Le gulf stream ralenti

[Invité Guest]

ATTENTION : tous les calculs qui suivent n'engagent que moi... Merci de me corriger s'il y a des erreurs.

L'albédo de la planète (A)

Dans l'estimation de la température d'équilibre à la surface d'une planète, il faut prendre en compte le fait que la planète réfléchit directement vers l'espace une fraction de l'énergie solaire incidente. Pour la Terre, 35% de l'énergie solaire incidente est réfléchie directement vers l'espace. Le facteur qui mesure cet effet de réflexion est l'albédo (A). Pour la Terre, A = 0,35.

Une fois l'albédo prise en compte, on peut supposer que la planète, située à la distance D (en U.A.) du Soleil, émet de la lumière comme le ferait un corps noir.

On peut alors calculer sa température d'équilibre théorique Te :

Cette température d'équilibre dépend donc de l'albédo de la planète (A) et de la distance qui la sépare au Soleil (D). Si vous utilisez cette formule pour calculer la température théorique d'équilibre Te des objets du système solaire dont la Terre , vous devriez obtenir des meilleurs résultats, mais qui ne sont pas parfaits, à cause des approximations faites sur l'albédo des corps dans l'expression mathématique ci-dessus. (...)

Pour dissiper toute ambiguïté, il faut bien préciser que les calculs faits ne sont valables que pour un système solaire dans lequel aucune atmosphère n'existe. La présence d'une enveloppe de gaz amène à la fois un effet de serre mais modifie également l'albédo planétaire (nébulosité...). La température réelle dépend alors de ces deux paramètres qui sont modulés conjointement par la composition chimique de l'enveloppe de gaz.(...)

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

Si on veut connaitre la température d'équilibre de la terre dans le cas d'un arrêt du GS et d'une augmentation corrélative des surfaces englacées au niveau de l'Artique, il nous faut connaitre l'impact de cette variation de surface de glace sur l'albedo terrestre A :

Albedo de l'eau de mer en Arctique : 20 % ?

Albedo de la glace : environ 85 %

Variation quand on passe de l'eau de mer à la glace : + 65%

Surface de la terre : rayon = 6 370 kilomètres, soit surface totale = 4 x pi x 6370 x 6370 = 510 millions de kilomètre-carrés

Surface englacées actuellement en été (c'est la surface d'été qui est significative au niveau albedo) au niveau de la banquise Arctique - septembre 2005 : 5,32 millions de km2

Surface englacée dans l'hypothèse d'un arrêt du Gulf Stream ? Hypothèse : Augmentation de 50 % de la surface englacée soit + 2,5 millions de km2

=> impact de cette variation de surface sur l'Albedo terrestre ?

On aurait donc 2,5 millions de km2 dont l'albedo augmente de 65 % (eau de mer -> glace)

2,5 millions de km2, c'est 0,5 % de la surface totale terrestre (510 millions de km2)

Cela correspond à une surface hypothètique de 65% de 2,5 millions de km2 qui aurait subi une variation de 100 % d'albedo, soit environ 0,3 % de la surface terrestre.

Albedo terrestre actuelle : A = 0,35

Donc Albedo1 = 0,35 sur (510 - 1,5) millions de km2 et Albedo 2 = 1 sur les 1,5 millions de km2

Calculons l'albedo résultante AGS avec 508,5 millions de km2 coef 35 et 1,5 millions de km2 coef 100

AGS = (508,5 x 35 ) + (1,5 x 100) / (510) = 35,19 => AGS = 0,3519

L'albedo terrestre augmenterait donc d'environ 0,5% si l'arrêt du GS entrainait une augmentation de 50% de la surface de la banquise actuelle ( valeur de septembre 2005).

Avec l'hypothèse de Météor, soit + 10 millions de km2 de glace en plus, on obtient sans doute quelque chose voisin de + 2% pour l'albedo.

