Pas évident à mon avis , humble avis! quand on fait fondre des calottes , l'énergie absorbée doit manquer dans le sortant
Quand on brûle de l'énergie chimique stockée dans le fossile , elle doit se rajouter
Toute modification des énergies latentes doit se traduire par un déséquilibre instantané

Fais le calcul, 240 W/m2 correspondent à -18°C, lesquels sont en effet archi-connus. Mais tant qu'à faire, autant être précis les rares fois où on peut l'être dans ce domaine particulièrement complexe, histoire d'être clair.



Mais justement, on ne parle pas de variation de flux sortant de l'atmosphère, mais d'échanges sur une mince couche des quelques premiers mètres d'atmosphère au-dessus du sol. C'est bien des températures dont parle le GIEC quand il est question de réchauffement climatique, non ? Je dis quelques mètres, parce je pense que des relevés de températures à 1m ou à 3m du sol sont équivalents en pratique (les spécialistes me contrediront éventuellement), et qu'on peut considérer qu'une couche d'une telle épaisseur est uniforme.

Ce n'est pas l'ensemble Terre+Atmosphère qu'on doit considérer, ni même l'ensemble de l'atmosphère, mais seulement le système précis dont on veut suivre l'évolution des températures.

Si l'on est pas d'accord, il faudrait trouver un "juge de paix" sur le web.
Cela dit, c'est pour moi une discussion secondaire (c'est toi qui a soulevé une objection sur le T = 15°C pris par Meteor et moi), je tenais surtout à ne considérer dans un premier temps que l'établissement du forçage radiatif dû au CO2 dans des hypothèses simplificatrices, afin de valider déjà une idée de l' impact significatif de l'effet de serre. Et même dans ces conditions simplificatrices, il n'y a pas de réponse probante.

Tu affirmes en particulier que le 5.35 du dF = 5.35 * ln (C/C0) établi en 1998 est obtenu par une intégration raie par raie du spectre d'absorption du CO2. J'en doute, parce qu'une étude en 1987 avançait plutôt un 6.33 (retenu par le GIEC en 1990), sans parler de ceux qui avancent des valeurs bien plus modérées. Je ne pense pas que par une telle analyse, les uns et les autres auteurs auraient mal travaillé au point d'avoir de tels écarts, et donc il est probable qu'une autre démarche ait été suivie. J'en reste aux hypothèses parce que je n'ai jusqu'ici pas trouvé d'explications accessibles sur le web.

Pas évident, à mon avis , humble avis bien sûr
Si l'on fait intervenir des énergies latentes, comme fondre les calottes par exemple ou bruler de l'énergie chimique des carburants fossiles, on doit rompre cet équilibre entre entrant et sortant

Ce que tu dis concerne le (relativement) court terme, cad qq années ou dizaines d'années. C'est bien pour cela qu'il y a stockage de l'énergie et donc un temps de retard dans la réponse du climat de toute manière. Mais encore une fois quand on raisonne sur un forçage et qu'on en reste à ce niveau (cad sans entrer dans les rétroactions), on ne peut évidemment pas parler de constante de temps et on fait donc comme si tout était instantané (le temps n'existe pas dans ce type d'approche: on ne s'occupe que des grands équilibres et pas de la façon dont on y arrive)

Tu dis qu'on rompt l'équilibre , c'est vrai mais l'équilibre se rétablit enquite et c'est ce nouvel équilibre qu'on regarde parce que c'est vers ça qu'on va tendre.

OK OK

Eh bien si: un forçage est défini au sommet de l'atmosphère parce que c'est là que se situent les échanges entre la Terre et l'extérieur. Essaie de comprendre plutôt que de t'entêter. Le système climatique, c'est l'ensemble de la planète. Ce qui compte c'est ce qui y entre et ce qui en sort , ensuite ça peut se répartir n'importe comment à l'intérieur, c'est important bien sûr mais ce n'est pas le niveau premier.

Mais si tu veux t'entêter...


C'est quoi un juge de paix pour toi?

J'ai assez passé de temps à essayer d'expliquer. Si tu ne peux pas comprendre ça, il est inutile d'aller plus loin, ça ne marchera pas. Ce n'est pas du tout une discussion secondaire: il faut comprendre les bases sinon tout le reste s'écroule.

Je ne vois pas comment le CO2 de l'atmosphère va changer ce qui y entre; donc il ne peut que créer le désequilibre entre entrant ou sortant, ou alors changer la répartition à l'intérieur et c'est cela l'important. Il n'en est pas de même pour la vapeur d'eau, puisque elle peut modifier l'entrant en changeant l'albédo

As tu bien lu?

Ce qui compte c'est ce qui y entre et ce qui en sort , ensuite ça peut se répartir n'importe comment à l'intérieur, c'est important bien sûr mais ce n'est pas le niveau premier.

Un juge de paix, c'est une ou plusieurs sources alternatives qui pourront éclairer la discussion quand 2 contributeurs aussi entêtés l'un que l'autre ne sont pas d'accord.

Ici par exemple, c'est bien 288K = 15°C qui sont considérés:
http://my.net-link.net/~malexan/Climate-Model.htm

ΔT = F / (4εσT3) = λ F = 1/(4∙0.615∙5.67x10-8∙288^3) ∙ F = 0.3 F



A toi. Je n'attends pas spécialement des critiques sur mes sources, mais surtout que tu en fournisses d'autres qui puissent soutenir ta position.

