Les prévisions d'Arrhenius et la réalité observée

[david3]

Pas une erreur énorme. Juste une petite désinformation. En appliquant bêtement 1 w/m2, ça doit marcher... L'ennui, c'est que (c'est ce que j'ai écrit) 1 w/m2, c'est impossible... Donc, il ne servirait à rien d'écrire. Le calcul est sûrement exact.

C'est comme la note du supermarché ou le relevé de la banque. Les calculs sont toujours juste. C'est pas les chiffres qui sont en cause. C'est la façon de les obtenir.

Mais alors, le calcul est juste ou pas ?Tu maintiens tes propos à propos des scientifiques en question ? (tu rajoutes ici "bêtement" /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20"> )

Non : tu donnes juste trop de données. C'est pour ça que je cite les calculs de Meteor qui va droit au but.

Donc, là aussi, tu confirmes que c'est exact. Vas-tu à présent t'excuser pour/index.php?s=&showtopic=17184&view=findpost&p=340080'> les propos infondés que tu as tenu ?

[wetterfrosch]

Il y a malentendu.

Ce n'est pas la première fois, d'ailleurs, que je remarque une différence d'interprétation avec meteor sur la loi de stefan. /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

Si on suppose qu'on applique une énergie de 1 w/m2 sur la surface de l'océan, avec un appareil auto-correcteur qui maintiendra cette application d'énergie quelle que soit la réaction de l'eau, je lui fait confiance pour les calculs, l'océan se réchauffera, et de beaucoup. /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Par contre, ce système auto-correcteur sera forcé d'envoyer de plus en plus d'énergie au fur et à mesure que l'océan se réchauffera. En effet, si cette énergie est envoyée sous forme de rayonnement, le rayonnement émis en retour par la surface de la mer (pas celui qui est réfléchi, mais celui qui provient de la loi de Stefan) compensera exactement, lorsque la température de la surface sera monté de 0,18 °C celui qui était émis au début.

Voici le calcul :

à 15°C (288 °K), le rayonnement émis par un corps noir est de 390,07 w/m2 (5,67*10^-8*288^4)

Si on lui applique une énergie quelconque de 1 w/m2, sa température va monter, mais il va se mettre à émettre d'avantage, jusqu'à ce que l'émission (donnée par la loi de Stefan) devienne 390,07 + 1 = 391,07 W/m2.

Sa température sera alors égale (toujours loi de Stefan) à :

(391,079/(5,67*10^-8))^(1/4) = 288,18 °K, soit 0,18 °C de plus

Je comprends que ce soit décevant pour quelqu'un qui recherche un effet important. Mais c'est la loi (de Stefan). dura lex sed lex.

Si l'énergie appliquée l'est par rayonnement le système sera alors en équilibre. C'est ce qu'on appelle vulgairement une rétroaction négative (il y en a)

C'est pas toute a fait correct. La temperature de radiation de la terre est 255K (la difference avec le 288K est justement l'effet de serre).Donc ca fait

1366W/m2 constante solaire

5,67*10^-8 constante Boltzmann

0.7 albedo de la terre

1/4*0.7*1366=5,67*10^-8 *T^4

>> T~255K

augmentation de 1W/m2

1/4*0.7*1366+1 = 5,67*10^-8 *TStar^4

>> TStar-T=0.26K

L'idee est que pour une petite perturbation autour du equilibre c'est permis d'appliquer cette approche tres simplifiante. Mais si tu reflechis bien le terme sur la gauche correspond au forcage solaire et c'est donc pas vraiment correct d'inclure de termes qui correspondent à l'effet de serre. Pour comparaison le GIEC parle de 1.2K calcule avec des modeles ModTran (pondere etc.) pour 4W/m2.

[david3]

A propos du rayonnement thermique et de la loi du Corps Noir - Quelques formules de calcul online : /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/Infosc...tml#temperature

L'essentiel :

Ce qui est inquiètant, c'est que la terre absorbe actuellement plus d'énergie qu'elle n'en émet...Et donc la température ne peut qu'augmenter jusqu'à atteindre la nouvelle température d'équilibre (en considèrant la concentration atmosphérique en CO2 constante, c'est dire en stoppant complètement les émissions dès aujourd'hui...Hors ce n'est pas le cas !). Il y a un délai dans la réponse, dans l'équilibrage. Cette température d'équilibre (sans nouvel apport de C02) est à environ 0,6°C au dessus de l'actuelle selon le GISS-NASA.

