refroidissement de l'océan supérieur

[david3]

Merci Sirius

[david3]

C'est le grand bleu ! /emoticons/sad@2x.png 2x" width="20" height="20">

[wetterfrosch]

C'est dire le rôle de notre astre sur les océans. Les GES n'ont pour ainsi dire que très peu d'impact concernant le réchauffement des océans.

Ah oui? Pourquoi? L'insolation solaire entre plusieurs dizaine des metres dans l'ocean et l'infrarouge controle l'echange avec l'atmosphere. D'ou viens le "tres peu d'impact"? Voir aussi.

[david3]

Merci wetterfroch pour ce lien :

" Observations of ocean temperatures have revealed that the ocean heat content has been increasing significantly over recent decades (Willis et al, 2004; Levitus et al, 2005; Lyman et al, 2006). This is something that has been predicted by climate models (and confirmed notably by Hansen et al, 2005), and has therefore been described as a 'smoking gun' for human-caused greenhouse gases... "

A propos du déséquilibre énergétique de la Terre et du "smoking gun" :

http://www.giss.nasa.gov/research/news/20050428/

[charles.muller]

Effectivement l'irradiance solaire est le principal moteur des océans à hauteur de 99% !

Le rayonnement solaire absorbé par la surface des océans est la principale source d'énergie des océans. Près de 99% de cette énergie en contenue dans l'intervalle des courtes longueurs d'ondes de 0,3 à 3 µm. Qs représente la quantité d'énergie solaire qui après avoir traversé l'atmosphère pénètre dans l'océan.

A voir ici : http://isitv.univ-tln.fr/~lecalve/oceano/fiches/fiche5C.htm

C'est dire le rôle de notre astre sur les océans. Les GES n'ont pour ainsi dire que très peu d'impact concernant le réchauffement des océans.

Intéressant ce lien. Je lis : "Globalement le flux radiatif de grande longueur d'onde entraîne un refroidissement des océans qui cèdent ainsi un tiers de l'énergie reçue par rayonnement solaire. Une faible part de cette énergie est absorbée par l'atmosphère (effet de serre), la plus grande part est rayonnée directement vers l'espace."

Donc, si l'on revient au thème initial, l'hypothèse d'un refroidissement des océans lié à une fuite IR vers l'espace suppose qu'entre 2003 et 2005, cet IR aurait rencontré nettement moins d'obstacles entre la surface et l'espace. Comme le taux de GES n'est pas réputé avoir baissé d'un seul coup sur ces deux années, je suppose que c'est la nébulosité qu'il faudrait invoquer dans cette hypothèse. Mais cela me laisse un peu sceptique. Pourquoi des baisses brutales sur des périodes aussi courtes et rares (cf le précédent du début des années 1980), et pas une variabilité plus aléatoire, mais de moindre amplitude? Plus je réfléchis, plus je me dis qu'il faudrait confirmer cette mesure avant d'échafauder des hypothèses.

[FredTDF]

Le lien en question est très fiable :

http://isitv.univ-tln.fr/~lecalve/oceano/plan.htm

/emoticons/sad@2x.png 2x" width="20" height="20">

De plus, il n'y a pas de contradictions avec les posts de David et Sirius. L'irradiance solaire va jusqu'à 200 mêtres, le réchauffement par l'atmosphère est beaucoup plus superficiel en effet.

[david3]

De plus, il n'y a pas de contradictions avec les posts de David et Sirius. L'irradiance solaire va jusqu'à 200 mêtres, le réchauffement par l'atmosphère est beaucoup plus superficiel en effet.

Pourquoi les gaz à effet de serre réchauffent les océans :

"...However, some have insisted that there is a paradox here - how can a forcing driven by longwave absorption and emission impact the ocean below since the infrared radiation does not penetrate more than a few micrometers into the ocean? Resolution of this conundrum is to be found in the recognition that the skin layer temperature gradient not only exists as a result of the ocean-atmosphere temperature difference, but also helps to control the ocean-atmosphere heat flux... "

http://www.realclimate.org/index.php/archi...heat-the-ocean/

[Torrent]

Ah oui? Pourquoi? L'insolation solaire entre plusieurs dizaine des metres dans l'ocean et l'infrarouge controle l'echange avec l'atmosphere. D'ou viens le "tres peu d'impact"? Voir aussi.