EDIT

Il est considéré une émissivité de la Terre vue de l'espace, de 0.615, alors que l'émissivité de la surface au niveau de la surface est de l'ordre de 0.96.

En cas de forçage de 3.7 W/m2 on arrive à 1.1°C et pas 0.68°C, d'après la formule ci-dessus.

La prise en compte de cette valeur d'émissivité apparente (vue de l'espace) me semble en accord avec ce que dit sirius.

Super discussion ! Merci … J’ai une semaine de retard dans la lecture, mais je vais le faire en détail ce week-end. Passionnant !

Il faut s'y connaitre parce que pour moi, c'est du chinois...

Sirius,
j'ai cru comprendre que pour toi, ce qui est important, c'est ce qui entre et ce qui sort; pour moi, ce qui est important c'est comment cela se repartit à l'intérieur

question subsidiaire: l'équilibre: il n'existe pas et n'a jamais existé; il y a des moments la Terre fabrique des calottes ou des energies fossiles; et puis il y a des moments les calottes fondent ou le carbone fossile disparait, parfois brulé plus vite qu'il ne soit fabriqué; cette cinétique est-elle prise en compte dans les modèles en dehors de la courbe de CO2 dans l'atmosphère et son effet de serre?

Si l'on parle de chose différentes, cela ne va pas être simple.

Au départ, Gallad voulait calculer le ∆T pour un ∆F donné de CO2 (doublement). Et cela toutes choses égales par ailleurs, donc sans savoir comment se répartit l'énergie du ∆F ni ce qu'elle enctraîne comme rétroaction sur une partie donnée du système.

La présente sous-discussion est partie de ce post (Gallad, tu me corriges si je me trompe) :
http://forums.infoclimat.fr/index.php?s=&a...st&p=579310

et concerne le choix T = 288 dans la dérivée de S-B.

Puisque précisément Gallad ne prend pas en compte la répartition de l'énergie dans le système et qu'il fait un calcul instantané (donc on met de côté les rétroactions), on est bien obligé à mon sens de prendre la T instantanée telle qu'elle se calcule en entrée-sortie du système analysé, TOA.

Sinon, pourquoi prendre comme référence la T à la surface, pas celle des fonds océaniques ou de la moyenne tropo ou de ce que l'on veut ?

Enfin, c'est comme cela que je le comprends, mais c'est en effet assez ardu.

(Le seul enjeu de calcul, c'est finalement de savoir si cela fait 0,7 ou 0,9 °C avec les formules du post initial de Gallad ; mais évidemment, le vrai enjeu est plutôt de clarifier nos réflexions sur les affaires de forçages et de rétroactions).

Je crois que c'est sur ce point où je ne suis pas d'accord avec toi (voir post ci-dessus).

> Si tu calcules la sensibilité climatique à 2xCO2, oui, tu t'intéresses aux T surface car c'est ainsi qu'elle se définit (l'équilibre à la surface après toute les rétroactions).

> Mais si nous sommes dans le calcul que tu proposes au départ (le ∆T instantané pour un ∆F TOA sans rétroaction), alors c'est bien l'ensemble du système qui est concerné, et non pas une couche particulière. La T d'équilibre de référence est alors celle du système dans sa situation d'équilibre radiatif (le flux entrant-sortant TOA, c'est-à-dire "vu de l'espace" selon l'image assez parlante de sirius).

Je vois que tu as fait des progrès depuis nos premières discussions sur les forçages

Bravo!

Peut être seront ils plus disposés à t'écouter. Après tout, seul le résultat compte: comprendre.

Ah juge, moi, jamais ! Avocat à la rigueur, j'aime bien plaider les causes perdues

Non sérieusement, je ne peux rien juger du tout dans ces échanges parce que je n'ai pas la connaissance ad hoc au départ, juste celle qui découlent de nos débats et de mes lectures, ce qui n'est évidemment pas comparable avec ceux dont c'est la formation et la profession.

Ce qui m'inquiète d'avance, c'est quand on va passer du forçage à la sensibilité, parce que si on discute pareillement et une à une les rétroactions, on n'est pas sorti de l'auberge ! Mais enfin, c'est intéressant.

PS : Je signale d'ailleurs aux abonnés de Science un papier original sur la sensibilité climatique. C'est original (par rapport à ce que je lis d'habitude du moins) parce que les auteurs ont une approche purement analytique de la question, et qu'ils déduisent en substance (si j'ai bien compris) que l'on est condamné à une incertitude assez forte, c'est-à-dire à des courbes de fonction de densité de probabilité assez larges (notamment du côté des valeurs hautes de la sensibilité). La raison selon eux tient à la relation asymétrique entre S (la sensibilité) et f (le feedback positif quel qu'il soit), où lorsque f tend vers 1 (au sein d'une distribution gaussienne), S tend rapidement vers l'infini. Ce que résume le schéma ci-dessous (mais il faut lire attentivement le papier, ce que je n'ai pas encore fait, et il est assez trapu).

Donc, ils font une prédiction : vu comment fonctionnent le système climatique et les modèles actuels, la fourchette du prochain rapport GIEC ne sera pas très différente de celui de 2007. Qui n'était pas lui-même très différent de ceux de 2001 ou 1995...