Impact de cette variation sur la température d'équilibre : la température d'équilibre varie en fontion de la racine quadratique de (1-A) => L'impact d'une variation de 0,5 % de l'Albedo terrestre est donc a priori relativement faible sur la température terrestre :

Programme de calcul de la température à partir de l'albedo ici : http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/Infosc...tml#temperature

Avec A = 0,3500 => T = 253,67 K

Avec A = 0,36 (augmenttion de l'albedo terrestre de 3 %) => T = 252, 68 K, soit une baisse de 1°C

REPONSE : Avec A = 0,3519 = > Variation de température d'environ 0,2 degrés.

C'est l'ordre de grandeur de la variation de température observée il y a 8200 ans lors de l'arrêt du Gulf stream :

[ Attention, le graphique prête à confusion pour le XXème siècle : en 2004, on a +0,5 °C ]

=> cette variation de 0,5 à 1 °C est-elle en mesure de provoquer une glaciation générale ? L'augmentation de l'effet de serre suite au émissions continues de GES ne compense pas largement cette perte d'énergie par albedo ?

QUESTION centrale : Pourquoi n'y a t-il pas eu de glaciation générale il y a 8200 ans alors que le GS était arrêté...?

Surface englacée il y a 8200 ans lors de l'arrêt du GS ? : ..... km2

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Références (suite) :

Le rayonnement thermique et la loi du Corps Noir

http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/Infosc.../partie1_3.html

TEMPERATURE DE SURFACE DES PLANETES ET EFFET DE SERRE - http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/Infosc...uresurface.html

[Invité Guest]

2 - les nuages : un monde plus chaud est logiquement un monde avec plus d'eau dans l'atmosphère (augmentation de l'évaporation) et sans doute avec plus de nuages...mais avec quels types de nuages ? Des nuages qui ont un effet parasol élevé ou des nuages qui augmentent en premier lieu l'effet de serre ?

Supposons que malgré tout l'effet parasol l'emporte dans le cadre d'un réchauffement, et que cet effet s'ajoute à l'extention de 50% de la banquise arctique par rapport à septembre 2005...

Si le refroidissement de la terre devient significatif (supérieur à l'effet de serre additionnel qui a provoqué le réchauffement responsable de l'arrêt du Gulf stream dans notre scenario ), alors l'évaporation diminue...et donc l'effet parasol des nuages diminue...Cela finit toujours par se réchauffer car les GES sont toujours là...

BILAN : on voit mal une augmentation de la concentration atmosphérique en gaz à effet de serre et un réchauffement global provoquer l'entrée dans une glaciaiton au cours du XXème siècle...

[Alain Coustou]

un monde plus chaud est logiquement un monde avec plus d'eau dans l'atmosphère (augmentation de l'évaporation) et sans doute avec plus de nuages...mais avec quels types de nuages ? Des nuages qui ont un effet parasol élevé ou des nuages qui augmentent en premier lieu l'effet de serre ?

L’évaporation

L’eau liquide tend naturellement à s’évaporer tant que le taux de saturation hygrométrique de l’atmosphère n’est pas atteint. La rapidité de cette évaporation dépend de multiples facteurs, essentiellement la température de l’eau, celle de l’atmosphère, la vitesse du vent et le degré d’hygrométrie. « L’eau liquide sur la Terre s’évapore constamment dans l’atmosphère et donne des nuages par condensation ; cette même quantité d’eau retourne sur la surface de la Terre par la pluie (cycle de l’eau). Il s’évapore en moyenne 3 mm d’eau par jour ce qui entraîne un refroidissement de la surface qui, estimé en énergie, correspond à 78 watts par mètre carré. » (Marie-Antoinette Mélières, "Température moyenne à la surface de la Terre et effet de serre", LGGE, CNRS, avril 2002)

L’évaporation participe ainsi normalement à l’équilibre thermique de la planète. On peut donc se demander si l’accroissement de l’évaporation qu’entraînera probablement le réchauffement climatique ne peut pas limiter ce même réchauffement, par un effet de rétroaction négative. En fait, ce effet de refroidissement trouve vite sa limite, dès lors qu’il y a saturation hygrométrique. De plus, il ne peut en aucune manière jouer dans les régions sèches, tels les déserts du Sahara, d’Arabie ou du Nouveau-Mexique.