Parce que l'echange dans le sens liquide gaz est bien plus efficace et bien plus important que l'inverse.

Pour des raisons de masse d'une part, une mole d'eau a une masse 1000 fois plus importante qu'une mole d'air, ensuite il y a la capacité d'absorption calorique environ 4,4 fois superieure.

La verification est facile, en bord de plage par exemple l'eau est bien plus chaude que si on va nager au large mais il suffit de faire quelques dizaines de mètres pour s'en rendre compte, on a trés vite une eau plus froide dès que le premier mètre est franchi.

Ceci illustre le peu d'impact en profondeur de la chaleur atmospherique sur l'ocean.

Ensuite plus bas la temperature s'homogenéise exemple la Mediterrannée a il me semble une T° de 14° en profondeur, ceci est du à son statut de mer fermée, moins profonde que les océans fortement irradiée, le fond des oceans lui est à 4° seulement.

Au large du Maroc les T° de l'Atlantique sont bien plus basses à 1000 m par exemple pourtant on a aussi les IR issus de la chaleur Saharienne dans ce coin là.

[david3]

http://www.realclimate.org/index.php/archi...heat-the-ocean/

These maps show observed (top) and modeled (below) energy imbalances in the top 750 meters (2,461 feet) of the world's oceans from 1993-2003. Areas where there was an energy surplus are shown in shades of yellow to red, while areas where there was an energy deficit are in shades of green to purple

http://www.giss.nasa.gov/research/news/20050428/

[Torrent]

Ah oui? Pourquoi? L'insolation solaire entre plusieurs dizaine des metres dans l'ocean et l'infrarouge controle l'echange avec l'atmosphere. D'ou viens le "tres peu d'impact"? Voir aussi.

1mm dit Realclimate? si tel etait le cas alors l'ocean ne se rechaufferait pas du tout, il y aurait quasiment de la banquise partout, et par déduction logique les T° oceaniques seraient à peu prés les mêmes aux hautes qu'aux basses latitudes.

Tel n'est pas le cas, il y a un problème là!

[charles.muller]

Ah oui? Pourquoi? L'insolation solaire entre plusieurs dizaine des metres dans l'ocean et l'infrarouge controle l'echange avec l'atmosphere. D'ou viens le "tres peu d'impact"? Voir aussi.

C'est intéressant aussi, ce texte.

J'avoue que je n'arrive pas très bien à me représenter physiquement cette couche de surface "skin" de l'ordre d'1mm qui aurait des effets conséquents sur la T des 100 premiers mètres. Entre les vents, les upwellings et les turbulences en tout genre, le gradient "skin-bulk" doit être malmené tout le temps, non ?

Sinon, les satellites qui mesurent les SST, c'est le "skin", pas le "bulk" ?

[wetterfrosch]

1mm dit Realclimate? si tel etait le cas alors l'ocean ne se rechaufferait pas du tout, il y aurait quasiment de la banquise partout, et par déduction logique les T° oceaniques seraient à peu prés les mêmes aux hautes qu'aux basses latitudes.

Tel n'est pas le cas, il y a un problème là!

Lis attentivement le lien stp. L"importance de l'infrarouge viens du control sur les autres flux d'echange (conduction et chaleur latente). Elle ne vient pas d'un rechauffement direct de l'ocean (dans le sense comme on rechauffe de l'eau sur des plaques chauffantes par example).

[Torrent]

Il serait interessant de faire l'experience suivante, avoir un bac de plastique bien isolé thermiquement et un couvercle transparent, faire le vide au dessus de l'eau et mettre ce bac au soleil et verifier le rechauffement de l'eau qu'il contient, peindre bien sur le plastique du contenant en bleu pour simuler la couleur de l'ocean.

PS: je vais le faire autrement, deux bouteilles de type champagne pour bien resister à la pression et de même couleur, les remplir à moitié et faire le vide dans une avec un compresseur de frigo de recuperation, je fais bien sur plonger une sonde thermique dedans, le plus dur sera l'etancheité et avoir la bouteille témoin à coté avec une autre sonde.

