Le réchauffement et la double rétro-action de la vapeur d'eau

[charles.muller]

Tu te limites au seul CO2, il n'y a pas que lui: les CFC, le CH4, N2O, le HCFC, tout ça, ça fait presque autant que le CO2 et ne considérer que le CO2 n'a pas beaucoup de sens.

restons en au scenario A1B du GIEC, il prtévoit une décroissance des émissions à partir de 2050 et pourtant il donne un forçage de 6 W/m2 en 2100. On en est alors à 1,6 °C sans rétroactions ce qui est nettement plus.

Merci de tes autres précisions.J’en reste au CO2 parce que le calcul 2xCO2 est le plus répandu et parce que toute l’attention se concentre sur la réduction de ces émissions. Mais tu as raison sur le fond, il faut prendre en compte tous les forçages (naturels / anthropiques), leurs interactions et leurs rétroactions. On en est loin, c’est précisément ce qui alimente le scepticisme sur la transformation des modèles en fétiches par M. Tout le Monde.

Tu signales assez justement que l’idée de mettre les fluides océaniques et atmosphériques en équations, et ces équations dans des calculateurs, est apparue très tôt, voici déjà trente ans. Il est clair que de grands progrès ont été accomplis depuis, et ne me fais donc pas dire que je nie cela. Mais il est tout aussi clair que ces progrès n’aboutissent par pour autant à une modélisation correcte. Cette dernière n’est d’ailleurs pas vraiment définie. Lors d’une discussion récente sur la NAO, j’ai par exemple publié le résultat de modèles sur l’évolution de la pression dans les trois dernières décennies du XXe siècle. Les auteurs semblaient plutôt satisfaits du résultat, alors que la comparaison de cartes observation/modélisation est quand même assez catastrophique, aussi bien quantitativement (échelle des variations survenues) que qualitativement (zones de variation oubliées ou mal localisées).

The December−February sea-level pressure trends over the period 1948−1998 are shown a, for the NCEP reanalysis; and b, for the mean of the simulated response to greenhouse gas and sulphate aerosol changes from four climate models (CGCM1, CGCM2, HadCM2 and HadCM3). The pattern of trends is qualitatively similar in each case, but the simulated trends are much smaller in magnitude than those observed. Ref. : Nature 422, 292-294 (20 March 2003) | doi: 10.1038/nature01487, Detection of human influence on sea-level pressure, Nathan P. Gillett1, Francis W. Zwiers2, Andrew J. Weaver1 and Peter A. Stott3

Et ce cas n’est pas isolé. Lindzen aime à rappeler les résultats actuels des modèles sur la VE et la nébulosité 2000-2100 (je n’ai pas l’image, elle serait plus adaptée à ce post, mais je ne travaille pas sur mon ordi actuellement), car la simple vision des courbes partant dans tous les sens en dit long sur notre compréhension de ce qui est par ailleurs présenté comme « les rétroactions les plus décisives des décennies à venir ».

Une des phrases que je lis le plus souvent dans ce genre de débats est : « Nous maîtrisons correctement le schéma d’ensemble ». Mais l’impression que cela donne à M. Tout le Monde, c’est que cette « maîtrise correcte » concerne des processus très généraux que personne ne remet vraiment en question. Cette impression est renforcée par la lecture d’articles sur les comparaisons inter-modèle / observation : il n’y en a quasiment pas un qui ne se conclut par le fait que les modèles dans leur ensemble tendent à sous-estimer ou sur-estimer tel phénomène. Si les modèles se trompent ainsi quand on compare leur simulation du XXe siècle au réel, tu comprendras sans peine la réaction de M. Tout le Monde : la projection de ces erreurs sur le XXIe siècle n’est pas de nature à donner de bons résultats, c’est-à-dire à simuler ce qui va réellement se passer dans les 100 ans à venir. Et cela à l’heure où certains nous demandent de prendre des décisions urgentes et radicales sur cette base.

Car tel est bien le point central à mes yeux : non pas une critique poujadiste des chercheurs qui se trompent tout le temps et qui coûtent de l’argent (c'est idiot, la recherche doit progresser en climatologie comme ailleurs), mais une critique rationnelle du fossé immense entre connaissances réelles, perceptions publiques et décisions collectives. (Et, accessoirement, une critique de ceux qui minimisent ce fossé en passant sous silence les recherches ou les observations du réel qui le font apparaître).

[Invité]

Donc en fait, le LR et la VE sont distingués à titre indicatif, mais le calcul du LR est en réalité intégré dans le calcul global de la rétroaction VE.

Autre point que je comprends mal : la sensibilité des T de surface (celle qui intéresse les hommes et qui est citée comme métrique principale du RC aujourd'hui) devrait devenir de plus en plus faible avec ce processus, non ? Ce sont les T atmosphériques qui devraient connaître une hausse plus rapide.

oui mais la troposphère n'est pas immobile et transmet la chaleur qu'elle a captée à la surface par des phénomènes convectifs.

Il faut faire attention le pb de base est radiatif à travers la tropo mais les échanges de chaleur et de masse ont toujours lieu.

D'ailleurs le bilan radiatif de surface est complètement différent du bilan à 500 ou 200 hPa par exemple.

Mais sirius sait cela bien mieux que moi.