Et les nuages ?

En provoquant la réflexion vers l’espace d’une partie importante du rayonnement solaire incident – l’Albédo est le nom technique utilisé pour désigner ce taux de réflexion, variable selon le caractère plus ou moins réfléchissant des surfaces éclairées par le soleil – les nuages contribuent à réduire les excès de chaleur. Par contre ils peuvent inversement absorber et réfléchir jusqu’à 100 % du rayonnement infrarouge émis par la Terre et la basse atmosphère et, en cas d’accumulation de gaz à effet de serre, ils ne permettraient pas d’échapper au processus de réchauffement.

Il ne faudra donc guère compter sur l’augmentation de l’albédo due aux nuages pour bloquer le processus. D’ailleurs, le GIEC estime dans son rapport 2001 à environ deux pour cent seulement l’accroissement probable de la nébulosité depuis le début du vingtième siècle en zone continentale aux latitudes moyennes à élevées de l’hémisphère nord (cf GIEC, Bilan 2001 des changements climatiques: Les éléments scientifiques, page 29). Et cet accroissement n’a en aucune manière empêché la tendance actuelle au réchauffement climatique, d’autant plus qu’il n’a concerné qu’une partie de la planète et semble laisser globalement la place à une réduction depuis quelques dizaines d’années. La couverture nuageuse mondiale aurait ainsi décru de 10 à 15 % depuis la fin des années 60.

Il est de plus extrêmement probable que si l’accroissement de la couverture nuageuse – qui ne représente actuellement qu’un peu moins de la moitié de la superficie terrestre – devait reprendre, il ne concernerait pendant des années qu’une partie de la surface de l’hémisphère nord. Les régions tropicales et le sud des zones actuellement tempérées continueraient plutôt à souffrir d’une aggravation des situations de sécheresse (GIEC, Bilan 2001... : Les éléments scientifiques, page 32). Si il en était d’ailleurs autrement et que la couverture de nuages se généralisait et s’épaississait, cela pourrait signifier que les océans auraient commencé à s’évaporer, ce qui ne serait assurément pas une bonne nouvelle. Outre la température extrêmement élevée qu’impliquerait un tel phénomène, il ne faut pas oublier qu’il aurait pour conséquence une tendance à la croissance de la pression atmosphérique, elle-même source d’échauffement, d’autant plus que la vapeur d’eau est elle aussi un puissant gaz à effet de serre. Et même de très loin le principal facteur de l’effet de serre « normal ».

Vapeur d’eau et doubles vitrages

En effet, la vapeur d’eau absorbe et retient actuellement environ quarante pour cent du rayonnement infrarouge qui, sans cela, serait continuellement réémis de la Terre vers l’espace. Soit en moyenne une centaine de watts/seconde par mètre carré sur deux cent trente cinq. Qui plus est, son effet est complémentaire de celui du gaz carbonique car elle agit dans une série de longueurs d’onde du domaine des infrarouges différente de ce dernier.

Tout se passe donc comme dans le cas d’un double vitrage anti-bruit dont les deux composants auraient une épaisseur différente en vue d’améliorer l’isolation acoustique d’une pièce et pas seulement son isolation thermique.

Par ailleurs, la quantité d’eau présente dans l’atmosphère est normalement faible mais son niveau de saturation, c’est à dire la quantité de vapeur d’eau correspondant au taux d’hygrométrie de cent pour cent, au delà duquel la vapeur d’eau commence à se condenser, s’accroît de manière exponentielle quand la température de l’air augmente.

