Disponible sur ArXiv bibliothèque de pre prints anciennement hébergée à Los Alamos, maintenant par l'université Cornell.

Auteurs : deux physiciens théoriciens allemands Gerhard Gerlich Professeur, Ralf D. Tscheuschner chercheur, à l'Institut de Physique mathématique de l'université technique de Carolo-Wilhelmina.

Le document ici est volumineux 114 pages et détaillé.

Il a pour titre «Réfutation de l'effet de serre du CO² atmosphérique dans le cadre de la physique»

J'ai fait la traduction du seul Sommaire pour physiciens qui m'a paru résumer les conclusions des auteurs. Ci-dessous vous pourrez lire les deux versions originale en caractères droits et traduite en italiques, imbriquées. Les bons anglicistes sont invités à corriger le texte.

Physicist's summary

A thorough discussion of the planetary heat transfer problem in the framework of theoretical physics and engineering thermodynamics leads to the following results:

Une discussion approfondie du problème de transfert de chaleur sur la planète dans le cadre de la physique théorique et de la thermodynamique conduit aux résultats suivants :

1. There are no common physical laws between the warming phenomenon in glass houses and the fictitious atmospheric greenhouse effect, which explains the relevant physical phenomena. The terms "greenhouse effect" and "greenhouse gases" are deliberate misnomers.

Il n’y a pas de loi physique courante qui lie le phénomène d’échauffement dans des serres et l’effet imaginaire des gaz à effet de serre qui explique les phénomènes physiques pertinents. Les termes effet de serre et gaz à effet de serre sont des délibérément inappropriés.

2. There are no calculations to determinate an average surface temperature of a planet
_ with or without atmosphere,
_ with or without rotation,
_ with or without infrared light absorbing gases.
The frequently mentioned difference of 33 °C for the fictitious greenhouse effect of the atmosphere is therefore a meaningless number.

Il n’y a pas de calcul pour déterminer une température moyenne de surface de la planète
· avec ou sans atmosphère ;
· avec ou sans rotation ;
· avec ou sans gaz absorbant les infrarouges.

La différence souvent mentionnée de 33°C pour l’effet de serre imaginaire de l’atmosphère est par conséquent un nombre sans signification.

3. Any radiation balance for the average radiant flux is completely irrelevant for the determination of the ground level air temperatures and thus for the average value as well.

Tout bilan radiatif du flux moyen irradiant est sans aucune pertinence pour déterminer les températures de l’air au niveau du sol et en conséquence pour ses moyennes.

4. Average temperature values cannot be identified with the fourth root of average values of the absolute temperature's fourth power.

Les températures moyennes ne peuvent pas être identifiées à la racine quatrième de la moyenne des puissances quatrièmes des températures absolues.

5. Radiation and heat flows do not determine the temperature distributions and their
average values.

L’irradiation et les flux de chaleur ne déterminent pas les distributions de températures et leurs valeurs moyennes.

6. Re-emission is not reflection and can in no way heat up the ground-level air against the actual heat flow without mechanical work.

La reémission n’est pas une réflexion et ne peut en aucun cas réchauffer l’air au sol à l’opposé du flux de chaleur réel, sans travail mécanique.

7. The temperature rises in the climate model computations are made plausible by a perpetuum mobile of the second kind This is possible by setting the heat conductivity in the atmospheric models to zero, an unphysical assumption. It would be no longer a perpetuum mobile of the second kind, if the “average" fictitious radiation balance, which has no physical justification anyway, was given up.

Les augmentations de température dans les modèles de calcul climatiques sont rendus plausibles par une cause en permanence du second type. C’est possible en posant que la conductivité thermique dans les modèles atmosphériques est nulle, une supposition qui n’est pas physique. Ce ne serait plus une cause permanente du second type si la « moyenne » du bilan radiatif imaginaire qui n’a aucune justification physique était abandonnée.

Correction : ce § est remplacé par :

Les augmentations de température dans les modèles de calcul climatiques sont rendus plausibles par une cause de type mouvement perpétuel sans dépense. C’est possible en posant que la conductivité thermique dans les modèles atmosphériques est nulle, une supposition qui n’est pas physique. Ce ne serait plus une cause permanente du second type si la « moyenne » du bilan radiatif imaginaire qui n’a aucune justification physique était abandonnée.

8. After Schack 1972 water vapor is responsible for most of the absorption of the infrared radiation in the Earth's atmosphere. The wavelength of the part of radiation, which is absorbed by carbon dioxide is only a small part of the full infrared spectrum and does not change considerably by raising its partial pressure.

Selon Shack 1972 la vapeur d’eau est responsable de la plus grande partie de l’absorption des radiations infrarouges dans l’atmosphère terrestre. Les longueurs d’onde de la partie absorbée par le dioxyde de carbone n’est qu’une faible partie du spectre infrarouge et ne change pas considérablement par une augmentation de sa pression partielle.

9. Infrared absorption does not imply “backwarming". Rather it may lead to a drop of the temperature of the illuminated surface.

L’absorption infrarouge n’entraîne pas de rétroaction positive. Bien plutôt elle doit apporter une chute de température de la surface illuminée.

10. In radiation transport models with the assumption of local thermal equilibrium, it is assumed that the absorbed radiation is transformed into the thermal movement of all gas molecules. There is no increased selective re-emission of infrared radiation at the low temperatures of the Earth's atmosphere.

Dans les modèles de transport radiatif avec l’hypothèse d’un équilibre thermique local, il est supposé que la radiation absorbée est transformée en mouvement thermique de toutes les molécules de gaz. Il n’y a pas d’augmentation de ré-émission sélective de la radiation infrarouge aux basses températures de l’atmosphère terrestre.

11. In climate models, planetary or astrophysical mechanisms are not accounted for properly. The time dependency of the gravity acceleration by the Moon and the Sun (high tide and low tide) and the local geographic situation, which is important for the local climate, cannot be taken into account.