Puis mesurer la vitesse de rechauffement entre les deux et on verra bien.

[wetterfrosch]

C'est intéressant aussi, ce texte.

J'avoue que je n'arrive pas très bien à me représenter physiquement cette couche de surface "skin" de l'ordre d'1mm qui aurait des effets conséquents sur la T des 100 premiers mètres. Entre les vents, les upwellings et les turbulences en tout genre, le gradient "skin-bulk" doit être malmené tout le temps, non ?

Sinon, les satellites qui mesurent les SST, c'est le "skin", pas le "bulk" ?

Je crois que les satellites ne voient pas exclusivement cette couche tres fine. Leur mesures correspondent a une integrale sur plusieurs cm. Je vais verifier demain.

[charles.muller]

These maps show observed (top) and modeled (below) energy imbalances in the top 750 meters (2,461 feet) of the world's oceans from 1993-2003. Areas where there was an energy surplus are shown in shades of yellow to red, while areas where there was an energy deficit are in shades of green to purple

http://www.giss.nasa.gov/research/news/20050428/

Ben dis donc, encore une "bonne" simulation des modèles /emoticons/sad@2x.png 2x" width="20" height="20">

Le Pacifique oriental plein d'énergie d'un côté et moyen de l'autre, le circumpolaire antarctique qui vire de l'orange au bleu entre l'observé et le simulé, l'Atlantique équatorial qui varie en sens inverse... mais bon, je suppose qu'il doit y avoir un "accord qualitatif tout à fait satisfaisant" prouvant "la grande validité prédictive des modèles", non ? /emoticons/sad@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Torrent]

Ben dis donc, encore une "bonne" simulation des modèles

Le Pacifique oriental plein d'énergie d'un côté et moyen de l'autre, le circumpolaire antarctique qui vire de l'orange au bleu entre l'observé et le simulé, l'Atlantique équatorial qui varie en sens inverse... mais bon, je suppose qu'il doit y avoir un "accord qualitatif tout à fait satisfaisant" prouvant "la grande validité prédictive des modèles", non ? /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

La réalité observée c'est celle là il me semble non?

[charles.muller]

Sur RC :

There is an associated reduction in the difference between the 5 cm and the skin temperatures. The slope of the relationship is 0.002ºK (W/m2)-1. Of course the range of net infrared forcing caused by changing cloud conditions (~100W/m2) is much greater than that caused by increasing levels of greenhouse gases (e.g. doubling pre-industrial CO2 levels will increase the net forcing by ~4W/m2), but the objective of this exercise was to demonstrate a relationship.

Je ne comprends pas très bien la "différence" dont il parle ici. C'est celle entre le "skin" et l'eau juste en-dessous (à 5cm) ? Et c'est cette différence qui est importante pour la conduction, puis la chaleur latente ?

Dans ce cas, 4 W/m2 de forçage en plus pour les GES (doublement CO2), cela va diminuer le gradient du 0,008°K (si la relation est linéaire). Cela ne paraît pas très significatif, il doit y avoir un truc que je n'ai pas compris. Une idée à ce sujet ?

[charles.muller]

La réalité observée c'est celle là il me semble non?

Non, dans l'autre graphique, ils simulaient les évolutions 1993-2003. Ta carte, ce sont apparemment les anomalies actuelles par rapport à une période de référence (je ne sais pas laquelle).

[Torrent]

Non, dans l'autre graphique, ils simulaient les évolutions 1993-2003. Ta carte, ce sont apparemment les anomalies actuelles par rapport à une période de référence (je ne sais pas laquelle).

La methodologie est ici :

http://www.osdpd.noaa.gov/PSB/EPS/SST/methodology.html

Je crois que la periode de référence va de 1972 à nos jours pour etablir une moyenne.

Les mesures sont effectuées de nuit pour eliminer l'effet de peau disent ils.

La Navy fait de même mais en ce moment son site n'est pas à jour, il reste bloqué au 12 Novembre

et je ne dispose pas de la methodologie ni de la periode de référence visiblement plus courte et plus récente ce

qui donne une variation bien plus importante vers le refroidissement la periode de référence etant sans doute en

moyenne plus chaude ce qui accrédite le changement important actuel.

https://www.fnmoc.navy.mil/PUBLIC/NCODA/ncoda.html voir les différentes cartes mais surtout celle des SST anomaly.