[Invité]

Cette impression est renforcée par la lecture d’articles sur les comparaisons inter-modèle / observation : il n’y en a quasiment pas un qui ne se conclut par le fait que les modèles dans leur ensemble tendent à sous-estimer ou sur-estimer tel phénomène. Si les modèles se trompent ainsi quand on compare leur simulation du XXe siècle au réel, tu comprendras sans peine la réaction de M. Tout le Monde : la projection de ces erreurs sur le XXIe siècle n’est pas de nature à donner de bons résultats, c’est-à-dire à simuler ce qui va réellement se passer dans les 100 ans à venir. Et cela à l’heure où certains nous demandent de prendre des décisions urgentes et radicales sur cette base.

Concernant les observations et en particulier en ce qui concerne la rétroaction de la vapeur d'eau, il y a, je crois me souvenir, des études réalisées sur les phénomènes El Nino ou sur le Pinatubo, qui prouveraient qu'il y a très peu de doute sur le signe positif de la rétroaction VE.

Il faudrait que je recherche où j'ai vu çà.

[Alain Coustou]

il faut prendre en compte tous les forçages (naturels / anthropiques), leurs interactions et leurs rétroactions. On en est loin, c’est précisément ce qui alimente le scepticisme sur la transformation des modèles en fétiches par M. Tout le Monde.

C'est bien cette volonté de prise en compte de tous les forcages (anthropiques et naturels), de leurs interactions, de leurs rétroactions (positives ou négatives), ainsi que des effets de seuil et de synergie qui constitue la marque de la démarche que je propose dans mon bouquin.Heureux de te voir, après Meteor, reconnaître le bien-fondé de cette méthode.

Alain

[Pierre-Ernest]

Une différence importante entre la vapeur d'eau et les autres gaz a effet de serre comme le CO2 est que la vapeur d'eau ne passe qu'un temps très court dans l'atmosphère avant d'être précipité, alors que la temps de résidence du CO2 dans l'atmosphère peut dépasser une centaine d'années. "

L'effet de serre apporté par la vapeur d'eau n'a absolument rien à voir avec le temps de résidence de l'eau dans l'atmosphère. Cet effet est lié à la présence de la VE dans l'atmosphère. Que cette eau soit ancienne ou nouvelle est sans effet. Le graphique de Gavin Schmidt sur la reconstitution de la concentration en vapeur d'eau montre simplement que même une très grande variation dans les concentrations en eau est compensé très rapidement. Il démontre donc à fortiori que le temps de résidence de l'eau dans l'atmosphère ne joue aucun rôle. Et donc que cette "différence importante" par rapport aux autres GES n'a aucun intérêt.

D'ailleurs, à propos des temps de résidence, ils peuvent être très simplement et très logiquement calculés en comparant le volume total contenu dans un système et la vitesse de sortie hors du système. Pour l'eau atmosphérique, le volume total ramené sous forme liquide est estimé à 12 000 m3 (1) Sachant que le volume total des précipitations annuelles est estimé à 430 000 km3, on peut en déduire un temps de séjour moyen de 12 000 / 430 000 = 1:36ème d'année ou 10 jours.

Pour le CO2, on sait que la quantité atmosphérique totale est d'environ 730 GtC. Les échanges annuels sont estimés à 210 GtC (120 Gt avec la biosphère, et 90 GtC avec l'océan). Si on calcule le temps de résidence suivant le même principe, (en isolant arbitrairement un nombre N de molécules de CO2 présentes à l'instant t dans l'atmosphère) on trouve : 120 / 730 = 1 /6ème d'année, soit 2 mois en moyenne pour qu'elles soient sorties de l'atmosphère, et non pas 100 ou 150 ans !

On peut aussi calculer le temps de vie du CO2 dans l'atmosphère en considérant le temps qu'il faudrait pour "vider" l'atmosphère de tout son contenu actuel de CO2 en ne considérant que les puits. (Cas très académique).

La somme des puits de CO2 est actuellement estimée à 3,8 GtC/an, ce qui donne un temps de résidence de 730 / 3,8 = 192 ans . Cependant, le fonctionnement des puits varie dans le même sens que la concentration atmosphérique, ce qui aurait pour effet global d'allonger beaucoup ce temps. (http://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_gas).

Pour le méthane, le seul puit important "officiel" est la destruction par les ions OH atmosphérique. On doit donc raisonner en "temps de vie" qui est le temps au bout duquel la moitié d'une quantité définie de méthane aura disparu. Le calcul donne 12 ans (Wikipedia).

Il faut donc surtout retenir que ces différents chiffres fondés sur des bases de calcul différentes ne peuvent pas être comparés entre eux.

(1) "Combien pèse un nuage" par Jean-Pierre Chalon ISBN 2-86883-610-0

[sirius]

[

L'effet de serre apporté par la vapeur d'eau n'a absolument rien à voir avec le temps de résidence de l'eau dans l'atmosphère. Cet effet est lié à la présence de la VE dans l'atmosphère. Que cette eau soit ancienne ou nouvelle est sans effet. Le graphique de Gavin Schmidt sur la reconstitution de la concentration en vapeur d'eau montre simplement que même une très grande variation dans les concentrations en eau est compensé très rapidement. Il démontre donc à fortiori que le temps de résidence de l'eau dans l'atmosphère ne joue aucun rôle. Et donc que cette "différence importante" par rapport aux autres GES n'a aucun intérêt.

Si le temps de résidence de la vapeur d'eau était plus long, ce que l'on y rajoute directement (par les tours de réfrigération par exemple) serait en train de s'accumuler et il faudrait en tenir compte comme un forçage. Ce n'est pas le cas parce que, justement, il n'y a pas d'accumulation.