Dans les modèles climatiques, les mécanismes planétaires et astrophysiques ne sont pas pris en compte convenablement. La dépendance au temps de l’accélération gravitationnelle par la Lune et le Soleil (marée haute et marée basse) et les situations géographiques locales, qui est importante pour le climat local, ne sont pas pris en compte.

12. Detection and attribution studies, predictions from computer models in chaotic systems, and the concept of scenario analysis lie outside the framework of exact sciences, in particular theoretical physics.

Les études de détection et d’attribution, les prédictions des modèles informatiques pour des systèmes chaotiques, et le concept d’analyse par scénario ne font pas partie des sciences exactes, en particulier de la physique théorique.

13. The choice of an appropriate discretization method and the definition of appropriate dynamical constraints (flux control) having become a part of computer modelling is nothing but another form of data curve fitting. The mathematical physicist v. Neumann once said to his young collaborators: “If you allow me four free parameters I can build a mathematical model that describes exactly everything that an elephant can do. If you allow me a fifth free parameter, the model I build will forecast that the elephant will fly." (cf. Ref. [185].)

Le choix d’une méthode de discrétisation appropriée et la définition des contraintes dynamiques appropriées (contrôle de flux) étant devenus une partie de la modélisation informatique n’est rien d’autre qu’une autre forme de l’ajustement des courbes de données. Neumann physicien mathématicien a dit une fois à ses jeunes collaborateurs : « Si vous me donnez quatre paramètres indépendants je peux construire le modèle mathématique qui décrira exactement tout ce qu’un éléphant peut faire. Si vous me donnez un cinquième paramètre indépendant, le modèle prédira que l’éléphant volera ».

14. Higher derivative operators (e.g. the Laplacian) can never be represented on grids with wide meshes. Therefore a description of heat conduction in global computer models is impossible. The heat conduction equation is not and cannot properly be represented on grids with wide meshes.

Les opérateurs fortement dérivatifs (p.e. le Laplacien) ne pourront jamais être représentés sur des mailles larges. Par conséquent une description de la conduction thermique dans des modèles informatiques globaux est impossible. L’équation de la chaleur n’est pas et ne peut pas être représentée sur des grilles à larges mailles.

15. Computer models of higher dimensional chaotic systems, best described by non-linear partial differential equations (i.e. Navier-Stokes equations), fundamental differ from calculations where perturbation theory is applicable and successive improvements of the predictions - by raising the computing power - are possible. At best, these computer models may be regarded as a heuristic game.

Les modèles informatiques de systèmes chaotiques de grandes dimensions, décrits par des équations aux dérivées partielles non linéaires, diffèrent fondamentalement des calculs dans lesquels la théorie des perturbations est applicable et où des améliorations successives des prédictions – par l’augmentation de la puissance de calcul – sont possibles. Au mieux, ce modèles informatiques doivent être regardés comme des jeux heuristiques.

16. Climatology misinterprets unpredictability of chaos known as butterfly phenomenon as another threat to the health of the Earth.

La climatologie interprète faussement le chaos imprédictible connu par le phénomène du papillon en en faisant une autre menace pour la santé de la Terre.


Voici de quoi discuter point par point sinon pied à pied.

Je n'ai pour l'instant fait que survoler ce texte, mais j'ai été frappé par certaines affirmations délirantes.
Ainsi parler, ainsi que le font les auteurs, d'"effet de serre imaginaire de l'atmosphère" reléve soit du canular, soit du délire le plus total.
S'il pouvait exister le moindre doute à ce sujet, il suffirait de comparer température moyenne au sol de la Lune et température moyenne (toujours au niveau du sol) de la Terre.

On peut discuter sur l'importance de l'ES, sur le rôle de chacun des composants atmosphériques, sur sa contribution au réchauffement climatique, sur la gravité du risque, etc; OK. Mais nier la réalité même de l'ES en le qualifiant d'imaginaire est de la fumisterie malfaisante, rien d'autre.

Le seul problème sérieux soulevé par ce document, c'est son influence possible sur les naïfs. On va encore entendre des gens dire que puisque des "scientifiques" nient l'existence de tout effet de serre, c'est que rien n'est sûr...

Alain

C'est bien vu.

Moi aussi, après un simple survol d'un texte de 114 pages et même beaucoup plus court et même lu ici, je décide du délire et de la malfaisance de celui qui l'a écrit à partir d'un seul qualificatif isolé.

Heureux de n'avoir pas été "ramassé" sur ma traduction et pourtant j'aurais du l'être, cf. correction apportée dans le texte.

Pour calculer la température de surface d'une planète sans atmosphère, il suffit de connaître le flux solaire et l'albédo.

On a Ts = (L(1-alpha)/(4.sigma))^1/4

où alpha = albédo et L = flux solaire au niveau de la planète sigma = constante de stefan-boltzmann

S'il n'y a pas rotation, la partie hors radiation est à 0°K (ou à peu près) et pour la partie irradiée on a :

Ts = (L(1-alpha)/(2.sigma))^1/4

la température de la planète qui ne tourne pas est donc Ts/2.

Lorsqu'il y a une atmosphère transparente au rayonnement le résultat ne change pas.


La température d'émission de la Terre est :

Ts = (1365(1-0.3)/4sigma)^0.25 = 255°K ou -18°C

Si elle ne tournait pas on aurait:

une température de la face éclairée de 303°K ou 30°C.
tandis que sa face sombre serait à 0°K.
La moyenne serait de 151°K soit -121°C.

On peut calculer la Ts de la planète avec atmosphère opaque à l'IR, moyennant la connaissance du gradient de température atmosphérique et son épaisseur optique.
Il y a plusieurs modèles allant du plus simple (gaz gris) au plus compliqué.
On ne va pas les exposer ici.
Néanmoins on sait que la température d'émission n'a aucune raison de changer.
Elle dépend directement du flux solaire et de l'albédo.
On connait la température moyenne de surface par les mesures ( je rappelle qu'on peut aussi la calculer), elle est de 15°C.
En conséquence on peut dire que l'effet de serre est bien responsable de 15°C-(-18°C) = 33°C

Bien entendu il s'agit d'un chiffrage simple de l'ES en terme de température, il comprend les effets de la VE, des nuages et des autres GES.