à comparer avec la carte des sst de la même date de la Noaa:

http://www.osdpd.noaa.gov/PSB/EPS/SST/data....11.11.2006.gif

Je pense que c'est assez sérieux et impartial, et actuellement je ne vois vraiment pas un rechauffement galopant dans les mêmes zones que les cartes du modèle en effet.

[Invité]

Sur RC :

There is an associated reduction in the difference between the 5 cm and the skin temperatures. The slope of the relationship is 0.002ºK (W/m2)-1. Of course the range of net infrared forcing caused by changing cloud conditions (~100W/m2) is much greater than that caused by increasing levels of greenhouse gases (e.g. doubling pre-industrial CO2 levels will increase the net forcing by ~4W/m2), but the objective of this exercise was to demonstrate a relationship.

Je ne comprends pas très bien la "différence" dont il parle ici. C'est celle entre le "skin" et l'eau juste en-dessous (à 5cm) ? Et c'est cette différence qui est importante pour la conduction, puis la chaleur latente ?

Dans ce cas, 4 W/m2 de forçage en plus pour les GES (doublement CO2), cela va diminuer le gradient du 0,008°K (si la relation est linéaire). Cela ne paraît pas très significatif, il doit y avoir un truc que je n'ai pas compris. Une idée à ce sujet ?

l'échange de chaleur entre l'océan et l'extérieur de l'océan dépend du gradient de température entre ce qu'on peut considérer comme étant l'océan cad la couche à 5 cm de profondeur (mais cela pourrait être aussi 1 cm, 5cm étant commode pour les mesures je suppose) et la couche où s'effectue l'échange.

Les IR ne se propagent pas dans l'eau en conséquence il ne peut y avoir d'échange radiatif provenant de l'intérieur de l'océan directement à l'extérieur.

Tout doit se faire par conduction-convection depuis l'intérieur ves l'extérieur.

On conçoit bien que si le gradient thermique diminue l'échange diminue.

La température de peau augmente avec l'ES et la température à -5cm suit.

Tout se passe comme si c'était bien l'IR qui contrôle la température de l'océan.

On peut imaginer la peau chauffée par l'IR comme un film plastique isolant sur la surface de l'eau, en quelque sorte.

Ce qui se passe au niveau de l'interface entre le rayonnement, la vaporisation, la conduction doit par contre être assez complexe à modéliser.

[wetterfrosch]

Je crois que les satellites ne voient pas exclusivement cette couche tres fine. Leur mesures correspondent a une integrale sur plusieurs cm. Je vais verifier demain.

J'ai raconté des betises. C'est effectivement les premiers micrometres qui voient les satellites (donc exactement cette couche dont parle l'article sur Realclimate).

[Invité]

J'ai raconté des betises. C'est effectivement les premiers micrometres qui voient les satellites (donc exactement cette couche dont parle l'article sur Realclimate).

c'est pourquoi il faut faire attention aux mesures brutes de SST (même de nuit) effectuées par ce moyen. /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Pierre-Ernest]

l'échange de chaleur entre l'océan et l'extérieur de l'océan dépend du gradient de température entre ce qu'on peut considérer comme étant l'océan cad la couche à 5 cm de profondeur (mais cela pourrait être aussi 1 cm, 5cm étant commode pour les mesures je suppose) et la couche où s'effectue l'échange.

Les IR ne se propagent pas dans l'eau en conséquence il ne peut y avoir d'échange radiatif provenant de l'intérieur de l'océan directement à l'extérieur.

Tout doit se faire par conduction-convection depuis l'intérieur ves l'extérieur.

On conçoit bien que si le gradient thermique diminue l'échange diminue.

La température de peau augmente avec l'ES et la température à -5cm suit.

Tout se passe comme si c'était bien l'IR qui contrôle la température de l'océan.

On peut imaginer la peau chauffée par l'IR comme un film plastique isolant sur la surface de l'eau, en quelque sorte.

Ce qui se passe au niveau de l'interface entre le rayonnement, la vaporisation, la conduction doit par contre être assez complexe à modéliser.

