CO2 et méthane : foncionnement de l'effet de serre

[invite1352d2eb]

Bonjour,

Si ces gaz sont réputés pour réduire le rayonnement de la terre vers l'extérieur, ils devraient aussi réduire le rayonnement du soleil vers la terre.
La terre devrait donc moins perdre de chaleur mais également moins en recevoir.
Est-ce vrai ?
Existe-t-il une balance entre chaleur rentante et chaleur sortante?
Quel est de ces deux gaz, celui qui a le plus d'impact sur cette réduction?
Le méthane n'est-il pas plus dangereux que le CO2?
N'a-t-il déjà pas causé des catastrophes majeures durant la vie de la terre ?


Merci de vos réponses
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[yves25]

bonjour

L'absorption de la lumière dépend de la longueur d'onde. Certains gaz absorbent à certaines longueurs d'onde et pas à d'autres. Les gaz à effet de serre absorbent dans l'Infrarouge qui correspond à l'émission de la Terre à cause de sa température et pas dans le visible et le proche Ir qui correspondent à l'émission du solein qui est évidemment beaucoup plus chaud (6000K contre 300K).
Pour plus d'infos, voir le dossier de Robert Kandel sur ce même site.

[invite0dd4f252]

Bonjour,

Si ces gaz sont réputés pour réduire le rayonnement de la terre vers l'extérieur, ils devraient aussi réduire le rayonnement du soleil vers la terre.
La terre devrait donc moins perdre de chaleur mais également moins en recevoir.
Est-ce vrai ?
Existe-t-il une balance entre chaleur rentante et chaleur sortante?
Quel est de ces deux gaz, celui qui a le plus d'impact sur cette réduction?
Le méthane n'est-il pas plus dangereux que le CO2?
N'a-t-il déjà pas causé des catastrophes majeures durant la vie de la terre ?


Merci de vos réponses

Il n'y a pas à proprement parler une réduction du rayonnement de la Terre vers l'espace.
Le rayonnement émis par la Terre est égal au rayonnement émis, lorsqu'on est en équilibre thermodynamique.
L'ES est analogue à l'effet couverture.
En effet à chaleur égale, un corps sous une couverture a plus chaud qu'un corps sans couverture.
Pourtant le flux de chaleur est le même.

Les GES absorbent une partie du rayonnement thermique terrestre issu de l'absorption du rayonnement solaire.
Ce faisant ils élèvent la température de la basse atmosphère mais le flux émis hors atmosphère reste le même.

Le rayonnement solaire est par contre également partiellement absorbé de façon directe par les gaz.

Citons les UV absorbés par l'ozone (exemple célèbre) et les IR proches absorbés par la vapeur d'eau et également le CO2.
Ces absorptions engendrent également un réchauffement.

Le CH4 a un pouvoir de forçage environ 20 fois plus élevé que le CO2.
Sa concentration dans l'atmosphère est heureusement bien plus faible que celle du CO2.(200 fois plus faible)
De plus sa durée de vie est environ 10 fois plus faible que celle du CO2.
Néanmoins son action dans l'effet GES global n'est pas négligeable.
Une crainte, maintes fois évoquée, concerne l'effet de rétroaction possible, suite au réchauffement, qui concerne ce gaz.
Il est présent en quantités importantes dans le permafrost et surtout sous forme de clathrates de CH4 au fond des océans.
Parmi ces derniers, l'océan arctique est particulièrement vulnérable en raison du réchauffement plus élevé qui l'affecte.
Des scénarii existent (voir David Archer) concernant le dégazage du CH4 des clathrates.
Ces scenarii envisagent les choses sur un plan global et ne prévoient que l'effet CO2 issu du CH4 oxydé.
C'est bien une rétroaction positive mais pas catastrophique.
A ma connaissance il n'a pas encore été réalisé d'étude particulière sur les clathrates arctiques...

[yves25]

Quand meteor dit qu'il n'y a pas réduction de l'énergie émise, il se trompe ou s'exprime mal. L'équilibre entre l'énergie absorbée (celle qui vient du soleil) et l'énergie émise est réalisé sur une longue période de temps. Rien n'empêche la planète d'être en déséquilibre pendant quelques dizaines , voire centaines d'années.
C'est d'ailleurs tout le problème parce que si la Terre ne réemet plus autant d'énergie qu'elle en absorbe, alors sa température augmente forcément.

Avec le temps, la Terre étant plus chaude émettra davantage ce qui compensera l'isolation par les GES et l'équilibre se rétablira.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0dd4f252]

Quand meteor dit qu'il n'y a pas réduction de l'énergie émise, il se trompe ou s'exprime mal. L'équilibre entre l'énergie absorbée (celle qui vient du soleil) et l'énergie émise est réalisé sur une longue période de temps. Rien n'empêche la planète d'être en déséquilibre pendant quelques dizaines , voire centaines d'années.
C'est d'ailleurs tout le problème parce que si la Terre ne réemet plus autant d'énergie qu'elle en absorbe, alors sa température augmente forcément.

Avec le temps, la Terre étant plus chaude émettra davantage ce qui compensera l'isolation par les GES et l'équilibre se rétablira.

c'est bien pour cela que j'ai spécifié, je me cite:

Le rayonnement émis par la Terre est égal au rayonnement émis, lorsqu'on est en équilibre thermodynamique.

Je me trompe peut-être mais le fait que la Terre ait une inertie thermique (notamment du fait des océans) explique pourquoi nous ne sommes pas en équilibre, alors qu'il y a une impulsion positive de flux radiatif du fait des GES.
Pendant la réalisation de l'équilibre thermique la température monte à la surface.
Mais lorsque l'équilibre thermique est atteint, le résultat final d'une concentration plus forte en GES est que la température est plus élevée.

[yves25]

Je n'ai plus aucun pb avec ton dernier post Meteor, par contre relis toi

Il n'y a pas à proprement parler une réduction du rayonnement de la Terre vers l'espace.
Le rayonnement émis par la Terre est égal au rayonnement émis, lorsqu'on est en équilibre thermodynamique.

tu avoueras que ça prête à confusion, non? Il y a bel et bien actuellement une réduction de l'énergie émise vers l'espace en fait.

[invite0dd4f252]

Je n'ai plus aucun pb avec ton dernier post Meteor, par contre relis toi



tu avoueras que ça prête à confusion, non? Il y a bel et bien actuellement une réduction de l'énergie émise vers l'espace en fait.

C'est exact.
Il y a actuellement un rayonnement réémis plus faible que le rayonnement reçu.(inertie thermique oblige)
Ma première phrase portait à confusion.

Mes plus plates excuses.

[invite1352d2eb]

Le CH4 a un pouvoir de forçage environ 20 fois plus élevé que le CO2.

Pouvez vous définir le forçage ?

[yves25]

Pouvez vous définir le forçage ?

Considère le systèeme climatique comme un amplificateur . Le forçage , c'est ce que tu mets en entrée . C'est un déséquilibre du bilan radiatif et ça se mesure en W/m2. La variation de température, c'est ce que tu obtiens en sortie de ton ampli.

Ton ampli est , en fait, un ampli opérationnel. Il possède donc des boucles de contre-réactions (exemple, la neige: s'il fait plus chaud; il y en a moins, la lumière du soleil est moins réfléchie , elle est donc davantage absorbée et ça donne un déséquilibre supplémentaire du bilan radiatif ; c'est une rétroaction positive parce qu'elle amplifie le forçage initial.