Il ne faut pas aller plus loin en disant: oui mais cela n'a aucune signification puisque l'albédo sans atmosphère et sans océan serait différent.
C'est un chiffrage de l'ES à autres paramètres inchangés.
Point.

L'exposé des auteurs est en § 3.7 de leur papier.

Par ailleurs, je ne pense pas qu'il ne sachent pas faire ce type de calcul.

Ce qu'ils récusent à mon sens c'est l'abstraction nommée moyenne en tant que résultat de calcul ou d'observation.

J'ai répondu, strictement, à ça:



maintenant, s'il faut lire et critiquer les 114 pages, d'autres auront sans doute plus de courage que moi, je n'en doute pas.
Mais tu peux t'y mettre aussi.

(je supprime mon post scriptum.)

C'est bien de ça qu'il s'agit.

J'ai eu au moins celui de faire la traduction de leur résumé pour physiciens sans qu'on me le demande.

Chacun peut s'y mettre.

on verra bien.

pour commencer je lis ceci qui m'embête un peu, page 62:

In summary, the factor 0.7 will enter the equations if one assumes that a grey body
absorber is a black body radiator, contrary to the laws of physics. Other choices are possible,
the result is arbitrary. Evidently, such an average value has no physical meaning at all. This
will be elucidated in the following subsection.

il me semble que les auteurs oublient le fait que l'absorptivité et l'émissivité dépendent de la fréquence du rayonnement.
Ainsi il est tout à fait correct de considérer la surface terrestre comme un corps gris, vis à vis du rayonnement solaire et comme un corps noir (ou presque) vis à vis du rayonnement thermique de la Terre.
Ce n'est pas contraire aux lois de la physique, à mon sens.

Je sais que sirius est spécialiste il pourra certainement confirmer ou infirmer.

Euh ....vous voulez vraiment qu'on discute de cela?

Vraiment?

ben moi je sais pas s'il faut vraiment discuter de cela.


Je suppose que Marot doit être intéressé par la chose puisqu'il s'est donné le mal de traduire le résumé.

Après tout c'est à lui d'animer le débat qu'il tente de susciter.

Tout à fait... l'emssivité du sol terrestre se comporte quasiment comme un corps noir, car sa valeur moyenne est très proche de 0.98
Et la Terre se comporte bien comme un corps gris vis-à-vis du rayonnement solaire (voir le bilan thermique global), càd pricipalement dans le spectre visible et proche IR, qui représente la plus grande quantité d'énergie fournie par le Soleil.

Gaël

Par ailleurs, j'aimerais apporter une petite précision au calcul (intéressant et bien approprié) de Meteor concernant l'effet de serre.
Tu disais que si la Terre ne tournait pas, et si elle n'avait pas d'atmosphère, sa face cachée serait à 0°K... tu n'as presque pas tort en théorie, car tu oublies 2 points, me semble t-il :
1/ même si elle est négligeable (ou presque), l'énergie interne de l'espace (du "vide") n'est pas complètement nulle, elle fournit quelques petits Kelvin... même pas 10, mais tout de même ! (je ne sais plus combien, désolé, mais c'est quasi négligeable, certes!)
2/ ça en revanche, ce n'est pas négligeable : je parle de la chaleur intrinsèque de la Terre... géothermique !
En effet, cette chaleur de plusieurs milliers de degrés (5000°C environ pour le noyau qui représente tout de même 15% du volume de la planète) est diffusé du centre vers la croûte terrestre. À 100km de profondeur, il règne une température de l'ordre de 1000°C ! Et encore 300°C à 10km de profondeur ! Et en partant de la surface (à partir de 20-50m de profondeur), le gradient de température est encore de 1° tous les 25 m... tout ça pour dire qu'il ne faut surtout pas négliger l'élément géothermique : on estime donc que, si la Terre ne tournait pas, sans atmosphère, sa face cachée serait tout de mêm à une température de 40°K environ, soit -230°C.
Mais cela n'enlève rien à ton explication logique !

C'était juste une précision en apparté !

Gaël

oui t'as raison bon je prenais un cas théorique mais tu fais bien de rappeler que le 0°K ne serait pas atteint.
Concernant le rayonnement du vide j'avoue que je ne connais pas sa valeur moyenne.
On dit bien que la température de l'univers est de l'ordre de 3°K et peut-être qu'on peut retrouver le rayonnement moyen, mais j'avoue que je sais pas.
pour le flux géothermique si on prend 0.06W/m2 on tombe sur 32°K.
Donc t'as doublement raison.

Mais non, c'est évident.

Un corps gris qui absorbe une partie du rayonnement reçu est un corps noir qui absorbe la totalité du même rayonnement et réciproquement.

Euh.........rayonnement fossile 2,7K , sigma T^4 = 3.10^(-6) W/m2, c'est le géothermique qui triomphe et de loin!

Pour ce soit disant "preprint", je n'ai aucune envie de discuter des 114 pages d'élucubrations. Ce n'est certes pas un preprint car ce papier ne sera pas accepté ne sarit ce que pour deux raisons (de forme) rhédibitoires
1 aucun papier de 114 pages n'est acceptable pour une revue scientifique (bien qu'il serait fortement réduit bien sür par le simple format)
2 le style agressif , les affirmations , dénonciations de falsification etc sont parfaitement ridicules et inutiles et un éditeur ne les admettra pas

J'ai parcouru ce truc, c'est un mélange d'évidences connues depuis longtemps , d'affirmations non fondées , de démontration à côté de la plaque (genre réflexion c'est différent d'absorption, comme si on savait pas) et d'incompréhension générale de ce qu'on appelle une température radiative équivalente.

Totalement d'accord avec Sirius. Dès ma première approche, j'avais eu une impression très défavorable, ce qui m'avait vivement réagir. Une lecture plus approfondie ne m'a pas fait changer d'avis.

Alain

Oui, disons que ça aurait pu être un "support" pour (ré)expliquer toutes ces notions.
Mais disons qu'il y a nettement plus sain, comme support, que ce fatras indigeste.