Science 26 October 2007:
Vol. 318. no. 5850, pp. 629 - 632
DOI: 10.1126/science.1144735

Reports
Why Is Climate Sensitivity So Unpredictable?
Gerard H. Roe* and Marcia B. Baker

Uncertainties in projections of future climate change have not lessened substantially in past decades. Both models and observations yield broad probability distributions for long-term increases in global mean temperature expected from the doubling of atmospheric carbon dioxide, with small but finite probabilities of very large increases. We show that the shape of these probability distributions is an inevitable and general consequence of the nature of the climate system, and we derive a simple analytic form for the shape that fits recent published distributions very well. We show that the breadth of the distribution and, in particular, the probability of large temperature increases are relatively insensitive to decreases in uncertainties associated with the underlying climate processes.

Department of Earth and Space Sciences, University of Washington, Seattle, WA 98195, USA.

Le papier :
http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/318/5850/629

Son comment :
http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/318/5850/582

Ils regardent ça de façon plus approfondie mais c'est quand même fort connu, tout ça: voici l'analogie habituelle (c'est elle qui explique la sensibilité à la rétroaction)

tu prends un amplificateur
soit delta B le forcage, g le gain (ou la sensibilité) , le signal de sortie est
delta T = g* delta B
si ton amplificateur est un amplificateur opérationnel , tu prends une portion du signal de sortie , soit f* delta T
tu le renvoies sur l'entrée
à l'entrée tu as donc
delta B + f *delta T et c'est cela qui va être amplifié
donc delta T = g(delta B + *f deltaT)
delta T (1- gf) = g* delta B
delta T/ delta B = g/(1 - g*f)

si le produit gf tend vers 1, la sensibilité tend vers l'infini.


ici eta est identique à g, le gain (cad pour le cas du climat aux 0,9 °C de la discussion qui précède: le delta T qu'on obtiendrait sans aucune rétroaction)

Merci de l'explication simplifiée, que je vais avoir en tête en lisant de près le papier. En effet, cela semble finalement assez classique. Ce qui est intéressant dans leur courbe, et ce qu'ils soulignent dans leur propos, c'est qu'elle montre "immédiatement" la difficulté intrinsèque à réduire la fourchette, vu que de petites incertitudes sur f (la rétroaction ou l'amplificateur opérationel, distribution en bas) se traduisent vite par des grandes incertitudes sur S (sur la sensibilité ou le gain) dont la courbe prend une pente quasi-exponentielle.

Or, réduire l'incertitude sur f est justement une gageure en raison de la complexité intrinsèque des mécanismes concernés (évaporation, condensation et précipitation = cycle vapeur d'eau et nébulosité, notamment dans les cellules convectives tropicales, auxquels s'ajoutent plein de petites rétroactions secondaires de type glace ou végétation qui apportent autant de petites variations à la valeur finale de f). Il faut aussi voir que plus l'on rajoute de "modules" aux AOGCM (par exemple le couplage avec le cycle du carbone), plus les incertitudes sur f augmentent, plus il est difficile de réduire les fourchettes de S (leurs valeurs hautes, celles qui inquiètent).

Evidemment, chacun va tirer la conclusion plus "pratique" qui l'intéresse. Ainsi, le sujet est débattu depuis hier soir sur Real Climate, où l'on souligne in fine que le seuil de 450 ppm est un objectif symbolique, mais que le moins sera le mieux quoiqu'il advienne vu l'existence d'un risque lourd difficilement anticipable. Dans un entretien au New Scientist, Pielke conclut pour sa part que les modèles actuels sont dans l'incapacité structurelle à remplir leur cahier des charges, à savoir réduire l'incertitude pour aider à la décision politique, vu que leur objet est trop complexe.

RC :
http://www.realclimate.org/index.php/archi...gswitch_lang/fr

NS :
http://environment.newscientist.com/articl...redictions.html

Pour ce qui est des incertitudes sur f et de leur impact sur la sensibilité, il suffit de faire un calcul d'erreur
(Delta delta T)/ delta T = (Delta eta)/eta + (Delta eta)/(1-eta*f)+ (Delta f)/(1-eta*f)
Pour les très grandes sensibilités, eta*f est voisin de 1
tu vois donc que, dans ce cas, les erreurs sur f sont énormément amplifiées

J'ai négligé l'erreur sur delta B , ça ne change rien au raisonnement et ce n'est pas la plus forte, de même celle sur eta , en fait tout se joue avec f.

Bon ceci dit , cette amplification ne vaut qu'au voisinage de eta*f =1 ce qui n'est pas forcément le cas mais ça explique qu'il restera une part d'incertitude topujours beaucoup plus grande associée aux fortes sensibilités.

Sans calcul, ça marche aussi: c'est pas du côté des sensibilités faibles qu'on peut avoir une grande erreur.

Je reprends le fil précédent:

Il y a une autre façon de présenter les choses et c'est le lien donné par Gallad qui m'y fait penser.
En effet on peut définir une émissivité apparente, ε, de la surface de la façon suivante:

ε.σ.Ts4 = 342. (1-A)

si on connaît Ts (=288°K) on en déduit avec A = 0.3 que ε = 0.614

On pourrait d'ailleurs faire la même chose pour n'importe quelle couche mais on s'intéresse à la surface.

On voit bien que cette émissivité est calculée par rapport au flux TOA, donc pour le moment ça colle.

Maintenant on suppose qu'on fait un forçage qui consiste à faire varier le flux TOA de ΔF.

Ce forçage est considéré comme faible par rapport au flux TOA total.

Il correspond également à une variation de l'émissivité que nous supposons faible également ce qui nous permet de considérer que l'émissivité, en première approche, est constante.