Je suis en train de travailler sur la modélisation des échanges mer /atmosphère. J'ai déja un certain nombre d'hypothèses de calcul dont je vous fais part :

• La surface de la mer, considérée comme une couche homogène d'une certaine épaisseur à température homogène (pour les calculs) reçoit de l'énergie essentiellement sous forme rayonnante (soleil). Ce rayonnement peut être considéré comme totalement absorbé par la couche supérieure pour les calculs. Elle en émet vers le bas sous forme advective (mais je pense pouvoir raisonner simplement comme si c'était un solide (conduction) car les mouvements convectifs ne sont pas grands). Elle émet un rayonnement IR essentiellement vers l'atmosphère et l'espace (pas (ou peu) de propagation vers le bas comme le signale Meteor.L''échange thermique avec l'atmosphère apparait effectivement comme négligeable devant les 2 autres.
  
• La température de cette couche supérieure est donc fixée par la différence entre la quantité de chaleur reçue du soleil et la quantité de chaleur transmise à la couche inférieure, cette différence devant être égale à la quantité rayonnée sous forme IR d'après la loi de Stefan Bolzmann.
  
• Le reste de l'océan (partie inférieure) peut être considéré comme un corps homogène soumis à une différence de température sur une de ses faces, et se trouvant déja à une température donnée par les profils connus. La propagation de la chaleur peut s'étudier comme un phénomène transitoire classique, en remarquant cependant que les profils de températures montrant quelque part une augmentation vers le bas (mers australes) présentent une barrière de transmission en principe infranchissable.
  
• L'atmosphère surmontante cède une certaine énergie à la couche supérieure considérée en raison de la chaleur latente d'évaporation due au delta t initial. Mais, cette énergie est compensée par les précipitations, celles-ci étant beaucoup plus abondantes sur la mer qui représente aussi une surface de 70 % du total de la surface terrestre.

Restent à trouver les données concernant la conduction (ou convection-conduction) du milieu marin considéré comme homogène. On a alors un système d'équations différentielles qui ne parâit pas difficile à résoudre pour trouver le nouveau profil de température et surtout son évolution dans le temps.La remarque faite par le GIEC sur la possibilité d'augmentation de volume par suite de la propagation de la température vers les pressions plus élevées (le fond de la mer), bien qu'elle paraisse conforme aux données expérimentales sur l'évolution des caractéristiques thermodynamiques de l'eau de mer me trouble beaucoup, car je la trouve en contradiction avec la loi de Le Chatelier...

Mon objectif final est de modéliser l'évolution du volume des océans en fonction du forçage thermique.

A suivre...(vous pouvez commenter)

[charles.muller]

La remarque faite par le GIEC sur la possibilité d'augmentation de volume par suite de la propagation de la température vers les pressions plus élevées (le fond de la mer), bien qu'elle paraisse conforme aux données expérimentales sur l'évolution des caractéristiques thermodynamiques de l'eau de mer me trouble beaucoup, car je la trouve en contradiction avec la loi de Le Chatelier...

Euh, j'aurais du mal à faire une critique constructive (au hasard, la loi de Van't Hoff pour les relations plus précises température, volume, pression). Mais en fait, si tu pouvais juste expliquer la problématique en deux mots (position GIEC actuelle, problème théorique que cela pose), cela m'aiderait à comprendre justement les mécanismes exacts en jeu (et à éviter le copier-coller ignare à la Van' Hoff).

[sirius]

J'ai raconté des betises. C'est effectivement les premiers micrometres qui voient les satellites (donc exactement cette couche dont parle l'article sur Realclimate).

Pour info

radiometers sense radiation emitted from the upper few micrometers of the ocean only (Grassl, 1976). This "skin" is the top of the millimeter-thin molecular boundary layer that transports heat from a turbulent ocean below to a turbulent atmosphere above (Wick et al., 1992). There can be considerable differences between the skin temperature and the bulk temperature of sea water (Schluessel et al, 1987; Schluessel et al, 1990), and mass flux by evaporation and radiative cooling, i.e. processes that act strongly on daily and seasonal scales, lead to considerable differences (Maul, 1985, page 186). This effect therefore may mask variability in the depth dimension.

ref : http://imars.usf.edu/sst/index_rm.html