Pas vraiment. La différence entre la Terre et la Lune, c'est essentiellement que l'une a une atmosphère et pas l'autre. Donc en présence d'atmosphère, c'est-à-dire de matière, on peut transmettre de la chaleur par convection: la chaleur du rayonnement solaire reçue par la surface de la Terre peut chauffer les couches de l'air par ce mode convectif. C'est évidemment impossible pour la Lune: pas de matière = aucune convection possible (de même d'ailleurs que par conduction.)

Il y a peut-être aussi de l'effet de serre qui joue, mais lui attribuer la totalité du réchauffement est totalement faux.

Pour montrer sans ambiguité que c'est l'effet de serre qui fait la différence entre la Terre et la Lune, il faudrait que l'une et l'autre aient une atmosphère, avec pour seule différence la présence de gaz dits "à effet de serre" dans l'atmosphère terrestre. C'est une lapalissade mais visiblement elle vaut le coup d'être rappelée.

Sur Terre, l'explication de cet effet de serre soulève quand même une question fondamentale: une molécule de CO2 présente dans la troposphère peut se trouver à -30°C, -40°C, généralement à une température de plus en plus basse quand on monte en altitude. La théorie de l'effet de serre suppose qu'elle renvoie un rayonnement vers la Terre pour la réchauffer, alors que la surface de la Terre est généralement plus chaude (15°C en moyenne.)

Ceci contredit complètement le second principe de la thermodynamique: la chaleur ne peut aller que d'une source chaude vers une source froide; si c'est l'inverse, ça ne peut se faire sans compensation énergétique. Mais alors, quelle serait cette compensation ?

C'est ne pas avoir vraiment compris (comme ces deux personnes d'ailleurs):
le second principe n'est en rien contredit
l'atmosphère est effectivement chauffée par convection mais cet argument ne vaut que pour la température de l'atmosphère entre parenthèses, ça ne dit en rien que la tempé de la planète devraiet en être modifiée.

Une couche d'atmosphère à -40 a un bilan thermique équilibré grâce aux divers échanges
radiatif
convectifs
conduction (très faible sauf au voisinage du sol)
si cette couche émet de l'énergie vers la surface, elle en reçoit sous deux formes
par rayonnement depuis la surface (elle émet mais elle absorbe)
par convection

Imagines toi en plein hiver, de nuit, à côté d'une vitre simple vitrage: tu reçois du rayonnement de la vitre mais tu lui en envoies et puisque tu es plus chaud , tu lui en envoies plus que tu n'en reçois
N'empêche , s'il n'y avait pas de vitre, il ferait encore plus froid (même sans tenir compte de la convexion)

d'ailleurs si tu mets un double vitrage, c'est plus confortable, pourquoi?
parce que la température de la couche de verre intyerne est plus proche de la tienne et que le bilan des échanges est meilleur
c'est encore mieux avec un triple vitrage évidemment.

J'ai quelque chose que je ne comprend pas dans le résonnement sur l'effet de serre :
Sirius losrque tu parles de l'effet de la vitre en simple ou double vitrage on comprend bien que cet effet est du en partie au moins au phénomène de barrage physique constitué par la vitre. Si on prend le CO2, il doit être également réparti dans l'atmosphère (non ?), il n'existe donc pas de barrière physique entre une couche inférieur réchauffé et l'espace. Je comprend bien que le CO2 obsorbe un rayonnement IR, mais j'ai du mal à visualiser son effet direct au niveau du sol. L'effet de serre d'un nuage étant bien plus facile a constater (fin de nuit plus chaude lorsqu'on a une couverture nuageuse)

c'est toujours l'analogie avec un isolant qui est intéressante.
Si j'imagine un barreau de cuivre que je chauffe avec une puissance P (en W/m2), dans le vide, sa température d'émission est donnée par T = (P/sigma)^0.25

si je met de l'isolant sa température va dépendre de l'épaisseur et de la nature de l'isolant.

Plus il y aura d'isolant et plus la température sera élevée (jusqu'à un certain point si on se rappelle des pbs de thermique de conduction)

Pourtant l'isolant, plus froid, n'aura pas transmis de chaleur au barreau mais, le temps de l'équilibre, la puissance transmise au vide aura diminué au profit de l'augmentation de température du barreau.

Un corps noir à -40°C émet des photons suivant un certain spectre de fréquences.
On connait tous la loi de répartition du flux par longueur d'onde en fonction de la longueur d'onde pour le corps noir.
Rien n'empêche un photon quelconque émis par ce CN d'être absorbé par un CN de température supérieure.
Seulement bien sûr le CN de T sup émet plus de photons que le CN à -40°C et certains de ces photons seront alors absorbés par le CN à -40 qui les réémettra ensuite vers le CN chaud.
Au total le CN chaud recevra plus de photons que s'il émettait directement dans le vide.
C'est l'ES.

D'ailleurs il n'y a pas réellement de transfert de chaleur du CN froid vers le CN chaud car toute la chaleur provient de la source chaude (en l'occurrence le Soleil) qui alimente le système.

Merci et bravo, j'espère que c'est clair aussi pour ceux qui ne sont pas très habitués mais je trouve que c'est fort bien expliqué.

Ta question permet d'embrayer sur le transfert radiatif en fait.

Tout d'abord c'est à cause de cette difficulté qu'on fait l'analogie avec la serre. Comme toutes les analogies , ça va un moment et puis ça va plus du tout (ex: la serre est fermée et y a pas de convexion).