Nous avons donc l'équation suivante:

(ε + Δε).σ.(Ts + Δ Ts)^4 = 239 + ΔF

(ε + Δε).σ. Ts^4(1 + Δ Ts/ Ts)^4 = 239 + ΔF

(ε + Δε).σ. Ts^4 (1 +4 Δ Ts/ Ts) = 239 + ΔF

Δε est supposé négligeable devant ε

on peut donc écrire l'équation de la façon suivante

ε. σ. Ts^4 + ε. σ. Ts^4 . 4 Δ Ts/ Ts = 239 + ΔF

or

ε.σ.Ts^4 = 239

d'où

4 Δ Ts/ Ts = ΔF/239

ou

Δ Ts = Ts / 4 .ΔF/239)

application numérique:

Ts = 288°K
ΔF = 3.7 W/m2

ΔTs = 1.11°C

On n'a fait que considérer que le flux TOA avec une émissivité apparente de la surface.
Il n'y a pas de calcul dans l'absolu de la température de surface car on utilise la température de surface connue.

Si tu introduis une émissivité diffrente de 1, c'est que tu prends en considération l'atmopshère.
dans ce cas , m^me si tu simplifies à mort, tu as deux températures: celle de la surface et celle de l'atmosphère.
Implicitement, ce que tu fais , c'est que tu dis que les variations de tempé de surface et de l'atmosphère sont égales ce qui ne te donne plus qu'une inconnue.
mais dans ce cas, ce qui sort, c'est
(1- epsilon) sigma Ts^4 + epsilon sigma T a^4

Le raisonnement, à la base est mauvais

oui



le epsilon de ton équation est le epsilon vrai de l'atmosphère.
le epsilon de mon équation n'est pas une émissivité à proprement parler, on peut à la limite parler d'un coefficient qui relie flux TOA et Ts, si tu préfères.
Ce coeff est déterminé par l'observation et les mesures dans le calcul plus haut mais peut être également approché par l'équation donnée par Pierrehumbert (voir plus bas) qui dépend du tau infini et du gradient thermodynamique.
L'approximation qui est faite c'est que ce coeff ne change que très peu pour une petite variation de flux.
En fait bien sûr ce coefficient n'est pas constant et est une fonction de ce qui se passe dans l'atm.

D'ailleurs, si l'on veut, la Ta est fonction également de la Ts (pas seulement bien sûr mais les 2 sont liées) donc le flux TOA peut aussi être exprimé comme une fonction de Ts.

concernant la variation de l'OLR en fonction de la Ts voici ce que j'extrais du cours en ligne de Pierrehumbert:



mon epsilon est ce qui est égal à ce qui est après le Ts^4

Bah oui, en fait. Dans la mesure où ton epsilon est déterminé empiriquement de façon à ce que ça colle, on finit par retomber sur nos pattes d'une manière ou d'une autre.


Faut voir ce que ça implique, ensuite voir si le calcul que tu fais reste cohérent avec ces implications. On va être très boarder -line

écire que le flux sortant est proportionnel à sigma Ts^4 implique que la Terre est un corps gris, donc qu'elle réfléchit ou transmet de l'énergie IR . Ce n'est pas le cas puisqu'on oberve pas d'augmentation du flux IR dans la directions de la réflexion spéculaire par rapport au soleil ni quand on vise le soleil du côté nuit au travers de la Terre (ce qu'on fait forcément par moment depuis satellite)

On sait donc , au départ, que ce qu'on écrit est faux. Est ce que ça a des conséquences dans ton calcul de sensibilité?
Je reprends ton calcul
ln(F) = ln(epsilon) + ln(sigma) +4 ln(Ts)
delta F/F = delta epsilon/epsilon + 4 delta Ts/Ts
tu négliges la variation de epsilon
il te reste dF/F = 4 dTs/Ts

Ca ne change rien par rapport à Gallad et avec toujours la même erreur, apparemment

Qui s'est trompé et où?

Pour le truc de Pierrehumbert, je ne vois pas le contexte => je comprends pas trop les hypothèses
et, donc, ce que ça implique.

si, ça change tout par rapport au calcul de Gallad

F dans notre cas est égal à 240 W/m2 le flux TOA.

donc

delta T = 1/4 *288/240 *delta F

alors que Gallad prenait carrément le flux à la surface.

avec les 240 W/m2 on a bien delta T = 0.3 delta F donc on retombe bien sur les 1.1°C et pas sur les 0.68°C.


concernant l'équation de Pierrehumbert, il s'agit de la détermination de l'OLR ou flux TOA dans le cas du "grey gas model" comme il l'appelle appliqué aux atmosphères stratifiées (considérée uniquement en troposphère et sans l'absorption de SW par l'atm).

on parle bien de relation entre flux TOA et Ts non?

Cette équation qui décrit un modèle simplifié nous donne cette relation.

et c'est comme je l'ai indiqué une autre façon (plus théorique) de calculer le fameux coeff.

Oui, vu, j'avais même pas fait le calcul numérique , shame on me!

(Pour Meteor)

L'émissivité epsilon telle que tu la calcules, c'est bien au départ un coefficient permettant de faire coïncider le flux partant de la surface (calculé à partir de Ts 288 K) et le flux sortant TOA (240 W/m2), cela sans aucune considération pour ce qui se passe réellement entre la surface et TOA ?