Par contre, on doit tenir compte des lacs artificiels par exemple qui constituent des surfaces où il y a évaporation, mais on le fait une fois et puis c'est tout: onn n'accumuule pas ce qui fait, dinalement, un forçage faible

Pour le CO2, on sait que la quantité atmosphérique totale est d'environ 730 GtC. Les échanges annuels sont estimés à 210 GtC (120 Gt avec la biosphère, et 90 GtC avec l'océan). Si on calcule le temps de résidence suivant le même principe, (en isolant arbitrairement un nombre N de molécules de CO2 présentes à l'instant t dans l'atmosphère) on trouve : 120 / 730 = 1 /6ème d'année, soit 2 mois en moyenne pour qu'elles soient sorties de l'atmosphère, et non pas 100 ou 150 ans !

Tu as inversé tes données. Ca ferait donc 6 ans mais c'est faux de toutes façons.

On peut aussi calculer le temps de vie du CO2 dans l'atmosphère en considérant le temps qu'il faudrait pour "vider" l'atmosphère de tout son contenu actuel de CO2 en ne considérant que les puits. (Cas très académique).

La somme des puits de CO2 est actuellement estimée à 3,8 GtC/an, ce qui donne un temps de résidence de 730 / 3,8 = 192 ans . Cependant, le fonctionnement des puits varie dans le même sens que la concentration atmosphérique, ce qui aurait pour effet global d'allonger beaucoup ce temps. (http://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_gas).

Cette fois, on est plus près du bon ordre de grandeur (la centaine d'années). Je ne vois pas où tu vas: tu donnes deux résultats complètement différents, que veux tu dire?

[sirius]

Merci de tes autres précisions.

Tu signales assez justement que l’idée de mettre les fluides océaniques et atmosphériques en équations, et ces équations dans des calculateurs, est apparue très tôt, voici déjà trente ans.

Non, l'idée date des années 20 (Richardson a été le premier à l'imaginer) ensuite le premier calculateur (l'ENIAC) a servi à faire les premiers calculs , donc en 50 à peu près. Il s'agissait de modèles hyper simplifiés qui réalisaient une approximation des équations de Navier Stokes. Le spremiers GCM datent du début des années 70 (Wetherald et Manabe au GFDL). Ce que l'on sait depuis 30 ans , c'est qu'on va avoir d'énormes pbs avec les nuages. Avant, à vrai dire, on se posait pas la question, on en était bien loin. A cette époque les nuages étaient fixés dans les modèles, cad que leur quantité et leur propriétés étaient fixées une fois pour toute de manière à ce que le bilan radiatif soit équilibré.

Il est clair que de grands progrès ont été accomplis depuis, et ne me fais donc pas dire que je nie cela. Mais il est tout aussi clair que ces progrès n’aboutissent par pour autant à une modélisation correcte. Cette dernière n’est d’ailleurs pas vraiment définie. Lors d’une discussion récente sur la NAO, j’ai par exemple publié le résultat de modèles sur l’évolution de la pression dans les trois dernières décennies du XXe siècle. Les auteurs semblaient plutôt satisfaits du résultat, alors que la comparaison de cartes observation/modélisation est quand même assez catastrophique, aussi bien quantitativement (échelle des variations survenues) que qualitativement (zones de variation oubliées ou mal localisées).

Tu es Monsieur Tout le Monde, tu interprètes sans trop savoir. La satisfaction (nuancée quiand même, il me semble) provient de cet accord qualitatif qui permet donc de dire que les tendances sont bien restituées. En d'autres termes, la réponse aux forçages est qualitativement bonne avec , m^me, des contrastes régionaux.

Ben, c'est pas parfait mais d'une part, ça ne le sera jamais à cause de la non linéarité du système (ou de l'effet papillon si tu veux) et d'autre part ce n'est pas si important que ça pour la suite. Pour le moment on applique un forçage croissant mais depuis relativement peu de temps; on sait qu'on va l'augmenter et continuer pendant encore plusieurs décennies. Le forçage va devenir bientôt suffisant pour dépasser nettement le bruit, si on sait que les tendances sont bonnes, on sait que nos prévisions sont bonnes dans les grandes lignes. Faire mieux n'est peut être pas possible

Ceci répond aussi à ton objection ci dessous

Une des phrases que je lis le plus souvent dans ce genre de débats est : « Nous maîtrisons correctement le schéma d’ensemble ». Mais l’impression que cela donne à M. Tout le Monde, c’est que cette « maîtrise correcte » concerne des processus très généraux que personne ne remet vraiment en question. Cette impression est renforcée par la lecture d’articles sur les comparaisons inter-modèle / observation : il n’y en a quasiment pas un qui ne se conclut par le fait que les modèles dans leur ensemble tendent à sous-estimer ou sur-estimer tel phénomène. Si les modèles se trompent ainsi quand on compare leur simulation du XXe siècle au réel, tu comprendras sans peine la réaction de M. Tout le Monde : la projection de ces erreurs sur le XXIe siècle n’est pas de nature à donner de bons résultats, c’est-à-dire à simuler ce qui va réellement se passer dans les 100 ans à venir. Et cela à l’heure où certains nous demandent de prendre des décisions urgentes et radicales sur cette base.