1 On commence d'abord avec une couche de verre ou de CO2 si tu veux vers 5 km d'altitude par exemple (tempé moyenne 15-5*6.5= disons -17

la surface et la couche échangent du rayonnement
on considère chaque fréquence et chaque direction => (loi de Planck, luminances énergétiques)
ce qui vient de la surface est supérieur à ce qui vient de la couche


la couche absorbe ce qui vient de la surface ét émet dans toutes les directions (4 pi steradians)

2 maintenant, la couche est semi transparente à la fréquence nu
donc elle n'absorbe pas tout et elle laisse passer une partie de ce qui vient de la surface

=> à l'extérieur on a:
. ce qui vient de la surface atténué par la couche
. plus ce qui vient de la couche

3 maintenant tu mets deux couches

la surface échange avec la premiere comme toiut à l'heure
mais une partie de ce qu'elle émet arrive sur la couche 2 qui en absorbe une partie
et émet à son tour

si tu regardes ce qui se passe pour cette couche 2

-elle recoit
.du rayonnement de la surface atténue par la couche 1
. + du rayonnement émis par la couche 1
-elle émet dans toutes les directions mais à sa température à elle

si tu regardes ce qui se passe à la surface
-elle émet toujours la meme chose
-elle recoit
.ce qui vient de la couche 1
. + ce qui provient de la couche 2 atténué par la couche 1


tu généralises à une infinite de couches infiniment petites, tu intègres
et tu as intégré l'équation de transfert radiatif

j'ai essayé d'expliquer, dis moi si c'est assez clair

C'est une remarque choc, mais forcément fausse.
Je n'ai pas travaillé cette partie de la thermodynamique depuis plus d'1 an, donc je n'ai pas en tête toutes les subtilités.
Est-on sûr que le gaz soit à une température plus basse que la surface terrestre lorsqu'il est excité ?

Effectivement, bravo à Sirus et Météor pour ces explications d'une clarté si limpide !


Je sais pas trop, mais là on s’engouffre à plein vers la méca quantique … Moi qui m’étais promis de ne plus en faire après ma licence (pitié pour ma moyenne …), si on est obligé d’en arriver là …

Je n'ai lu qu'en survol ce texte, merci Marot.

Comme Sirius, je pense que cela ne passera jamais un comité de lecture, il y a trop d'attaques et de polémiques, c'est trop long et pas assez centré sur l'objet de la "démonstration". Même un non-spécialiste le remarque, je pense donc que les physiciens vont le bouler.

J'avoue humblement que je ne comprends rien à cette histoire d'incompatibilité entre les lois de la thermodynamique et l'ES, ou même d'inexistence de l'ES (sauf à dire qu'une serre réelle ne fonctionne pas comme cela, ce qui est trivial). Il me semble que l'explication de Meteor ci-dessus est à la fois correcte et claire. Dans n'importe quel manuel de transferts thermiques, on a une partie consacré au transfert par rayonnement (au même titre que la convection et la conduction, les auteurs ont l'air de suggérer que seules ces deux-là importent), et l'ES au sens climatique du terme semble un cas assez classique d'interaction rayonnement-matière. (Et l'existence d'un rayonnement isotrope ou quasi-isotrope ne contredit pas spécialement l'entropie, si ? Sauf si je n'ai vraiment rien compris, il y a bien à la fois une diminution de l'énergie à mesure de sa propagation par absorption et diffusion, et une transformation de l'énergie radiative en énergie calorifique lorsque le milieu devient dense).

Mais j'ai certainement lu trop vite, et d'autres pourraient éventuellement préciser la nature exacte des objections des auteurs? Après tout, même si l'objet n'en vaut pas le coup comme le pense Sirius, cela permet toujours aux non-spécialistes dont je suis de clarifier un peu leurs idées de base.

La température d'une molécule se définit par
-sa vitesse , statistiquement, donc sur un très grand nb de molécules (Avogadro et plus) , ça donne
1/2 mv^2 = 3/2 kT
- si les chocs ne sont plus assez nombreux par son énergie de vibration, son énergie électronique et son énergie de rotation

Pour qu'il y ait émission, il suffit que des molécules soient dans un état excité
elles peuvent l'être à cause d'un choc
ou par l'absorption d'un photon d'énergie ad hoc
sauf par des procédés articiciels (pompage laser), les molécules sont dans des états énergétiques divers, la probabilité qu'une molécule soit dans un état donné est fixé par la loi de Botzmann tant que les chocs sont prépondérants.
Compte tenu du très grand nb de molécules, il y en a toujours qui sont suffisamment excitées pour se trouver dans le niveau ad hoc mais cela dépend bien de la température, c'est d'ailleurs ce qu'exprime la loi de Planck.

En général , on parle de peuplement des niveaux d'énergie (cad sur un nb 10^23 ou similaire , quel pourcentage se trouve dans le niveau 1 , 2, 3 etc...

Les chocs doivent être vus comme le passage à proximité de deux molécules dont les dipôles électriques (ou quadripôles) interagissent. Un dipôle crée un champ électrique, le champ agit sur les charges et modifie l'état de la molécule.

Stricto sensu, la loi de Planck s'applique à l'intérieur d'une cavité en équilibre thermodynamique mais quand on y regarde de près, ce qui compte c'est qu'on puisse démontrer que l'émission se fasse suivant la loi de Planck et pour y arriver, il suffit que la cause essentielle du peuplement des niveaux soiit les chocs.

Si on utilise les coefficients d'Einsteins à propos d'émission spontanée et d'émission stimulée: c'est dire que l'émission spontanée l'emporte. Ca se calcule bien, ça dépend de l'intensité des bandes d'absorption mais ça marche très très bien jusque 40 km d'altitude, au delà, on utilise des approximations (atome à deux niveaux) et pour que ces approximations ne marchent plus très bien, il faut que le gaz soit extrêmemeent raréfié.


Moi, je veux bien discuter transfert radiatif mais pas de ce papier ridicule de naïveté et de pédanterie qu'on m'a déjà brandi moulte fois comme si c'étaient les tables de la loi.