Si tel est le cas, on retombe forcément sur nos pieds puisque cela revient à prendre le flux sortant TOA, non ? C'est une méthode qui permet simplement de conserver Ts comme référence dans le calcul, mais en considérant que c'est le flux sortant qui importe (donc que Ts doit être pondérée d'un coeff. y parvenant, à ce flux sortant).

oui c'est çà.
Ainsi que je le disais à sirius on peut aussi avoir une valeur de ce coeff par calcul en tenant compte d'une part de la structure de l'atm (gradient adiabatique) et de son épaisseur optique (le tau infini dans la formule de Pierrehumbert).
Tout ça c'est de l'approché bien sûr mais à mon niveau ça suffit pour le moment.

Tu as raison de recentrer la discussion, d'autant plus que nous n'avons pas tous le même rythme de lecture et de participation, et que les posts ont tendance à s'éparpiller sur divers sujets connexes.
Cette sous-discussion ci porte sur la critique que m'a formulée Sirius:

**********************
"Ce qui est incohérent dans ton calcul, c'est que tu prends la température de surface pour évaluer un forçage radiatif qui ne se définit que hors atmosphère.
Il faut évidemment prendre la température d'équilibre de la planète cad (-15°C) ou F= 243 W/m2"
**********************

Donc je demande une dernière fois à Sirius une contre-source web qui soutiendrait un calcul fait avec -15°C ou une température d'équilibre voisine. Sinon la conclusion s'imposera d'elle-même.




Je pense que le désaccord vient du fait que si l'on considère les forçages au sommet de l'atmosphère, il ne faut pas en faire autant pour les températures. Pour ces dernières, il faut "évidemment" considérer le système étudié lui-même, lequel est en surface. Voilà d'ailleurs ce qui est expliqué dans le lien web que j'ai cité:
http://my.net-link.net/~malexan/Climate-Model.htm


****************
"More physically realistic models do not provide a simple relation between greenhouse gases or cloudiness and effective emissivity like the simplistic model just presented. Rather than expressing the effects of greenhouse gases on e in equation 4, the practice is to treat the effect of greenhouse gases as forcings (F), effective changes in insolation (I), the average amount of energy reaching the top of the atmosphere. These forcings produce a temperature effect DT."

****************

...Ca n'empêche pas l'auteur de faire immédiatement le calcul de DT en prenant la température à la surface (288K = 15°C):
DT = F / (4esT3) = DF = 1/(4·0.615·5.67x10-8·288^3) · F = 0.3 F

Si on veut mesurer la variation de température d'un objet à la surface de la Terre, on considère bien cette variation par rapport à sa propre température initiale et non pas n'importe quelle température n'importe où ailleurs...En fait, on est juste en train de discuter en long et en large du B-A BA, c'est-à-dire de quel système on considère.




Parce que quand le GIEC annoncent par exemple +1.5°C à 4.5°C de hausse de température, ce n'est pas dans une abysse, ni une couche intégrant 1 km de sous-sol ni au sommet de l'atmosphère, mais à la surface de la Terre. Sinon, il faudra le signaler à d'innombrables commentateurs du changement climatique.



C'est exactement ça. Les méthodes analytiques simplifiées utilisées en physique trouvent très vite leurs limites, et c'est finalement un exercice plutôt vain. Une fois qu'on aura établi 0,7 ou 0,9 °C, évidemment certains viendront rappeler que "ah oui mais en fait avec toutes les rétroactions, ça serait plutôt +3°C"...Là où évidemment c'est encore plus spéculatif...

On peut néanmoins jouer le jeu de la simplification dans un but didactique, afin de sérier les problèmes les uns après les autres. Ca permet de voir que certaines hypothèses prises par des modèles ne tiennent pas forcément la route. Mais c'est vite limité quand on aborde les aspects quantitatifs...Et la question est déjà difficile pour les spécialistes, malgré des moyens autrement plus importants. Bref je ne pense pas que ces calculs permettent d'avancer beaucoup dans un sens ou dans l'autre, c'est plutôt les commentaires sur la littérature scientifique qui me paraissent plus pertinents.

Comment peut on espérer faire des commentaires pertinents sur la littérature scientifique quand on ne comprend pas les principes de base quand bien même on vous les explique et les réexplique??????

La cohérence est indispensable à toute démarche scientifique.

Je ne puis que répéter ce que j'ai dit plus haut : la température de surface est utilisée pour la sensibilité climatique et pour les projections du GIEC, parce que ce sont les grandeurs qui nous intéressent (en tant qu'humains vivant en surface et désireux de connaître l'évolution de notre climat sur ce point) et dans ce cas, toutes les rétroactions sont prises en compte. Cela concerne alors l'ensemble de la machine climatique et aboutit à une certaine T d'équilibre en surface quand les océans, les terres, les glaces, l'atmosphère, la vie, etc. ont réagi au forçage, donc transformé à nouveau le bilan radiatif et son effet thermique : s'il y a une fourchette large de 2-4,5 °C c'est justement parce qu'un grand nombre de facteurs doivent être intégrés pour ce calcul-là.

Mais quand on analyse comme nous le faisons l'effet instantané d'un forçage toutes choses égales par ailleurs, pour avoir un premier ordre de grandeur, on ne fait pas tous ces calculs complexes, on veut juste savoir quelle énergie il y a en plus dans le système et l'on se met TOA. Quand on parle d'un forçage solaire, par exemple, c'est l'irradiance totale évaluée à l'entrée du système. Pareil pour le 2xCO2 qui nous occupe : c'est en entrée/sortie que l'on regarde ce qui se passe, c'est donc à ce point d'équilibre que l'on prend la température de référence si l'on veut faire le calcul du ∆T avec la formule proposée par le GIEC. Note bien que je n'ai aucune légitimité particulière à expliquer cela, on se trompe peut-être tous (enfin certains j'en doute), mais c'est simplement la conclusion logique que je tire pour ma part de nos échanges ici.