Au trement dit, si la température de la terre était à l'équilibre, il n'y aurait pas de déséquilibre énergétique

. Ce déséquilibre énergétique signifie que la température moyenne de la Terre va continuer à augmenter, ceci même en cessant complètement d'émettre du CO2 dès aujoud'hui. Il y a 0,6°C dans le pipeline. Grâce à ce délai dans la réponse (inertie), nous avons le temps pour réduire l'ampleur des changements à venir, changements dont les conséquences environnementales, économiques et sociales sont potentiellement énormes. (Voir rapport du GIEC 2001 et rapport Stern, 2006)

The primary symptom of Earth's thermal inertia, in the presence of an increasing climate forcing, is an imbalance between the energy absorbed and emitted by the planet. This imbalance provides an invaluable measure of the net climate forcing acting on Earth. Improved ocean temperature measurements

in the past decade, along with highprecision satellite altimetry measurements of the ocean surface, permit an indirect but precise quantification of Earth's energy imbalance.

http://pubs.giss.nasa.gov/docs/2005/2005_Hansen_etal_1.pdf

The lag [délai] in the climate response to a forcing is a sensitive function of equilibrium climate sensitivity, varying approximately as the square [carré] of the sensitivity (1), and it depends on the rate of heat [chaleur] exchange between the ocean's surface mixed layer [couche] and the deeper [profond] ocean (2–4). The lag could be as short as a decade, if climate sensitivity is as small as 0.25-C per W/m2 of forcing, but it is a century [siècle] or longer if climate sensitivity is 1-C perW/m2 or larger (1, 3). Evidence from Earth's history (3–6) and climate models (7) suggests that climate sensitivity is 0.75° +/- 0.25°C perW/m2, implying that 25 to 50 years are needed for Earth's surface temperature to reach 60% of its equilibrium response

(1).

This graph compares observed (red) and modeled (black) heat content of the ocean between 1993 and 2003. The mean model predictions result from five runs of the NASA GISS ocean-atmosphere model. (Graph derived from Hansen et al. 2005.)

[Pierre-Ernest]

C'est pas toute a fait correct. La temperature de radiation de la terre est 255K (la difference avec le 288K est justement l'effet de serre).

Donc ca fait

1366W/m2 constante solaire

5,67*10^-8 constante Boltzmann

0.7 albedo de la terre

1/4*0.7*1366=5,67*10^-8 *T^4

>> T~255K

augmentation de 1W/m2

1/4*0.7*1366+1 = 5,67*10^-8 *TStar^4

>> TStar-T=0.26K

L'idee est que pour une petite perturbation autour du equilibre c'est permis d'appliquer cette approche tres simplifiante. Mais si tu reflechis bien le terme sur la gauche correspond au forcage solaire et c'est donc pas vraiment correct d'inclure de termes qui correspondent à l'effet de serre. Pour comparaison le GIEC parle de 1.2K calcule avec des modeles ModTran (pondere etc.) pour 4W/m2.

D'accord. Mais ça ne ferait finalement que 0,26°C au lieu de mes 0,18°C initiaux. Mon raisonnement reste donc valable, je pense ? (Tout cela reste bien sûr très théorique)

[david3]

/index.php?s=&showtopic=17184&view=findpost&p=340080'>Calcul de Météor, suite :

On average for the five simulations, 85% of the ocean heat storage occurred above 750 m, with the range from 78 to 91%. The mean heat gain below 750 m was [environ] 0.11 W/m2.

Hansen et al, 2005

[Invité]

D'accord. Mais ça ne ferait finalement que 0,26°C au lieu de mes 0,18°C initiaux. Mon raisonnement reste donc valable, je pense ? (Tout cela reste bien sûr très théorique)

Je vais formuler différemment.