Car tel est bien le point central à mes yeux : non pas une critique poujadiste des chercheurs qui se trompent tout le temps et qui coûtent de l’argent (c'est idiot, la recherche doit progresser en climatologie comme ailleurs), mais une critique rationnelle du fossé immense entre connaissances réelles, perceptions publiques et décisions collectives. (Et, accessoirement, une critique de ceux qui minimisent ce fossé en passant sous silence les recherches ou les observations du réel qui le font apparaître).

Mettons de côté la question du caractère objectif ou non de cette critique.

J'admets volontiers qu'il y a un pb : des décisions très lourdes de conséquences qu'il faudrait prendre sans certitudes. OK mais, on fait ça tous les jours en fait. On prend parfois des décisions (les politiques) d'une importance capitale pour des tas de gens sans savoir non plus ce qui va se passer (en économie, en géopolitique, on a plein d'exemples comme ça en tête) Finalement, la différence serait plutôt en notre faveur /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20"> . Dans le cas présent, on a une idée assez précise de ce qui a de fortes chances d'arriver. En écrivant cela, je tiens bien compte du risque d'erreur, il n'est finalement pas très élevé comparé à d'autres situations.

[david3]

Ce type d'approche est tout siumplment pédagogique.

Ce n'est pas "rigoureux", c'est approché (de très loin, d'accord) mais l'essentiel y est:

Une réponse plus poussée serait elle même approchée. J'ai qualifié ta réponse de rigoureuse dans le sens de cohérente, logique /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20"> - Bref une réponse par sa qualité en fort contraste sur ce forum.

[david3]

la température de l'atmosphère est différente de la température de surface et c'est la cause de l'effet de serre.

Cette température équivalente, correspond au maximum de la fonction de poids qui convolue la fonction de Planck .C'est ce maximum qui correspond à la zone sondée par les instruments qui restituent les profils de température: en fonction de l'opacité de l'atmopshère à une fréquence donnée, on sonde à une altitude ou à une autre.

Ici, on considère l'ensemble du spectre IR et la fonction de Planck devient la loi de Stefan.

On peut encore parler de fonction de poids. Le maximum se situe vers 6 ou 7 km d'altitude, cad essentiellment au dessus d Météor a donc bien compris.e la vapeur d'eau.

La différence Ts-Ta dépend de 2 choses

l'opacité de l'atmosphère (la VE en particulier)

le gradient de température qui traduit les mouvements convectifs que je filtrais.

Ce lapse rate cher à CM, a une valeur maximum de 10° par km pour l'air sec

si l'air est saturé en humidité, il est plus faible car il y a libération de chaleur latente avec la condensation.

Ca c'est vrai quand o,n considère une parcelle d'air, cad à toute petite échelle.

Si on considère une masse d'air (plus grande échelle) alors, le gradient varie

à cause d'effets de moyenne

à cause des advectiuons horizontales

Sa valeur est toujours inférieure à celle de l'adiabatique sèche.

Plus il y a de vapeur d'eau , plus le gradient est faible à cause de la libération de chaleur latente.

Le gradient moyen est de 6,5 K/km

Avec un réchauffement et une évaporation plus importante, l'air contient davantage de vapeur d'eau

Donc, cette VE peut condenser, il peut donc y avoir plus de chaleur latente libérée

ce qui diminue le gtradien t moyen et fournit une rétroaction négative.

Ceci explique pourquoi, le feedback du lapse rate et celui de la VE sont couplés.

Il y a une dispersion importante des rétroactions VE et lapse rate mais beaucoup moins (moitié à peu pres) pour la somme des deux. Meteor a donc bien compris: il faut regarder q + LR.

Merci pour cette nouvelle explication cohérente /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20"> Et très enrichissante. Il ne te reste plus qu'à démontrer simplement la Loi de Planck, en réaliser quelques approximations, réaliser son intègration ... et la vulgarisation sera parfaite ! (simplicité + rigueur) - Est-ce d'ailleurs possible de faire cela simplement ?

"La loi de Plank établit que la quantité de radiation émise par un corps noir ne dépend que de sa température et de la longueur d'onde considerée."

http://euromet.meteo.fr/euromet/french/nwp...00/n9l00108.htm

ou

http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/Infosc.../partie1_2.html

h = 6.63 10-34 J.s : constante de Planck

kB = 1.38 10-23 J/s constante de Boltzmann

c = 3.00 108 m/s vitesse de la lumière

Lambda : longueur d'onde.

T : Température du corps opaque.

Définitions et lois du rayonnement Thermique :

http://www.sciences.univ-nantes.fr/physiqu...oi/11defloi.htm

Que serions-nous sans la physique !

Cette température équivalente, correspond au maximum de la fonction de poids qui convolue la fonction de Planck

Je ne suis pas certain que tout le monde ait compris cette phrase, et c'est dommage car c'est fondamental...C'est possible en couleur ? /emoticons/sad@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Gombervaux]

L'effet de serre apporté par la vapeur d'eau n'a absolument rien à voir avec le temps de résidence de l'eau dans l'atmosphère. Cet effet est lié à la présence de la VE dans l'atmosphère. Que cette eau soit ancienne ou nouvelle est sans effet.

Je vous remercie Monsieur P.E. de cette réponse.

A mes interrogations de quelques heures passées dans le forum climato, je n'ai eu que des réponses incohérentes et contradictoires.