Concernant l'équation, il me semble que Météor a vu juste et l'a expliqué plus haut : certes, l'auteur prend Ts dans l'équation que tu extrais, mais il adjoint à Ts un coefficient d'émisivité dont il explique plus haut (en 4-16) et plus bas (en 24-25) la construction. Ce coefficient aboutit à prendre en compte de manière simplifiée l'atmosphère (donc, pas la surface seulement) - et c'est d'ailleurs la raison pour laquelle l'auteur aboutit à une valeur différente de la tienne pour le ∆T consécutif à un ∆F2xCO2 sans rétroaction.

Je pense qu'on pondère plutôt le forçage radiatif, pas la température. C'est peut-être une façon équilavente de dire les choses, mais le ε qui pondère un T^3 ( dans la formule ΔT = ΔF / (4εσT^3) ) serait étonnant. A mon sens, c'est ΔF qui est pondéré en un ΔF / (ε).

Une autre façon de retrouver le 1.1°C trouvé par Meteor, c'est de voir qu'il n'est finalement différent des 0.68°C qu'en divisant par l"émissivité apparente" de la Terre ε=0.615 = 0.68/1.1.

Le calcul est en effet
ΔT = ΔF / (4εσT^3) au lieu de ΔT = ΔF / (4σT^3) que j'ai considéré d'après la formule de Stefan-Boltzmann donnée en début de fil (c'est-à-dire celle qui approxime que ε=1 pour la Terre à sa surface.)

Je n'ai lu pour l'instant qu'en diagonale les derniers posts, mais les notions d'"émissivité apparente" et d'"émissivité réelle" me laissent perplexe. Ca me paraît en fait plus simple:

Le point essentiel est que ΔF = 5.35*ln (C/Co) est sous-entendu et conventionnellement pris au sommet de l'atmosphère, encore faut-il le savoir.

On se ramène ensuite à la surface, au système où l'évolution des températures nous intéresse: il faut donc corriger le ΔF(TOA) en un ΔF / (ε). Ensuite on applique la loi de Stefan-Boltzmann dérivée avec T=288 K, et on trouve 1.1°C.

On peut remarquer d'après ma source web, que la Terre à la surface n'est pas tout à fait un corps noir (ε =1) comme il en était question dans un post précédent (ça n'existe pas en réalité), mais avec un ε = 0.96 environ en moyenne, assez homogène (assez proche pour la surface des mers, des forêts, etc.)

Encore une confusion : les surfaces ne sont pas des corps rigoureusement noirs , ce qui signifie que leur absorption n'est pas totale en effet

mais au dessus de la surface, il y a l'atmosphère et l'on regarde ce qui se passe depuis l'espace donc ce n'est pas l'émissivité de la surface qui compte mais celle de l'ensemble surface + atmosphère

Il n'y a aucune confusion. Je me place bien en surface pour calculer la variation DTs en surface, celle dont il est question dans le cadre de l'évolution du climat (comme par exemple le +0.6°C au XXème siècle). Au sommet de l'atmosphère, on ne calculera qu'une variation de température DT au sommet de l'atmosphère, qui n'est pas celle qui nous intéresse.

Pour résumer, si on admet (autre question) un forçage de 3.7W/m2 au sommet de l'atmosphère par un doublement du CO2, on obtient +1.1°C de réchauffement à la surface de la Terre, dans un cadre simplifié (sans rétroactions et autres.)

Cela étant dit, si tu n'es pas d'accord, tu peux proposer un calcul permettant de retrouver cette variation DTs en faisant intervenir la fameuse température radiative équivalente, calcul que tu appelais de tes voeux. Le reste n'est que bavardage.

Pour te plagier, on ne s'improvise pas expert en transfert radiatif. (nous en sommes toujours à cet aspect puisque les rétroactions sont absentes).

Donc, tu as besoin de commencer ta formation à la base
commence donc par lire ce fil de discussion
reviens ensuite poser les questions qui t'apparaîtront nécessaires à une compréhension plus complète ..

http://forums.infoclimat.fr/index.php?show...=effet+de+serre

Bonjour et merci à tous pour vos connaissances et vos éclairements.
Je ne suis pas non plus expert en transfert radiatif, cependant dans ce débat très pointu je ne trouve pas de réponse à ma question principale : comment l'effet de serre dû au CO2 peut-il être la source d'une élévation de température ? Je précise : en dehors de sa propre opacité à certaines radiations qui le rend plus récepteur que d'autres gaz de l'atmosphère.

Je m'explique (en très résumé) : Le CO2 absorbe plus d'IR, donc plus on a de CO2, plus on a d'absorption de l'énergie solaire. Là où je m'interroge c'est dans la réémission par ce même CO2 lorsqu'il s'est réchauffé (rayonnement du corps noir).
Le schéma adopté pour expliquer l'effet de serre me semble être le suivant :
(1) Radiations énergétiques => (2) élévation de la température du CO2 => (3) émission par celui-ci d'IR (selon le principe du corps noir)
Sauf que le bilan énergétique dans ce cas là fait apparaître une énergie (3) qui vient de nulle part.
Bien entendu, considéré comme un corps noir le CO2 réchauffé émet de l'énergie. Mais en quantité elle ne peut être supérieure à l'énergie qu'il a reçu.
Ensuite, s'il émet cette énergie, lui-même en perd autant, par refroidissement.

