température augmente avec l'altitude mais c'est un très petit intervalle spectral.

Voir mon dossier sur l'effet de serre

[sunyata]

Bonsoir,

Est-ce qu'on peut dire de façon simpliste, dans une approche plus thermodynamique, que le rayonnement solaire est absorbé par le sol, et que quand l'air est suffisamment chaud, il monte vers la troposphère qui est froide, et qu'ainsi l'air se refroidit ? N'y a-t-il pas là haut également de la convection ?

Le mouvement de tapis roulant des cellules convectives, ne participe-t-il pas au refroidissement ? En faisant monter l'air chaud et en faisant tomber l'air froid ?

Cordialement

[sunyata]

Une autre question : Est-ce que l'énergie éolienne, ne participe pas également au réchauffement de certaines régions du globe, en ralentissant la circulation des cellules convectives ? Idem pour l'énergie hydroélectrique, qui ralentit de nombreux cours d'eau, et donc la chaleur qui pourrait être évacuée dans la mer.
Idem pour les centrales nucléaires qui réchauffent les eaux ou l'atmosphère avec leur tour de refroidissement ? On ralentit un tas de boucles de régulation thermique non ?

[Amanuensis]

Une autre question : Est-ce que l'énergie éolienne, ne participe pas également au réchauffement de certaines régions du globe, en ralentissant la circulation des cellules convectives ?

S'il y a une telle influence, elle doit être négligeable devant celle des obstacles naturels (montagnes, collines), ou même des obstacles artificiels genre immeubles. Ou même des forêts avec des arbres de grande hauteur.

[pm42]

Une autre question : Est-ce que l'énergie éolienne, ne participe pas également au réchauffement de certaines régions du globe, en ralentissant la circulation des cellules convectives ?

C'est curieux parce que j'ai le souvenir de ce fil :

http://forums.futura-sciences.com/de...-de-serre.html

où il y avait déjà le même discours sur les cellules convectives.
A la fin, tous les arguments finissent par boucler sur la négation du réchauffement climatique ou sur la recherche de causes alternatives.

[sunyata]

Ce qui semble bien établi est que les cellules convectives harmonisent les températures entre l'équateur et les pôles. Equateur qui reçoit un excés de chaleur par rapport aux pôles oú l'angle d'incidence des rayons solaires avec la surface est beaucoup plus faible.Quelque soit la proportion de CO2 dans l'atmosphère cette différence de température entre équateur et pôles existera toujours puisqu'elle est due uniquement à l'angle d'incidence des rayon lumineux avec la suface de la sphère terrestre.

[JPL]

C'est curieux parce que j'ai le souvenir de ce fil :

http://forums.futura-sciences.com/de...-de-serre.html

où il y avait déjà le même discours sur les cellules convectives.
A la fin, tous les arguments finissent par boucler sur la négation du réchauffement climatique ou sur la recherche de causes alternatives.

Oui, également avec sunyata...

Bref où veux-tu en venir sunyata ?

Je me répète : les cellules convectives peuvent redistribuer la chaleur sur la terre mais elles ne peuvent pas l'éliminer à l'extérieur. Seul le rayonnement infrarouge lointain le peut mais s'il est réabsorbé par les gaz à effet de serre on est mal barrés.

[yves25]

mais s'il est réabsorbé par les gaz à effet de serre on est mal barrés

Oh, il en sortira toujours et si on attend assez longtemps, il en sortira la même quantité qu'avant l'augmentation des GES.
En fait, l'ajustement serait quasi instantané si il n'y avait pas l'océan qui absorbe 90% de la chaleur du déséquilibre et qui rend plus tard. Actuellement le déséquilibre est de l'ordre de 0,5 à 1 W/m2 ? C'est à dire que la Terre ne se refroidit pas assez .
1 W/m2, ça a l'air de rien mais c'est presque 0,5% de l'énergie solaire absorbée et bien sûr, ça s'accumule.

[sunyata]

Oui, également avec sunyata...

Bref où veux-tu en venir sunyata ?

Je me répète : les cellules convectives peuvent redistribuer la chaleur sur la terre mais elles ne peuvent pas l'éliminer à l'extérieur. Seul le rayonnement infrarouge lointain le peut mais s'il est réabsorbé par les gaz à effet de serre on est mal barrés.

Bonjour

Pourquoi accorde -t- au co2 une telle importance alors qu'il n'est présent dans l'atmosphère sous forme de trace : Soit : 0,03 % de l'atmosphère.
Comment 0,03 % d'un gaz quelque soit sa température (vitesse moyenne des molécules)peut -il moduler la température des 99,07 % restants ?

J'ai du mal à comprendre.

[yves25]

Que dire d'un tel argument? Je veux dire sans employer des mots désobligeants.
Quelle est la concentration d'insuline dans le sang?
C'est tellement faible que j'ai de la peine à croire que ça puisse avoir un rôle dans le diabète !

[Tawahi-Kiwi]

J'ai du mal à comprendre.

C'est du trolling ou c'est une vraie question ?