Me restait un doute à ce sujet du temps de résidence de la VE, et la contradiction qui vous a été portée montre bien la méconnaissance de l'atmosphère de son auteur ; ignore t il le point triple de l'eau ou le titre du sujet (de la double rétroaction de la VE)?

Il est clair que ces climatologues ne sont pas proches d'apprécier la réalité, tant que la terre , dans leur esprit, restera un cube entourré d'une atmosphère cubique et homogène, qu'ils négligent la VE et l'étude des nuages comme le suggère Richard Lindzen.

Je vous souhaite bien du courage pour continuer à débattre dans ce club où l'incompétence décuple l'agressivité.

[david3]

Re, je confirme : Une différence importante entre la vapeur d'eau et les autres gaz a effet de serre comme le CO2 est que la vapeur d'eau ne passe qu'un temps très court dans l'atmosphère avant d'être précipité, alors que la temps de résidence du CO2 dans l'atmosphère peut dépasser une centaine d'années.

L'essentiel : Le CO2 s'accumule dans l'atmosphère. Ce n'est pas le cas de l'eau.

...Que cette eau soit ancienne ou nouvelle est sans effet.

C'est complètement évident : que la molécule d'eau ait 2 jours ou 4 jours cela ne change rien, cela reste une molécule d'eau. C'est complètement évident P.E. !

Légende (Gavin Schmidt) : "While water vapour is indeed the most important greenhouse gas, the issue that makes it a feedback (rather than a forcing) is the relatively short residence time for water in the atmosphere (around 10 days).

To demonstrate how quickly water reacts, I did a GCM experiment where I removed all the water in the atmosphere and waited to see how quickly it would fill up again (through evaporation from the ocean) . The result is shown in the figure. It's not a very exciting graph because the atmosphere fills up very quickly. At Day 0 there is zero water, but after only 14 days, the water is back to 90% of its normal value, and after 50 days it's back to within 1%. That's less than 3 months. Compared to the residence time for perturbations to CO2 (decades to centuries) or CH4 (a decade), this is a really short time."

Traduction : Même si la vapeur d'eau est en effet le plus important gaz à effet de serre, ce qui fait d'elle une rétro-action (plutôt qu'un forçage) est son temps de résidence relativement court dans l'atmosphère (environ 10 jours)

http://www.realclimate.org/index.php/archi...ack-or-forcing/

Forçage <-> dans la durée

Rétro-action = réponse à un forçage

Le CO2 s'accumule (temps de résidence d'un siècle) ....> forçage ...> augmentation de la température...> rétro-action VE (équation de Clausius-Clapeyron)

Si le forçage initial disparaît (on coupe le "radiateur additif"), la rétro-action VE s'effondre, et ceci en raison de son temps de résidence très court dans l'atmosphère (...>pluie). - En gros, la rétro-action VE, c'est de la gonflette...Quand on arrête 20 ans de séances de musculation (= forçage de départ = le CO2 anthropique dans notre cas) la masse musclaire ( = rétro-action VE) s'effondre. (Sirius, j'aimerais que tu donnes ton avis sur cette analogie stp )

Il démontre donc à fortiori que le temps de résidence de la Vapeur d'eau dans l'atmosphère ne joue aucun rôle.

Gavin Schmidt indique que, compte tenu du temps de résidence vraiment faible de la VE dans l'atmosphère, on doit la considèrer comme une rétro-action et non comme un forçage. Bref, exactement le contraire de ce que tu laisses sous-entendre : le fait que le temps de résidence de la VE dans l'atmopshère soit faible est un élément essentiel dans ce débat ! Affirmer que le facteur "temps de résidence de la VE dans l'atmosphère ne joue aucun rôle" est pour conclure complètement faux.Gombervaux : de quelle "contradiction" parles tu ? /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20">

[charles.muller]

Re, je confirme : Une différence importante entre la vapeur d'eau et les autres gaz a effet de serre comme le CO2 est que la vapeur d'eau ne passe qu'un temps très court dans l'atmosphère avant d'être précipité, alors que la temps de résidence du CO2 dans l'atmosphère peut dépasser une centaine d'années.

L'essentiel : Le CO2 s'accumule dans l'atmosphère. Ce n'est pas le cas de l'eau.

(...)

Gavin Schmidt indique que, compte tenu du temps de résidence vraiment faible de la VE dans l'atmosphère, on doit la considèrer comme une rétro-action et non comme un forçage. Bref, exactement le contraire de ce que tu laisses sous-entendre : le fait que le temps de résidence de la VE dans l'atmopshère soit faible est un élément essentiel dans ce débat ! Affirmer que le facteur "temps de résidence de la VE dans l'atmosphère ne joue aucun rôle" est pour conclure complètement faux.

Si on reprend depuis le début :- la VE assure l'essentiel de l'ES sur Terre ;

- la rétroaction de la VE forme l'essentiel du réchauffement attendu d'ici 2100.

Si l'on est d'accord sur ces deux propositions, que la VE reste 10 secondes, 10 jours, 10 mois ou 10 ans dans l'atmopshère est un débat secondaire (en l'occurrence, tout le monde est d'accord pour une moyenne de 8-10 jours). C'est ainsi que j'ai compris le propos de Pierre Ernest. On a beau brandir les durées de vie faramineuses de certains GES et le pouvoir de réchauffement immense d'autres GES, il n'empêche que c'est toujours autour du comportement de la VE que l'on tourne pour savoir ce qui va vraiment se passer d'ici 2100.