Donc si le CO2 réchauffe quelque chose c'est en se refroidissant lui-même en proportion pour que le bilan énergétique soit nul.

Ma question est donc la suivante : d'où vient le fameux forçage radiatif attribué au CO2 ?

Désolé si dans cette assemblée de connaisseurs je vous parais un peu béotien, mon raisonnement n'est peut-être pas le bon ?

Merci alors de m'éclairer pour m'expliquer où il cloche ?

ben il n'y a aucune énergie qui vienne de nulle part, tout vient du soleil.
L'atmosphère et la surface sont en équilibre radiatif et thermique.
L'IR venant de la surface, absorbé par l'atm, est réémis vers l'espace et vers la surface.
La partie rayonnée vers la surface constitue l'ES.

Tout boucle parfaitement.

Merci mais ça ne répond pas au problème posé :
(Je raisonne en énergie au lieu de températures)
Soit (A) cette énergie IR venant de la surface.
1/ Elle repart vers l'atm et la réchauffe.
2/ L'atm contient maintenant l'énergie (A).
3/ Elle réémet cette énergie (A) vers l'espace (SP) et vers la surface (ES).
On a (A) = (SP) + (ES).
4/ Oui mais pour qu'il y ait conservation de l'énergie l'atm reperd l'énergie (A) puiqu'elle la réémet alors en 2 parties. Donc elle se refroidit.
5/ La surface récupère (ES) [(A) - (SP)]. C'est l'effet de serre. Oui mais l'atm a entretemps perdu (-A) donc dans le bilan énergétique on a :
Bilan :
- (ES) reçu par la surface
- atm qui s'est refroidie de (-A) par réémission
- (SP) perdu dans l'espace.

Cet effet de serre est négatif : réchauffement de la surface (ES) et en même temps refroidissement plus important de atm (-A)

Je ne retrouve toujours pas mon forçage ?

l'atmosphère est parfaitement équilibrée puisqu'elle reçoit A et qu'elle cède A = ES + SP.

elle ne se refroidit ni ne s'échauffe, à l'équilibre.

Par contre la surface se réchauffe, c'est cela le principe de l'ES.

En très simplifié.

Excusez-moi, j'étais un peu compliqué je reprends mon propos avec des chiffres.

1/ Au début de l'expérience la surface a reçu l'énergie 10. Elle renvoie l'énergie 8 réchauffer l'atmosphère. Elle perd 8, il lui reste alors 10-8 = 2
2/ L'atmosphère à l'équilibre a reçu 8 et renvoyé 4 (ES) et 4 (SP), sa température n'a pas bougé.
3/ La surface a récupéré 4 mais il ne lui restait plus que 2. Elle a maintenant seulement 6

Donc la surface s'est refroidie par rapport à l'étape 1.
Elle a commencé avec 10 et elle en est à 6
Le bilan est négatif : la partie perdue, 4, est ce qui est allé dans l'espace.

L'ES est de 4 mais il ne rajoute pas de réchauffement.

il ne faut pas raisonner en énergie mais en flux.

prenons le pb autrement car tu t'embrouilles les pinceaux.

1er cas: supposons que l'atm est parfaitement transparente aux IR

la surface reçoit 242 W/m2 hors albédo.
on suppose que c'est un CN parfait.
Elle réémet intégralement les 242 W/m2 et sa température est = (242/sigma)^0.25 = 256°K

2 ème cas j'ajoute une couche isotherme de CN

cette couche est opaque aux IR mais laisse passer le rayt solaire

les 242 W/m2 sont absorbés par le CN (atm) 121w/m2 partent vers l'espace et 121 W/m2 partent vers la surface.
ces 121 W/m2 reçus par la surface sont réémis par cette dernière vers le CN .
Ce dernier réémet 60.5W/m2 vers l'espace et 60.5W/m2 vers la surface.

et ainsi de suite.

Au final on a la surface qui reçoit 242 W/m2 du soleil et 242 W/m2 de l'atm.
Elle réémet donc 484 W/m2 ce qui correspond à 304°K.
l'atm absorbe ces 484 W/m2 qu'elle réémet vers l'espace et vers la surface à égalité.

tu fais le schéma et tu verras que tout est parfaitement équilibré et au passage tu constateras que la temp de surface a augmenté de 48°C.

bien sûr ce n'est pas tout à fait comme cela que ça se passe l'atm n'étant pas un CN parfait.

Mais tu le montres toi même raymiss que la surface se réchauffe : à la fin de ton raisonnement, la surface a gagné +4, au départ elle était à 0 non ?
Evidemment que la Terre ne garde pas toute l'énergie solaire (ton 10) !
Comme dit meteor, il faut raisonner en flux, et surtout en flux moyen, ce qui permet de définir les équilibres. L'instantané en thermodynamique (donc l'hors équilibre) c'est très compliqué.

+1
Je m'attendais d'ailleurs à ce qu'il dise "ah mais oui mais bien sûr" à la fin de son post

EDIT: peut être raymiss raisonne t il par rapport au chiffre 10 initial.

Dire à la fin qu'il n'y a pas réchauffement est en fait fort juste: la surface ne s'est pas réchauffée: elle a moins perdu de chaleur.

Non, je ne trouve pas, enfin bon, le raisonnement est de toute façon trop simple, qu'on est à se demander comment il faut l'interpréter lol

Cet article fantaisiste aura vraiment semé des faux débats, sinon permis des mises au points, sachant qu'au final, rien n'est changé : plus de CO2 dans l'atmosphère = réchauffement du système surface+atmosphère.