Le flux appliqué à la surface de la Terre (terres + océans) est absorbé et donc transformé en chaleur.

Cette chaleur dans le cas de l'océan est évacuée sous forme de chaleur sensible q1 pour chauffer l'océan et sous forme de rayonnement q2.(je néglige la chaleur latente)

Le flux absorbé supplémentaire, Qa, provient de l'ES.

Il peut d'ailleurs provenir en partie, comme je l'ai déjà dit, de la chaleur apportée par l'atmosphère mais ne compliquons pas.

On a Qa = q1+q2 en W/m2

q1 représente la chaleur absorbée par l'océan.

L'océan a subi un delta T de l'ordre de 0.5°C depuis préindus.

Ce delta T correspond à un flux émis sup de 3.25W/m2.

Si on suppose que q1 est égal à 1 W/m2 on a

Qa = 3.25 +1 = 4.25 W/m2.

l'application d'un flux de 4.25 W/m2 entraîne un flux de chauffage océanique de 1 W/m2 qui durera tant que l'océan ne sera pas à l'équilibre cad à une température supérieure de 0.78°C supérieure au préindus.

Il se sera donc échauffé en plus effectivement de 0.28°C.

Mais à partir de ce moment le flux q1 sera nul, on sera à l'équilibre.

Il faudrait calculer combien de temps cela mettra mais vraisemblablement quelques centaines d'années.

L'article parle bien d'une puissance de réchauffage maintenue pendant 10000 ans à 1W/m2

C'est complètement théorique car on ne connait pas quel processus radiatif apocalyptique pourrait conduire à ce genre de résultat mais ce serait selon toute vraisemblance un flux absorbé en augmentation permanente.

Dans le cas du RC prévu, le flux émis par l'océan à l'équilibre sera voisin de 16 W/m2 vers 2100 et l'océan se sera réchauffé de pas loin de 3°C un peu plus tard.

je vous laisse faire le calcul de la valeur du flux si l'on suppose maintenir un chauffage de 1W/m2 de l'océan pendant 10000ans.

petite observation sur le calcul plus haut:

j'ai considéré que l'ensemble de l'océan s'était réchauffé de 0.5 °C.

C'est bien sûr complètement faux puisque l'océan a du se réchauffer d'à peine 0.1°C depuis le début du forçage.

Lorsqu'on parle de réchauffage de l'océan il s'agit avant tout des SST et de la couche de quelques centaines de m supérieurs de l'océan.

C'est pourquoi je parlais de quelques centaines d'années avant que l'océan se réchauffe jusqu'à l'équilibre.

Observation supplémentaire:

j'entends, de ci de là, qu'un arrêt de la THC serait profitable pour l'Europe de l'ouest dans un contexte de RC global.

Peut-être mais sans doute un tout petit peu, et cela pourrait même faire empirer la situation.

Ce que provoquerait un arrêt de la THC c'est sans doute une tendance à la stratification et dans tous les cas une moindre inertie océanique.

Avec en corrolaire une bien moindre absorption du CO2 par l'océan et une augmentation plus rapide des températures par l'ES sup et par l'énergie moindre absorbée.

[david3]

A propos de la température des océans :

24-10-2006 L’océan, un jour, a failli bouillir

http://www.futura-sciences.com/news-ocean-...uillir_9882.php

http://www.insu.cnrs.fr/web/article/art.php?art=1964

"La température des océans au Précambrien (3.5 milliards d'années) est sujette à controverse. Des chercheurs du Laboratoire d'étude de la matière extraterrestre (Muséum national d'histoire naturelle) et du Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (CNRS) ont cherché à reconstituer la température de ces océans en mesurant conjointement les compositions isotopiques de l'oxygène et du silicium dans des silex anciens. Leurs conclusions, confortent une hypothèse datant des années 70 et jamais confirmée depuis : celle d'un océan très chaud (60 – 80°C) il y a 3.5 milliards d'années.

...notre Soleil avait, il y a 4 milliards d'années, une luminosité de l'ordre de 25% plus faible qu'aujourd'hui. Dans ces conditions, la Terre aurait dû être complètement gelée, ce qui est en contradiction avec les enregistrements géologiques..."