Remarque bien que Marot lui-même ne l'a pas du tout brandi comme le Décalogue, et que tout le monde semble finalement assez circonspect sur cet objet éditorial non identifié

Merci des explications ci-dessus. Je ne comprends pas très bien le passage ci-après (si c'est facile à expliciter, je suis preneur) :

Pour la première remarque, ce qui est juste ici ne l'est pas forcément là. Cad sur d'autres forums, c'est une bible...d'une nullité à pleurer. Le fait même que certains la brandissent les disqualifient d'emblée:

1 ils ne l'ont pas lu sinon ils seraient un peu circonspect par la longueur du papier, le blabla inutile et plus encore son ton agressif

2 ils n'y connaissent rien et répètent comme des perroquets ce qu'ils ont lu sur des sites qui confondent science et propagande



Pour la question 2,

lorsqu'une molécule est excitée, elle ne reste dans cet état que qq chose comme 10^-8s et retombe dans son état initial de deux manières
1 par l'intermédiaire d'un choc qui transforme alors son énergie en chaleur (cad en agitation: elle transforme son énergie de rotation ou de vibration ou encore une combinaison des deux en energie cinétique, donc en chaleur)

2 par émission d'un photon d'énergie E2-E1 = hnu . Ceci si, elle n'a pas croisé une molécule avec un dipôle entre temps

L'émission stimulée est une sorte de résonnance: les molécules dans l'état d'énergie E2 et qui reçoivent un photon d'énergie E2 -E1 sont désexcitées et émettent à leur tour un photon identique (il en sort 2: l'original et le nouveau).
C'est la base de la théorie des lasers.

oui si je me souviens un petit peu de mes cours de spectro les coefficients d'Einstein quantifient respectivement les probabilités d'absorption et d'émission induites d'une part et la désexcitation spontanée d'autre part.

pour l'émission induite ou stimulée ce qui est remarquable c'est que le photon émis à la suite de l'interaction avec un autre photon est en cohérence complète avec ce dernier (même phase électromagnétique même direction et même fréquence).
C'est bien le principe du LASER.

Mais finalement qu'il y ait relaxation (cad perte d'énergie de la molécule absorbante sans émission de photon, par choc par exemple) ou désexcitation spontanée, les molécules non absorbantes peuvent à leur tour transmettre leur énergie aux molécules absorbantes qui vont ensuite émettre par désexcitation spontanée.

c'est d'ailleurs par ce phénomène que l'on peut considérer (je sais pas si sirius sera d'accord) que les GES, paradoxalement, refroidissent la troposphère, par émission vers la surface, et que celle-ci, réchauffée, réchauffe ensuite cette même tropo par convection.
C'est une peu comme cela que travaille la "boucle" thermique.

Non: je crois que tu t'es laissé emporter (vieux réflexe de prof que d'interpréter quand m^me!):
dans le cas de desexcitation spontanée, il y émission d'un photon, donc l'énergie ne peut plus être communuquée aux autres molécules.

Ou alors, c'est au deuxième niveau et il faut préciser parce que c'est capital en fait:
le photon qui est émis lors de cette désexcitation spontanée peut, à son tour, être absorbé par une autre molécule qui passe alors de l'état 1 à l'état 2.

C'est ça que tu voulais dire?


Pas de pb.

ce que je voulais dire c'est que lorsqu'on a relaxation, la molécule par exemple de l'azote, qui reçoit l'énergie, issue de la relaxation, peut à son tour communiquer cette énergie à une molécule de CO2 par exemple, qui ensuite peut elle-même émettre un photon?
Si je mets du CO2 dans de l'azote chaud, la masse de gaz va se mettre à refroidir, non?

ah oui pour moi la relaxation, enfin selon Migeon, mon ancien prof, c'est la transmission de l'énergie hnu absorbée par la molécule autrement que par émission de photon.
donc mon pb est de savoir ce que devient cette énergie.

Migeon? Quel Migeon?

Si tu as relaxation, tu transformes de l'énergie 'électronique, vibration, rotation) en énergie cinétique, donc en chaleur.
La chaleur, c'est de l'agitation donc des choces qui excitent éventuellment une molécule qui peut passer alors dans un état 2 (si elle recoit le "bon choc". Dans ce cas, elle peut
soit émettre un photon
soit rencontrer une autre molécule

et on boucle

ok.

Migeon était maître de conférences et était au laboratoire de spectrochimie structurale à LilleI en 1973 (en particulier).
Il enseignait avec bien du mal (à cause de nous) la spectro moléculaire à des ignares d'élèves ingénieurs de l'ENSCL.
Il pouvait avoir 35-40 ans à l'époque.
Je ne sais pas mais il me semble qu'il a eu d'autres fonctions plus importantes au niveau administratif par la suite.

Bon c'est vieux tout de même, mais comme le poly vient de lui, je l'ai cité.

tiens d'ailleurs en cherchant sur internet je tombe là-dessus:

Ala Mémoire de Michel Migeon

Michel Migeon a disparu en mer dans les conditions que l’on connaît mieux maintenant. L’article de Nord
Eclair, repris ci-après, a fait le point en septembre dernier sur cette question douloureuse.
Michel Migeon a fait toute sa carrière d’enseignant chercheur à la Faculté des Sciences de Lille puis à
l’Université de Lille 1, dont il fut successivement Vice-Président puis Président (1977-1981). Nommé Recteur
de l’Académie de Grenoble (1981-1984), puis de Lille (1984-1986), il reprendra ses fonctions dans
l’Université en 1986 jusqu’à sa retraite en 1993, tout en assurant diverses missions académiques (lancement
de l’IUFM Nord-Pas de Calais par exemple) ou nationales : un important rapport sur la lecture et la réussite
à l’école dont les conclusions seront prises en compte pour l’élaboration de la «Loi d’orientation pour
l’Education Nationale» de 1989

ça me peine du coup.

J'ai rajouté "sauf compensation énergétique." à ma phrase " la chaleur ne peut aller que d'une source chaude vers une source froide". Sinon le rayonnement solaire ne pourrait même pas quitter le Soleil.

Mais à la réflexion, la clé me semble dans le fait que le rayonnement n'est pas de la chaleur proprement dite. C'est plutôt de la chaleur potentielle: le rayonnement peut, au contact d'une matière, générer de la chaleur, mais n'a aucun impact calorifique dans le vide. C'est une forme ordonnée d'énergie qui peut se dégrader en chaleur, mais qui n'en est pas directement. Il n'y a donc pas de contradiction avec le 2ème principe de la thermodynamique.