[david3]

Si on reprend depuis le début :

1) la VE assure l'essentiel [entre 36% and 66% et si l'on ajoute les nuages : entre 66% et 85%] de l'ES [NATUREL, soit 33°C] sur Terre ;

2) la rétroaction de la VE forme l'essentiel du réchauffement attendu d'ici 2100.

Exact, mais pour être complet (ce serait dommage d'oublier l'essentiel) :3) La rétroaction de la VE résulte du forçage GES anthropiques (CO2 etc.).

4) L'air aux pôles est très sec...

Bilan : c'est ce forçage qui pose problème.

Les estimations du forçage radiatif en cas de doublement du CO2, avec et sans les rétroactions de la vapeur d'eau et des nuages. Diagramme Elmar Uherek, données IPCC TAR Chapter 7

[charles.muller]

Tu es Monsieur Tout le Monde, tu interprètes sans trop savoir. La satisfaction (nuancée quiand même, il me semble) provient de cet accord qualitatif qui permet donc de dire que les tendances sont bien restituées. En d'autres termes, la réponse aux forçages est qualitativement bonne avec , m^me, des contrastes régionaux.

Ben, c'est pas parfait mais d'une part, ça ne le sera jamais à cause de la non linéarité du système (ou de l'effet papillon si tu veux) et d'autre part ce n'est pas si important que ça pour la suite. Pour le moment on applique un forçage croissant mais depuis relativement peu de temps; on sait qu'on va l'augmenter et continuer pendant encore plusieurs décennies. Le forçage va devenir bientôt suffisant pour dépasser nettement le bruit, si on sait que les tendances sont bonnes, on sait que nos prévisions sont bonnes dans les grandes lignes. Faire mieux n'est peut être pas possible

Ce qui est extraordinaire quand M. Tout le Monde parle à M. Modèle, c'est que ce dernier lui répond toujours la même chose : "on a les bonnes tendances, on est OK sur les grandes lignes, on est dans la bonne fourchette, tout cela va s'affiner lentement, mais ne changera pas tellement". Une comparaison intermodèle montre que la simulation à 500 hPa est globalement très médiocre? Pas grave. Une comparaison intermodèle montre que le forçage solaire est globalement sous-estimé? Pas grave. Une comparaison intermodèle montre que les effets indirects des aérosols sont globalement surestimés? Pas grave. Et ainsi de suite.

On a donc des modèles qui calibrent, calculent ou paramètrent mal plein de choses (de l'avis même des équipes se chargeant de leur comparaison), mais qui parviennent malgré tout à reconstruire les T du XXe (et, satisfaits de cette rétrovalidation correcte, nous prédisent celles du XXIe). Sans autre explication de la part des modélisateurs, comment veux-tu que M. Tout le Monde prête crédit à l'exercice? Vu de l'extérieur, cela signifie apparemment qu'un modèle mal calibré peut toujours donner un résultat approchant la réalité. Mais qu'il reste fondamentalement mal calibré, donc qu'il ne reproduit pas vraiment ce qui se passe dans la réalité, hier ou demain.

Pour essayer de comprendre, on peut creuser sur un point précis. Par exemple, qu'est-ce que cela change si les effets indirects des aérosols sont de 0,5 - 1 - 1,7 - 2,5 W/m2? Est-ce que fondamentalement c'est indifférent pour les modèles, leur résultat sera de toute façon à peu près le même avec les valeurs extrêmes de la fouchette ? Et si non, qu'est-ce que cela change entre 0,5 et 2,5 W/m2 pour ce paramètre? (Ce n'est pas forcément le meilleur exemple, n'hésite pas à en prendre un autre si tu préfères).

[Pierre-Ernest]

Tu as inversé tes données. Ca ferait donc 6 ans mais c'est faux de toutes façons.

Cette fois, on est plus près du bon ordre de grandeur (la centaine d'années). Je ne vois pas où tu vas: tu donnes deux résultats complètement différents, que veux tu dire?

Je veux dire précisément que selon la définition qu'on donne au temps de séjour, on peut obtenir des résultats très différents (même avec une inversion de fraction :!: ). On ne peut donc pas les mettre sur le même plan dans une comparaison comme le fait David3 lorsqu'il dit "Une différence importante entre la vapeur d'eau et les autres gaz a effet de serre comme le CO2 est que la vapeur d'eau ne passe qu'un temps très court dans l'atmosphère avant d'être précipité, alors que la temps de résidence du CO2 dans l'atmosphère peut dépasser une centaine d'années".

La vapeur d'eau ne s'accumule pas dans l'atmosphère mais elle y est toujours présente du fait des phénomènes évaporation / précipitations. Il est donc illogique de comparer ce gaz avec les autres GES.

Et le temps de séjour moyen de la VE dans l'atmosphère n'a donc rien à voir avec son effet de serre. (Même si Gavin l'a suggéré en présentant une courbe qui a l'air d'avoir bien convaincu David...)

Par contre, si on prend le méthane, l'effet de serre qu'il peut avoir dans le temps dépend beaucoup du fait qu'il sera détruit ou non, et au bout de combien de temps.

Pour le CO2 qui lui, n'est pas détruit dans l'atmosphère, on doit inventer une notion de temps de séjour assez arbitraire (mais nécessaire si on veut définir le Potentiel Global de Réchauffement). C'est une des raison, je crois, pour laquelle ce PGR est une notion contestée et plus ou moins abandonnée.