Au niveau de la mer, la masse de vapeur d’eau correspondant au taux de saturation passe ainsi de seulement 5 grammes par mètre cube pour une température égale à zéro degré Celsius à 10 grammes pour 10 degrés, 30 grammes pour 25 degrés, 60 grammes pour 40 degrés et… 420 grammes pour 80 degrés. Tout réchauffement atmosphérique est par conséquent susceptible de permettre une augmentation exponentielle de la quantité d’eau présente dans l’atmosphère et donc un accroissement du forçage de l’effet de serre entraîné par cette présence.

Nous nous trouvons ainsi dans un cas parfait de rétroaction positive, susceptible sinon d’accroître considérablement l’effet de serre – car il faut tenir compte d’un phénomène de saturation progressive de cet effet pour chaque gaz considéré – du moins de fortement compenser l’effet refroidissant de la réflexion par les nuages d’une partie du rayonnement solaire vers l’espace.

Cet effet ne joue par contre évidemment pas dans les déserts secs. Ainsi au Sahara, le taux d’hygrométrie de l’air est extrêmement faible et la conséquence est que l’atmosphère ne retient que très peu les infrarouges émis la nuit par la Terre. C’est pourquoi la température nocturne descend au dessous de zéro – jusqu’à moins cinq degrés Celsius – dans ce désert pourtant terriblement chaud dans la journée. En contrepartie, l’absence de couverture nuageuse permet à une plus grande partie du rayonnement reçu du soleil d’atteindre la basse atmosphère et de chauffer le sol dans la journée.

Alain

[marco_p]

On peut encourager planète bleue dans son bel effort, mais ce qui est ennuyeux c'est que cela suppose plus ou moins une séparation des variables et des effets linéaires.

Je ne suis pas spécialiste du climat, mais je pense que les problèmes atmosphériques sont profondément non linéaires et couplés, et que cela nous amène à l'image que je présentais plus haut: non pas un pendule qui oscille, mais un système complexe qui va d'une situation d'équilibre à une autre.

[Alain Coustou]

On peut encourager planète bleue dans son bel effort, mais ce qui est ennuyeux c'est que cela suppose plus ou moins une séparation des variables et des effets linéaires.

Je ne suis pas spécialiste du climat, mais je pense que les problèmes atmosphériques sont profondément non linéaires et couplés, et que cela nous amène à l'image que je présentais plus haut: non pas un pendule qui oscille, mais un système complexe qui va d'une situation d'équilibre à une autre.

Tout à fait, et ceci est parfaitement compatible avec la notion d'effet de seuil. A ceci près que rien n'interdit malheureusement l'apparition d'une situation d'équilibre catastrophique en raison de l'importance des perturbations initiées par les activités humaines.Ne jouons plus aux apprentis-sorciers et , s'il le faut, préparons nous à tenter de réparer les dégats. Précautionneusement...

Alain

[Invité Guest]

On peut encourager planète bleue dans son bel effort, mais ce qui est ennuyeux c'est que cela suppose plus ou moins une séparation des variables et des effets linéaires. Je ne suis pas spécialiste du climat, mais je pense que les problèmes atmosphériques sont profondément non linéaires et couplés, et que cela nous amène à l'image que je présentais plus haut: non pas un pendule qui oscille, mais un système complexe qui va d'une situation d'équilibre à une autre.

Oui Marco, je suis complètement d'accord avec toi, mais c'est cependant intéressant (pour moi en tout cas) sur le plan purement théorique. Je suis d'accord avec toi : la machine climatique est bien plus complexe que cela.

Programme de calcul de la température à partir de l'albedo ici : http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/Infosc...tml#temperature

Avec A = 0,3500 (actuel) => Te = 253,67 K = -20,5°C, on ne prend pas en compte ici l'effet de serre de la planète considèrée - Effet de serre sur terre pemet d'augmenter de 35,5°C cette température pour obtenir 15°C

T_{Celsius} = T_{Kelvin} - 273,15

Avec A = 0,36 ( <=> augmentation de l'albedo terrestre de 3 % ce qui correspond par exemple à une augmentation d'environ de 15 millions de km2 de la surface des glaces artiques, soit une hypothèse supérieure à celle de Météor dans notre scenario d'arrêt du Gulf Stream) => T = 252, 68 K, soit une baisse de 1°C

Avec A = 0,3519 (scenario correspondant à 2,5 millions de km2 de surfaces englacées supplémentaires) = > Variation de température MOYENNE

d'environ 0,2 degrés.