Hypothèse : un flux géothermique et/ou un effet de serre très puissant ?

Variations de la température des océans, à partir de la composition isotopique du silicium (surface grise) et celle de l'oxygène (ligne) - Nature

NB - Vénus, avec un taux de CO2 dans son atmopshère de 96% à une température de 480°C.

Influence de la distance planète-soleil et de l'effet de serre :

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

http://solarsystem.colorado.edu/applets/gr...ouse/extra.html

Ref :

A palaeotemperature curve for the Precambrian oceans based on silicon isotopes in cherts

François Robert1 and Marc Chaussidon2

http://www.nature.com/nature/journal/v443/...831793E450F4F3D

Nature 443, 969-972 (26 October 2006) | doi:10.1038/nature05239; Received 8 December 2005; Accepted 8 September 2006

Top of pageThe terrestrial sediment record indicates that the Earth's climate varied drastically in the Precambrian era (before 550 million years ago), ranging from surface temperatures similar to or higher than today's to global glaciation events1. The most continuous record of sea surface temperatures of that time has been derived from variations in oxygen isotope ratios of cherts (siliceous sediments)2, but the long-term cooling of the oceans inferred from those data3, 4, 5 has been questioned because the oxygen isotope signature could have been reset through the exchange with hydrothermal fluids after deposition of the sediments6. Here we show that the silicon isotopic composition of cherts more than 550 million years old shows systematic variations with age that support the earlier conclusion of long-term ocean cooling and exclude post-depositional exchange as the main source of the isotopic variations. In agreement with other lines of evidence1, 7, a model of the silicon cycle in the Precambrian era shows that the observed silicon isotope variations imply seawater temperature changes from about 70 °C 3,500 million years ago to about 20 °C 800 million years ago.

[Pierre-Ernest]

C'est pas toute a fait correct. La temperature de radiation de la terre est 255K (la difference avec le 288K est justement l'effet de serre).

Donc ca fait

1366W/m2 constante solaire

5,67*10^-8 constante Boltzmann

0.7 albedo de la terre

1/4*0.7*1366=5,67*10^-8 *T^4

>> T~255K

augmentation de 1W/m2

1/4*0.7*1366+1 = 5,67*10^-8 *TStar^4

>> TStar-T=0.26K

L'idee est que pour une petite perturbation autour du equilibre c'est permis d'appliquer cette approche tres simplifiante. Mais si tu reflechis bien le terme sur la gauche correspond au forcage solaire et c'est donc pas vraiment correct d'inclure de termes qui correspondent à l'effet de serre. Pour comparaison le GIEC parle de 1.2K calcule avec des modeles ModTran (pondere etc.) pour 4W/m2.

J'ignorais, au moment où j'ai lu cette réponse, que tu travaillais dans le domaine climatique.

J'ai donc laissé passer cette interprétation dans un but d'apaisement. (de tout façon, la différence n'était pas énorme par rapport aux 100°C annoncés).

Mais, je crois que quand on est chercheur, il faut être rigoureux.

La loi de Stephan donne une température et une seule pour un corps noir recevant une quantité données d'énergie.

Les +0,18°C s'appliquent rigoureusement si on considère que la surface de la mer reçoit une énergie de 1 w/m2.

Les +0,26°C s'appliquent si l'on considère la terre vue de l'espace, atmosphère comprise. Ce n'est pas le même objet, et sa température de stabilisation peut donc être différente. Mais, il faut le préciser pour l'honnêteté de la démonstration.

Dans le cas qui nous préoccupe, le GISS-NASA considère, je crois, plutôt la surface de la mer comme point d'application du watt par m2 (d'ailleurs, c'est ce que Meteor prend comme hypothèse pour son calcul, en démontrant par un calcul exact que le GISS s'était même planté dans son propre calcul...)

[miniTAX]

Mais, je crois que quand on est chercheur, il faut être rigoureux.