Pour ces questions, il y a ce cours relativement abordable et pas mal du tout, en 3 volets:

http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterr...radiatif-terre/

Plus précisément, l'absorption des intfrarouges par le CO2 est abordé dans le 2ème volet, à partir du paragraphe: "Absorption du rayonnement par les molécules atmosphériques".

http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterr...atif-terre2.xml

Ca ne répond pas à la question quantitative essentielle (comment du CO2 à 0.03% dans l'atmosphère peut avoir autant d'impact...) mais ça expose bien les principes théoriques.

Oui, c'est un cours assez bien fait pour donner une idée de ce qui se passe.

Pour ta remarque des 0,03%, réfléchis : ce n'est pas une affaire de concentration , ni de masse, il suffit que ça soit efficace. Quand tu mets de la laine de verre autour de ta maison, ça représente quel pourcentage de la masse de ta maison?
Pourtant, ça ne te choque pas dans ce cas là.
L'ozone, c'est rien et pourtant sans O3, pas de vie hors les océans.
On pourrait continuer longtemps comme ça.

Faut se méfier des arguments apparemment de bon sens et voir ce qu'il y a derrière.

Si tu veux répondre à la question quantitative, eh bien, il faut apprendre ce qu'est le transfert radiatif, ce que sont les spectres d'absorption, les intensités des raies , leur forme et la dépendance de tout ça aevc la pression et la température. Ca prend évidemment un peu de temps.
et faire le calcul

Je vais peut être finir le mois beaucoup moins ignorant..... Merci !

Ces analogies ne sont pas les bonnes. Je dis que l'impact d'une aussi petite quantité de CO2 n'a rien d'évident, et en tous cas pas démontré (mais justement j'attends volontiers les démonstrations.)

Le site web que j'ai donné en lien donne les spectres d'absorption dans les infrarouges (en fait une partie des infrarouges) pour le CO2, le N2, l'O2, etc.

http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterr...effet-serre.xml

Le N2 et l'O2 sont ultra-majoritaires dans l'atmosphère (78% et 21%) mais leur spectres d'absorption n'est de visu pas si radicalement éloigné que ça de celui du CO2. Les 2 longueurs d'ondes où le CO2 absorbe nettement plus l'infrarouge font-elles réellement la différence avec 0.03% de CO2? Bref, ça n'a rien d'évident.





Et oui, mais ceux qui ne jurent que par l'effet de serre au CO2 devraient savoir ça par coeur. Or on en reste plutôt à des principes fondamentaux. Une fois qu'on a posé E2-E1 = h*nu par exemple, comment ça se traduit quantitativement dans le réchauffement de l'atmosphère ?

Dans cette approche purement physique, le site web que j'ai donné en lien s'arrête à l'exposé des spectres d'absorption de différents gaz atmosphériques. Mais sur une autre page, l'auteur estime brutalement que "le doublement du gaz carbonique de 350 ppmv à 700 ppmv conduirait à un apport d'énergie supplémentaire de 4 W/m2." Il manque ainsi une étape fondamentale dans la démonstration < Spectre d'absorption et concentration du CO2 ==> Forçage radiatif du CO2 > (sans même parler du réchauffement). Si tu as une source qui explicite cette démo, elle est la bienvenue.

Tel que tu es parti, je doute que la seule vue d'un code de calcul te satisfasse.

Peut être y a t il un moment où il faut accepter que les choses ne se démontrent plus aussi facilement que deux et deux mais qu'elle ne se démontrent pas moins. Il y faut du temps , tout simplement: disons une année de DEA (ou Master 2) en physique.

If you cannot explain a concept to a 6 year-old, then you do not fully understand it.
Si vous ne pouvez pas expliquer un concept à un enfant de six ans, c'est que vous ne le comprenez pas complètement.
Attribué à Einstein.

On attribue tant de choses à Einstein.
Tiens, tu m'expliques la Relativité Généralisée?

En l'occurence, il faut faire le calcul, c'est bête, hein?

A noter, je veux bien tenter une autre petite explication, peut-être qu’elle est un peu incomplète ou erronée, mais dans ce cas, Sirius ou Météor complèteront ou corrigeront sûrement, puisque bien entendus, fins connaisseurs du sujet ...

Il faut s’imaginer le nombre colossale de molécules : 6.10^23 dans un volume de 22.4 litre au sol à 0°C … Ce qui fait quand même environ 10^21 molécule de CO2 quand même … C’est sur, c’est petit une molécule … mais au final, si on intègre sur toute la couche atmosphérique, ça devient assez conséquent … Là c’est purement qualitatif.

Et justement, le fait, que se ne soit pas si important que ça, à ton image, c’est justement ça qui permet d’expliquer le forçage du CO2. En effet, actuellement, le CO2 ne peu pas stopper tout le rayonnement et en laisse passer vers l’espace. Augmenter la concentration en CO2, c’est augmenter la quantité de rayonnement absorbé. C’est pas plus compliquer que ça. Peu importe la quantification finalement (du moins pour comprendre).

Pour d’autre gaz, je pense notamment à la vapeur d’eau, l’essentiel du rayonnement est déjà capté dans l’atmosphère et il s’en échappe peu vers l’espace directement depuis la terre.

On peu aller plus loin si on regarde une image satellite dans le canal vapeur d’eau (en sachant qu’elles sont inversées) : on voit bien en fonction de la concentration en vapeur d’eau, la température de radiance maximale, donc la hauteur du maximum d’émission reçu par le satellite. Le lien entre concentration du composant (H2O en l’occurrence) et « facilité » à l’absorption est alors évident. Mais dans un premier temps ce n’est pas forcément la peine d’aller aussi loin. Et c’est l’exemple de la vapeur d’eau, ultra utilisé en météo, mais on peu avoir la même chose pour d’autre gammes de longueur d’onde pour étudier l’absorption atmosphérique de d’autres corps.

Donc bilan : à défaut de pour le quantifier facilement, on peu facilement l’observer sur les images sat.
Après, c'est sûr, si on cherche à quantifier l'effet de l'absorption, il faut calculer la game de longueur absorbé et dans quelle quantité; il faut faire un bilan d'énergie quoi ... Mais comme l'à expliqué Sirius, visiblement, c'est pas simple ...