...de la meme maniere que la "couche" d'ozone ne contient que 0.001% (10 ppm) et est pourtant tres importante pour la vie sur Terre...

T-K

[pm42]

C'est du trolling ou c'est une vraie question ?

Je ne voulais pas en rajouter mais pour moi, il est évident que c'est du climato-scepticisme à peine déguisé sous forme de questions "pseudo-naïves". Mais toutes sont orientées dans le même sens : ça n'existe pas, ce n'est pas grave, cela va se corriger tout seul, les causes indiquées ne sont pas possibles, il y a d'autres causes...

Sans même parler du gigantesque "est ce que ce ne serait pas la faute des éoliennes et des cheminées ?"

On peut également remarquer que l'auteur du fil (comme sur l'autre) ne répond pratiquement jamais à une question et n'accepte une objection à un de ses "questions" que pour en sortir une autre. Bref, on est dans le dialogue de sourd.

[yves25]

Sur ces forums on a une certaine habitude. On n'est donc pas complètement naïfs.

[pm42]

Sur ces forums on a une certaine habitude. On n'est donc pas complètement naïfs.

Je ne pensais pas être le seul à le voir, j'étais juste étonné de la très grande patience manifestée dans 2 fils face à cette réthorique.

[yves25]

On nous accuse pourtant du contraire .
Les dénégateurs du réchauffement ont systématiquement la même approche puisée directement ou non chez les sites américains subventionnés
On voit quand même parfois apparaître des arguments nouveaux mais celui là n'en est pas puisque Allègre lui même l'a utilisé !
La fausse naïveté est une de leurs tactiques préférées.
Je ne sais pas si sunyata est dans cette approche, c'est vrai que ça y ressemble mais après tout, il n'y a pas que des faux naïfs, quelques uns sont sans doute vrais.

[Amanuensis]

Pour un exemple d'influence à très faible proportion (insuline), il doit y avoir des milliers d'exemples où une très faible proportion de quelque chose n'a pas d'effet notable.

Tant que le mécanisme d'action n'a pas été expliqué et compris, il n'est pas naïf de se demander pourquoi tel cas est une exception.

Si naïveté il y a, ce n'est pas dans la question elle-même, mais dans le fait de la poser dans ce forum. Faut vraiment n'avoir pas suivi pour ne pas anticiper les réponses désobligeantes!

[yves25]

D'accord, c'est donc plus subtil. Poser la question peut être légitime , en faire un argument ne l'est pas.

[Amanuensis]

Oui. Et la présomption d'innocence...

En l'espèce, il n'est pas difficile de renvoyer à des références (il y en a plein!), et d'attendre les réactions éventuelles, avant de dégainer et tirer.

[yves25]

C'est bien pour cela que je réponds

[pm42]

Oui. Et la présomption d'innocence...
En l'espèce, il n'est pas difficile de renvoyer à des références (il y en a plein!), et d'attendre les réactions éventuelles, avant de dégainer et tirer.

Quand on parle de 2 fils qui sont tous sur la même logique avec des arguments aussi étonnants que "est ce que les éoliennes ne contribuent au réchauffement climatique", la présomption d'innocence qui s'applique aux 2 ou 3 1ères questions naïve devient plus difficile après la 20ème.

[yves25]

D'après mes calculs, plus de la moitié de ce que rayonne la Terre (127 W/m² sur 235 W/m²) [En se basant sur ((273-19)/(273-55))^4]

Il me semble (quitte à risquer dire une connerie) que le bas de la stratosphère est au min de température justement parce qu'elle rayonne bien et absorbe peu. Par ailleurs, la couche au-dessus est transparente aux IR et donc ce que rayonne la basse troposphère est efficacement perdu vers l'espace.

Le haut de la stratosphère absorbe une part du rayonnement lumineux, grâce à l'ozone, mais l'inversion de couche fait que cela chauffe peu le bas de la stratosphère. Du coup le bas de la stratosphère est chauffé par en-dessous, et participe donc de manière significative à l'évacuation de l'énergie thermique de la troposphère (au refroidissement, donc).

Cela m'intéresserais d'avoir confirmation ou infirmation. Yves25?

Je reviens là dessus parce la phrase mise en caractères gras peut être mal interprétée.
La basse stratosphère est froide d'abord parce que la convection ne l'atteint pas. Ton raisonnement est juste mais il faut bien avoir en tête que dans l'atmosphere les échanges de chaleur se font par convection et par rayonnement. La stratosphère commence là où finit la convection. Il n'y reste donc plus que le rayonnement . La basse strato est effectivement chauffée par l'absorption de rayonnement infrarouge en provenance de la surface et de la troposphère et cela explique donc que la diminution de ce flux IR (à cause de l'augmentation de l'effet de serre) entraîne un refroidissement de la stratosphère comme le notait JPL.

[invite95c3ea9d]

salut à tous !

petite question, la banquise joue bien un certain rôle dans le refroidissement de la planète si je ne m'abuse ?

en refroidissant l'atmosphère au niveau des pôles, qui ensuite régule la température au niveau de l'équateur ?