Oui mais bon, quand on voit les pinaillages sur les quelques dixième de W/m2 pour tenter de prouver que la loi d'Ahrrénius a qq chose de préditif dans la température globale alors que les incertitudes sur les pertes radiatives dues aux mouvements de convection (NON représentées correctement par les modèles) sont supérieures à des dizaines de W/m2, ça se passe de commentaire. En science expérimentale, ça s'appelle noyé dans le bruit. Et ça, Wetterfrosch qui modélise le climat (si c'est bien ce que j'ai compris) ne peut pas l'ignorer. Mais il se garde bien de le crier sur tous les toits.Cette obsession de vouloir insister sur "l'effet" des GES, ça relève de la pure idéologie. Dans les années 70, l'attention était concentrée sur les aérosols soufrés pour tenter d'expliquer le refroidissement. Maintenant, c'est autre chose. C'est ce qu'on appelle un biais d'information: n'utiliser que les infos qui confortent sa thèse initiale en passant sous silence les données qui dérangent.

[miniTAX]

Fairbanks, 1989

Merci David pour ce graphe somptueux.A montrer à ceux qui affirment que les changements actuels sont d'une vitesse "sans précédent": hausse moyenne du niveau de la mer de 2 mm/an pendant le 20e siècle alors pendant 20.000 ans, la hausse est de 7mm/an et parfois 37 mm/an (!).

[Pierre-Ernest]

Merci David pour ce graphe somptueux.

A montrer à ceux qui affirment que les changements actuels sont d'une vitesse "sans précédent": hausse moyenne du niveau de la mer de 2 mm/an pendant le 20e siècle alors pendant 20.000 ans, la hausse est de 7mm/an et parfois 37 mm/an (!).

Ce sont les danger du C/C pour ceux qui C/C..ent plus vite que leur ombre...

[sirius]

Ce sont les danger du C/C pour ceux qui C/C..ent plus vite que leur ombre...

Je me demandais de quoi vous discutiez aussi âprement!J'ai donc reparcouru le fil pour m'apercevoir qu'on est en train d'interpréter

à la lettre ce qui n'est qu'une image!

Faut vraiment avoir envie de s'occuper de l'arrière train des mouches!

J'ai, évidemment, perdu mon temps

D'ailleurs, j'ai tort, c'est même pas à la lettre pûisque si on prend les termes à la lettre, il s'agit d'un déséquilibre maintenu pendant 10000 ans, il n'est donc pas question de rétablir l'équilibre!

Donc pas question d'utiliser la loi de Stefan (et non Stephan).

[MTBLANC]

Je me demandais de quoi vous discutiez aussi âprement!

J'ai donc reparcouru le fil pour m'apercevoir qu'on est en train d'interpréter

à la lettre ce qui n'est qu'une image!

Faut vraiment avoir envie de s'occuper de l'arrière train des mouches!

J'ai, évidemment, perdu mon temps

bonjour et juste une question...je parcours ce forum depuis quelques semaines. J'interviens pour la première fois car je m'étonne d'autant d'agressivité entre les intervenants sur les sujets liés au climat.

Ne peut-on défendre ses idées en étant respectueux d'autrui ?

[david3]

Fairbanks, 1989

Merci David pour ce graphe somptueux.

A montrer à ceux qui affirment que les changements actuels sont d'une vitesse "sans précédent": hausse moyenne du niveau de la mer de 2 mm/an pendant le 20e siècle alors pendant 20.000 ans, la hausse est de 7mm/an et parfois 37 mm/an (!).

- Le taux pour le XXième siécle n'est pas indiqué sur ce graphique. Seul est indiqué le taux pour les derniers millénaires : inférieur à 1mm/an

- L'élévation du niveau des mers est rapide en sortie de glaciation - Cela illustre l'impact d'une variation d'environ 5°C sur le niveau marin. (37mm/an = 3 mètres 70 par siècle) - Ce graphique illustre aussi l'inertie du sytème (poursuite du processus sur plusieurs millénaires)

- Taux XXième siècle : 2mm/an

- Taux les dix dernières années : 3mm/an

- Le GIEC prévoit une élévation de la température supérieure à 2°C. (Observé : +0,8°C en un siècle dont +0,6°C les trente dernières années)

Après, tu peux interpréter comme tu veux. Tu as le droit de croire que le niveau marin va baisser dans un environnement qui se réchauffe mais la physique indique le contraire (dilatation thermique, stabilité des glaciers etc.).