[david3]

Comme ne l'indique pas P.E., alors qu'une partie de son raisonnement y conduit directement, on suppose que la concentration de la vapeur d'eau a toujours été plus ou moins la même (évaporation/précipitation, équilibre), on ne peut donc pas considérer qu'elle contribue à l'augmentation de l'effet de serre.

Mais ceci pourrait changer si la terre se réchauffe (Clausius-Clapeyron, l'air chaud peut contenir plus d'eau que l'air froid)...> Rétro-action de la VE

On vient de dire à l'instant (grâce à P.E.) que si la terre se réchauffe, ce n'est pas du initialement à la VE...(pas un forçage)

Bilan : P.E. confirme que le problème principal c'est le forçage lié aux GES anthropiques : CO2 en particulier (temps de résidence d'un siècle, il s'accumule)

NB :

- Rétro-action = "réponse à"

- Forçage = "qui force"

[Torrent]

C'est un peu facile ce genre de raccourcis :

Le taux de vapeur d'eau est constant à tout moment à temperature constante.

Si le taux des autres GES augmente la T° augmentera donc le taux de vapeur d'eau augmentera, ce qui provoquera une rétroaction positive.

Je crains bien pour vous que les choses ne soient pas aussi simples ni aussi linéaires.

Cette définition est valable dans un labo pas dans l'atmosphère avec toute la complexité des phénomènes meteorologiques.

[david3]

C'est un peu facile ce genre de raccourcis : Le taux de vapeur d'eau est constant à tout moment à temperature constante.

Non, ce n'est pas cela l'hypothèse mais :On suppose que la concentration de la vapeur d'eau a toujours été plus ou moins la même (évaporation/précipitation, équilibre), on ne peut donc pas considérer qu'elle contribue à l'augmentation de l'effet de serre. (Raisonnement à l'échelle globale)

Quels sont les facteurs (autres qu'une augmentation de la température moyenne globale ...> rétroaction VE, Clausius-Clapeyron) susceptibles d'augmenter la concentration en VE atmopshérique ? Une augmentation significative de la surface océanique globale (plus de surface pour l'évaporation) ? Une intensification de l'Evapotranspiration ? A-t-on observé cela ces derniers siècles ?

CNRS - " Au cours du cycle de l’eau, des transferts incessants d’importantes masses d’eau se produisent entre les différents réservoirs de la planète. Ce phénomène entretient souvent l’idée que l’eau est une véritable ressource renouvelable. Mais cela n’est pas aussi simple car tout dépend en fait du réservoir considéré.

En effet, toute l’eau ne participe pas en permanence au cycle. Autrement dit, chacune des molécules d’eau de l’hydrosphère ne circule pas constamment d’un réservoir à l’autre de la planète. Une molécule peut en effet rester durant un certain temps dans un réservoir et la durée moyenne durant laquelle une molécule d’eau réside dans un réservoir est appelée temps de résidence. Ces temps de résidence dépendent de la rapidité des transferts : plus ils sont rapides, plus les temps de résidence sont courts.

Les temps de résidence moyens dans les différents réservoirs de surface sont donnés à titre indicatif dans le tableau ci-dessous (d’après L’eau, Ghislain de Marsily, Dominos Flammarion, 1995)."

Les réservoirs / Les temps de résidence

Océans / 2 500 ans

Glaciers / 1 600 à 9 700 ans

Eaux souterraines / 1 400 ans

Mers intérieures / 250 ans pour la mer Caspienne qui contient 80% de tout le volume d’eau de ce réservoir

Lacs d’eau douce / 17 ans pour les grands lacs - 1 an pour les autres lacs

Humidité des sols / 1 an

Rivières / 16 jours

Atmosphère (humidité de l’air) / 8 jours

Biosphère ( cellules vivantes) / quelques heures

L’avantage de ces transferts est qu’ils permettent aux réserves de se renouveler : plus le temps de résidence dans un réservoir est court, plus l’eau de ce réservoir est rapidement renouvelée.

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau/deco...cksfluxEau.html

[Previ83D]

On vient de dire à l'instant (grâce à P.E.) que si la terre se réchauffe, ce n'est pas du initialement à la VE...(pas un forçage)

Alor c'est quoi l'effet de serre?

de plus:

3) La rétroaction de la VE résulte du forçage GES anthropiques (CO2 etc.).

avec ou sans les autres GES, avec ou sans forçage, cette rétroaction existe naturellement, il me semble. je ne vois pas en quoi elle résulterait de la présence d'un autre GES

4) L'air aux pôles est très sec...

Sous entends-tu que c'est un réservoir potentiel de VE? ou la simple application d'Avogadro?

[david3]

de plus: avec ou sans les autres GES, avec ou sans forçage, cette rétroaction existe naturellement, il me semble. je ne vois pas en quoi elle résulterait de la présence d'un autre GES

Définitions à revoir - Rétroaction de la Vapeur d'Eau : " La vapeur d'eau est un gaz a effet de serre puissant, qui absorbe les rayonnements de longueurs d'ondes élevées. Si la concentration atmosphérique en vapeur d'eau augmente a cause du réchauffement climatique, celle-ci va augmenter en retour l'effet de serre encore plus. Il est bien connu que le taux d'évaporation est lié a la température, et qu'une hausse des températures accroît la pression de la vapeur (équation de Clausius-Clapeyron). Ce processus est connu comme étant la rétroaction (positive) de la vapeur d'eau. Une différence importante entre la vapeur d'eau et les autres gaz a effet de serre comme le CO2 est que la vapeur d'eau ne passe qu'un temps très court dans l'atmosphère avant d'être précipité, alors que la temps de résidence du CO2 dans l'atmosphère peut dépasser une centaine d'années. "http://www.realclimate.org/index.php?p=133