Bon, j’espère que c’est un exemple suffisamment pertinent ...

Je saisis mal ton objection. Si l'on est d'accord avec absorption-émission IR de certaines molécules atm., la quantification radiative est ensuite un calcul par couche avec diverses équations ad hoc (que l'on trouve dans les manuels ou certains sites) et une intégration. Non ?

Pour une source, le chapitre 2 (Interaction matière-rayonnement et transfert radiatif) du livre Delmas, Mégie, Peuch, Physique et chimie de l'atmosphère, Belin, Paris 2005.

Précision au précédent message : si ta question concerne non pas la réponse à un doublement CO2 en situation "idéale" (sans rétroaction, sur les modèles radiatifs de base à une dimension), mais la réponse en situation réelle (avec les rétroactions vapeur d'eau notamment), alors le chiffre de X W/m2 (peu importe) ne peut être cité comme tel, il y a encore pas mal de divergences entre les modèles sur ce point. On avait eu ici une discussion sur ce point, avec quelques références à des intercomparaisons récentes essayant d'analyser ces divergences.

A cette page, tu as les intercomparaisons en cours des modèles IPCC :
http://www-pcmdi.llnl.gov/ipcc/diagnostic_subprojects.php

Tu trouveras facilement des papiers récents (généralement libre d'accès en pdf intégral), avec des mots-clé comme water vapour, feedback ou cloud. En les lisant, on trouve souvent dans les methods / materials des références à des programmes de calcul.

Cela rappelle beaucoup les polémiques concernant le papier de Beck, tout aussi alambiqué, auteur expressement cité et remercié; ce n'est pas la peine de passer trente pages et d'aligner des lignes d'intégrales pour nous faire comprendre que le terme d'effet de serre est tellement mal choisi que l'on parle maintenant d'effet de couverture, tout aussi mal choisi d'ailleurs que de parler d'enfiler un pull over à la Terre (on connaît tous les diverses formes de transmissions de la chaleur) Ce n'est pas la peine d'être expert en thermo ou spectro pour comprendre que les divers composants de l'atmosphère réagissent différemment aux rayonnements électromagnétiques via les processus d'absorption - émission, et que par conséquent, si l'on change la composition de celle-ci, son comportement change aussi. Le reste est une histoire d'apprécier les changements de ce comportement en fonction de l'importance des changements de composition et c'est là que commencent les problèmes et les discordes.

Il me semble donc inutile d'essayer de faire mousser ce genre de papier qui fait plus de tord que de bien à la cause de ceux qui défendent le scepticisme et donc la vérité scientifique

Mais mon cher Fritz, nous défendons tous le scepticisme scientifique.
Pas forcément la vérité scientifique parce que nous ne savons pas très bien si ça existe vraiment.

Je ne sais pas si je vais te suivre sur cette discussion philosophique; mais plutôt que de bloger tu devrais regarder la téléé et Nicolas ; du petit lait pour les alarmistes ; quand je pense que je finance ce genre d'émission , j'ai envie de donner un coup de fusil dans la télé; tiens , je vais voir le foot

En effet, d'ailleurs a chaque époque sa vérité, un peu de recul ne ferait pas de mal:
http://www.pensee-unique.fr/paroles.html
Le taux de CO2 influence t-il vraiment la T° de la planète de facon significative ?
EXTRAIT : Le Professeur Auer dit que la planète est constituée aux trois quarts par des océans et que 95% de l'effet de serre vient de la vapeur d'eau."Des 5% restants, seulement environ 3,6% vient du CO2 et quand vous voulez en savoir plus, vous trouvez que les études ont montré que la contribution anthropogénique ( venant de l'activité humaine) n'est que de 3,2% par rapport au CO2 naturel.""Ainsi, si vous multipliez la part de contribution totale de 3,6% du CO2 par la fraction due à l'homme, vous trouvez que la contribution anthropogénique à l'effet de serre est de 0,117 %." C'est comme 12 cent dans 100$. "C'est minuscule, pratiquement rien " ajoute t'il .
Pour en revenir aux "certitudes scientifiques" Je peux personnellement témoigner que dans mon enfance on parlait bien de refroidissement et de future ère glacière, par contre je ne suis pas en mesure de vérifier si les témoignages et les personnes nommées sur ce site sont fidèles et réels ?

Je ne parlais pas de ça.
La notion de vérité scientifique est un peu plus complexe.
Et ressortir une fois de plus cet argument de quantité relative de CO2 prouve que tu n'as pas bien lu (ou pas compris) toute la discussion qui précède.

de toute façon les chiffres cités plus haut sont complètement faux.
on a déjà parlé de cela pas mal de fois aussi me contenterai-je de rappeler les vrais chiffres issus des modèles de transfert radiatif.
selon ces chiffres 85% du LW absorbé est du à H2O + nuages ( ce chiffre est obtenu en enlevant de façon artificielle bien sûr toutes les autres substances absorbantes)
Si l'on enlève tout sauf le CO2 on arrive à 26%.
La somme n'est pas égale à 100% pour des raisons de recouvrement de fréquences.

De plus on oublie évidemment qu'une bonne partie de "H2O+nuages" est une rétroaction de la présence du CO2.
En termes de RF la vapeur est seulement 2 fois plus importante que le CO2 ce qui compte tenu de sa concentration n'est pas énorme.

En outre il est un peu fort de ne parler que d'une partie faible du CO2 atm provenant de l'homme.
Cette partie est de l'ordre de 100/380 = 26.3%.

même sans parler de rétroaction on pourrait dire que le CO2 anthropique est responsable de 0.263 * 0.15 = 0.04 soit 4% de l'ES.

donc d'une augmentation, en admettant la linéarité, de 30°C * 0.04 = 1.2°C.

bon ceci dit y en a un peu marre de répéter toujours les mêmes choses dans ce forum, hein!

j'ai bien envie de faire grève aussi.