Les changements du taux atmosphérique de CO2 sont effectivement sans précédent. Il en résulte un réchauffement très rapide d'où des inquiètudes fondées au niveau du niveau marin.

[Invité]

bonjour et juste une question...

je parcours ce forum depuis quelques semaines. J'interviens pour la première fois car je m'étonne d'autant d'agressivité entre les intervenants sur les sujets liés au climat.

Ne peut-on défendre ses idées en étant respectueux d'autrui ?

Sans doute mais cette "agressivité" provient principalement du caractère très sensible du problème.

Ce n'est pas un sujet tout à fait comme les autres.

Je ne connais pas de discussion qui dure pendant des années et des années en répétant les mêmes arguments à chaque fois et qui se déroule de façon posée et respectueuse des idées d'autrui.

Mais pour revenir à ce topic, je ne vois pas trop où il peut aboutir.

La physique de l'ES a tout de même évolué depuis Arrhenius et ses successeurs immédiats.

Il est clair par conséquent que la réalité observée ne peut être tout à fait celle d'Arrhenius qui apparemment n'avait pas tenu compte d'un tas d'autres facteurs comme les aérosols et l'inertie thermique, notamment océanique.

De plus les connaissances des propriétés radiatives des différents gaz dont la vapeur d'eau étaient très sommaires voire non quantifiées.

En conséquence cela relèverait bp du hasard ou du miracle si elles collaient à la réalité.

Pas besoin d'être agressif là-dessus effectivement et pas besoin non plus de continuer bp sur ce sujet, sauf peut-être pour évoquer l'histoire des découvertes successives concernant l'ES.

[miniTAX]

Tu as le droit de croire que le niveau marin va baisser dans un environnement qui se réchauffe mais la physique indique le contraire (dilatation thermique, stabilité des glaciers etc.).

Déjà, si tu pouvais ne pas spéculer sur ce que je crois ou ce que je ne crois pas, ce sera sacrément plus facile pour discuter. D'avance merci.Ensuite, la fameuse inertie ("pendant plusieurs millénaires" en plus fichtre), mais bien sûr, pourquoi n'y ai je pas pensé. Quand les mesures ne conviennent pas, il suffit de sortir l'argument massu de "l'inertie". Ca n'explique rien mais ça a le mérite de faire comme si on a tout compris La loi d'Ahrrenius ne se vérifie pas, c'est l'inertie. La température ne monte pas comme le prévoient les modèles, c'est l'inertie. L'élévation du niveau des océans ne s'accélère pas, c'est l'inertie...

Mais éclaire ma lanterne stp, qu'entends tu par là pour ce qui est du niveau des océans? J'ai beau regardé la courbe de température et celle de la hausse des océans sur les 20.000 dernières années, je ne vois pas trop où est l'inertie.

[david3]

Tu as des éléments de réponse ici (débat sur l'accélération etc.) :

/index.php?showtopic=17254'>http://forums.infoclimat.fr/index.php?showtopic=17254

Et comme l'indique à juste titre Météor, évitons le HS

NB - Quand tu sors un glaçon de ton congélateur, il ne fond pas immédiatement. Quand tu chauffe l'eau de tes pâtes, l'eau ne se met pas à bouillir immédiatement. Si tu as compris cela, tu as compris ce que signifie l'inertie. Après, il faut passer à la dimension planètaire et à l'échelle des temps géologiques. Plus difficile sans doute.

[miniTAX]

Tu as des éléments de réponse ici (débat sur l'accélération etc.) :

/index.php?showtopic=17254'>http://forums.infoclimat.fr/index.php?showtopic=17254

Et comme l'indique à juste titre Météor, évitons le HS /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

Evitons le HS effectivement. Mais toi, évite d'éviter de répondre à chaque fois qu'on te pose une question précise stp. Ton argument d'inertie ne tient pas et tu le sais très bien

[david3]

/index.php?s=&showtopic=17254&view=findpost&p=343473'>http://forums.infoclimat.fr/index.php?s=&a...st&p=343473