- Forçages : http://www.realclimate.org/index.php?p=4

Il ne peut pas y avoir de rétro-action sans forçage /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Plus d'infos ici : http://www.futura-sciences.com/comprendre/d/dossier638-2.php

"On peut considérer le climat comme un amplificateur opérationnel : le signal d’entrée est un déséquilibre du bilan radiatif de la Terre, on l’appelle forçage (ou contrainte), le signal de sortie est une variation de température. Sous l’influence de cette variation de température, certaines propriétés du climat sont modifiées qui, à leur tour, modifient le bilan radiatif ; ce sont les rétroactions "

david3 :On vient de dire à l'instant (grâce à P.E.) que si la terre se réchauffe, ce n'est pas du initialement à la VE...(pas un forçage)

Previ83D : Alors c'est quoi l'effet de serre?

Tu confonds "effet de serre" et "augmentation de l'effet de serre" (<-> réchauffement)...

David3 4) L'air aux pôles est très sec...

Previ83D : Sous entends-tu que c'est un réservoir potentiel de VE? ou la simple application d'Avogadro?

Non, simplement qu'une augmentation de la concentration en CO2 conduira a un réchauffement plus rapide aux pôles (pas de "masque vapeur d'eau", pas d'effet atténuateur comme par exemple en zone tropicale humide - H20 et CO2 ont un spectre d'absorption dans l'IR assez proche)http://www.insu.cnrs.fr/pj/document/350.swf (cliquer sur "PLAY")

[Previ83D]

Tu confonds "effet de serre" et "augmentation de l'effet de serre" (<-> réchauffement)...

Je confond pas. Je remarque simplement que quand on parle "effet de serre" tu réponds systématiquement "augmentation".

Quand on parle VE seule , tu réponds VE avec les autres GES.

Ca devrait pourtant être plus facile d'isoler la VE, mille fois plus présente que les autres GES dans l'atmosphère?

Et puis en continuant ton raisonnement, alors on va isoler le CO2, pour bâtir des montagnes...

[david3]

Le problème de base vient à mon avis d'une mauvaise compréhention de ce qu'est un forçage et de ce qu'est une rétro-action. Cette mauvaise compréhention de départ (assez courante) se répercute dans tout le raisonnement.

[Previ83D]

Cette mauvaise compréhention de départ (assez courante) se répercute dans tout le raisonnement.

Surtout si tu veux pas entendre parler de l'effet de serre (sans augmentation de celui-ci)

[charles.muller]

Comme ne l'indique pas P.E., alors qu'une partie de son raisonnement y conduit directement, on suppose que la concentration de la vapeur d'eau a toujours été plus ou moins la même (évaporation/précipitation, équilibre), on ne peut donc pas considérer qu'elle contribue à l'augmentation de l'effet de serre.

Au cours des derniers siècles, et surtout des dernières décennies, on a assisté de manière certaine à au moins une augmentation de l’eau disponible pour l’évaporation sur les surfaces terrestres : l’usage humain de cette eau (eau courante, irrigation, retenues, lacs artificiels, etc.). Ce doit être mineur, mais il serait intéressant de quantifier le phénomène. Vivien Gornitz (Nasa Giss) signale par exemple dans sa page :

Between 4510 and 5330 km3 of water -- 11% to 13% of the total annual river runoff (~41,000 km3/yr) -- is presently sequestered behind large dams. More than 90% of this total reservoir capacity has been created since the 1950s. The volume of water retained on land is equivalent to a decrease in sea level of 1.3 to 1.8 mm/yr.

http://www.giss.nasa.gov/research/briefs/gornitz_06/

*

Sinon, plusieurs pistes de réflexion :

- Le bilan E-P (évaporation minus précipitation) n’est que rarement à l’équilibre sur Terre, il est tantôt excédentaire tantôt déficitaire selon les régions.

- Que l’humidité relative reste constante en situation de réchauffement n’est ni un postulat physique ni une observation empirique, mais un résultat actuel des modèles (qui ne sont pas contraints sur ce point avant leur calcul, mais qui aboutissent à peu près à cela).

*

Autre point : je signalais plus haut que la plus longue durée de vie de la VE autour des pôles devait participer à l’amplification polaire. D’après R. Pierrehumbert, ce n’est pas du tout le cas :

*

Le même Pierrehumbert fait un rappel utile sur Clausius-Clapeyron :

The Clausius-Clapeyron relation provides a powerful constraint on the behavior

of water vapor, but it is not at all straightforward to tease out the

implications of this constraint for climate, for the reason that it only gives an

upper bound on the water vapor content for any given temperature, and tells us

nothing about how closely that bound might be approached.

[david3]

Surtout si tu veux pas entendre parler de l'effet de serre (sans augmentation de celle-ci)

La VE est un GES puissant responsable en grande partie de l'ES naturel...Oui, personne ne le conteste et on tous remarqué qu'il ne fait pas -17°C sur terre en moyenne (T°C théorique sans ES) mais environ +15°C (ES naturel = 32-33°C)Cela change quoi au débat sur la rétroaction VE en réponse au forçage GES anthropiques ?