Euh...je en suis pas parano en général mais il ya de quoi se poser des questions: sur le fond, ça ne vaut rien, sur la forme c'est crétin (c'est pas comme ça qu'on s'y prend pour révolutionner la science en admettant qu'on pense en être capable). C'est donc plus que fantaisiste.

Peut être est ce un papier destiné à tester les compétences scientifiques des "sceptiques"

Bon, sérieusement, s'il a permis de préciser les choses , tant mieux.

Oui, le problème étant de savoir si l'on peut aujourd'hui prédire avec un degré raisonnable de précision ce que X W/m2 en plus dans le système vont donner en °C en surface et en transitoire (ou à l'équilibre). Une fois que l'on est d'accord sur le principe et l'existence d'un effet de serre, on reste avec la non-serre qu'est le climat (c'est-à-dire une serre ouverte et une serre très remplie, où il y a des glaces, des océans, des nuages, des êtres vivants, etc. - toutes sortes d'"acteurs énergétiques" échangeant bien plus que les X/m2 rajoutés - et où la seule couche "d'intérêt" que l'on doit finalement prédire se situe à 2 mètres du sol sur les continents).

(Nouveau dans ce forum, je vais essayer de ne pas faire l'éléphant de Von Neumann)

(Au cas où les questions qui suivent auraient déjà été débatues et/ou résolues dans ce forum, dites-le moi et n'en parlons plus)

1ère question : la température étant une grandeur repérable mais non mesurable, une moyenne <T> de températures à un sens en statistique mais pas quand on l'insère dans une formule de physique : l'opérateur somme n'étant pas défini pour une telle mesure, on ne peut ni calculer de moyenne (car cela suppose de faire une addition), ni calculer d'intégrale (au sens de Lebesgue). NB : par contre il est tout-à-fait licite de faire un calcul de moyenne de puissance ou d'énergie. VRAI ou FAUX ?

2ème question : même si un tel calcul était licite, le résultat que l'on extrait d'une racine quatrième (formule de Stefan) ne saurait être une moyenne au sens de moyenne arithmétique, mais s'apparente à une moyenne quadratique ! (NB : en toute rigueur il s'agit ici de puissance quatrième) Cela revient à confondre "carré de la moyenne" avec "moyenne des carrés" , valeur moyenne et valeur efficace vraie dirait-on en électricité. Donc le calcul simple qui consiste à dire "qu'il existe un effet de serre de 33 K dû à la différence entre <T> calculée et <T> mesurée" est mathématiquement faux, car on ne parle pas du même type de "moyenne". VRAI ou FAUX ?

3ème question (question plus physique). L'océan recouvre 70% de la surface terrestre. Le principal GES que contient l'atmosphère est l'eau. Pourquoi parle-t-on toujours du réchauffement climatique en rapport avec la présence de CO2 dans l'air, et presque jamais en rapport avec la présence d'eau ?

Dans mon raisonnement elle était plutôt à 10

bah si tu dis que l'énergie peut être utilisée pour faire des moyennes, on peut tout à fait passer par son truchement pour faire des moyennes.
D'ailleurs physiquement c'est bien ce à quoi ça correspond.

je prends une masse m de capacité c qui s'échauffe de delta T1, et une autre masse égale aussi à m, pour simplifier, qui s'échauffe de delta T2.
Quel est donc le delta T "équivalent" de 2m?
Ne serait-ce pas, par hasard, (delta T1 + delta T2)/2?
ce delta T multiplié par 2mc donne bien la même énergie thermique que la somme des 2 énergies thermiques de chacune des masses m.

donc la moyenne des deltas T, ou des températures, ont un sens, bien entendu, et peuvent être utilisés pour avoir une idée de la réalité globale.
On raisonne ici dans le cadre d'un modèle simplifié.
Mais on peut aussi faire le calcul de façon discrète en intégrant en quelque sorte suivant une maille plus ou moins fine.
C'est ce que réalisent les modèles.



dans le cadre de la température moyenne définie physiquement ci-dessus on a donc tout à fait le "droit" d'utiliser la puissance 4ème et dans ce cadre le calcul est mathématiquement et physiquement correct bien que, je le rappelle, il s'agisse d'un modèle plan parallèle simplifié.



ben, on n'en parle pas, c'est vite dit.
en fait on en parle énormément mais de façon indirecte puisque la vapeur d'eau est une rétroaction du forçage GES comme elle est d'ailleurs une rétroaction de toute variation de température.
Elle est même une rétroaction d'elle-même.
Par contre le phénomène ne s'emballe pas de lui-même tant que la vapeur d'eau rencontre des conditions pour se condenser et suivant aussi le "coefficient" de rétroaction.
Certains vont parler de gain d'amplis opérationnels.

de plus les propriétés radiatives d'un gaz ne dépendent pas uniquement de sa concentration mais aussi et surtout de sa structure moléculaire et des facultés qu'ont les dipôles des liaisons électroniques qui le constituent à "vibrer" dans un champ électromagnétique ou, dans le cadre de la théorie quantique , à absorber un quanta d'énergie.
Bien entendu ceci s'entend dans le spectre IR lointain qui constitue le rayonnement terrestre.

D'abord, merci à sirius et meteor pour essayer de faire passer le message scientifique, qui malgré tout ce que certains pensent volontairement ou pas, ne se contredit pas (du moins dans les considérations physiques usuelles)