Une augmentation de 3% de l'albedo terrestre se traduit par une baisse de 1 degrés de la température terrestre.

Il faudrait (voir programme de calcul ENS ) une augmentation de l'albedo terrestre de 15 % (A = 0,40) pour parvenir à une baisse de 5°C de la température (cela correspond à une surface supplémentaire de glace de 50 millions de km2 soit 100 fois la surface de la France ou 5 fois celle des USA...). Une telle augmentation est-elle possible lorsque tout est là par ailleurs pour qu'il fasse plus chaud (flux solaire incident, effet de serre etc...) ?

Quelqu'un a t-il des éléments de réponse à la question suivante (à mon avis centrale dans ce débat ) :

Pourquoi n'y a t-il pas eu de glaciation générale il y a 8200 ans alors que le GS était arrêté...?

On observe en effet "seulement" (tout est relatif) une baisse voisine de 0,5 °C de la température moyenne terrestre à cette époque (voir graphique des températures de l'holocène ci-dessus). Pourquoi la machine ne s'est-elle pas emballée (via variation d'albedo etc...) vers un refroidissement de plus en plus intense ?

Quels sont les éléments qui peuvent nous amener à penser que si le Gulf Stream s'arrêtait aujourd'hui (encore une fois la probabilité est faible, il n'y a pas de grands lacs comme celui d'Agassiz aujourd'hui au Canada et les dernières mesures scientifiques indiquent une augmentation de la salinité) nous aurions cette fois ci un refroidissement supérieur à celui d'il y a 8200 ans ?

NB - Alain, merci beaucoup pour tes messages très enrichissants.

[Invité Guest]

La distance terre - soleil influe directement sur le flux solaire incident (c'est de la physique). Cette distance varie en fonction de paramètres astronomiques (position des astres : Jupiter etc...=> gravité). Ces variations sont un moteur très important des variations climatiques.

On peut utiliser le programme de calcul de l'ENS Lyon pour s'en convaincre en faisant varier cette distance D...Les conséquences sur la températures d'équilibre sont très importantes.

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

Plus d'infos sur les cycles glaciaire / interglaciaire :

CYCLES DE MILANKOVITCH ET VARIATIONS CLIMATIQUES

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

A quand la prochiane glaciation ? : pas avant 60 000 ans - Explications ici :

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

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L'effet de serre permet d'augmenter d'environ 35°C la température à la surface de la terre (Pour la terre, Te = -20°C ) pour arriver à la température actuelle de 15°C. Sur Venus ( atmosphère : 96 % de CO2), l'effet de serre est intense et la température de surface est de 470°C ! La sonde Venus express, qui vient de partir et qui arrive sur venus en avril 2006, nous en dira plus.

Venus : D = 0,7 U.A. = 105 millions de km (le flux solaire est deux fois plus élevé sur Venus que sur la Terre) ; A = 0,64 => Te = 258,04 K = -15 °C - Température de surface : 470°C - L'effet de serre fait monter de 485°C la température de surface de Venus !

Mars : D = 1,5 U.A. = 225 millions de km ; A = 0,15 (aspect rougeâtre dû à l'oxyde de fer contenu dans les minéraux de sa surface) => Te = 218,5 K = - 55 °C - Température de surface = - 50 °C, presque pas d'effet de serre, atmosphère très mince => température proche de Te

Plus d'infos sur les planètes ici : http://fr.wikipedia.org/wiki/Plan%C3%A8te

Le GIEC table sur une augmentation de la T°C comprise entre 2 et 6°C (à cause de l'augmentation de l'effet de serre additionnel d'origine anthropique, et sans prendre en compte les rétro-actions positives...) d'ici la fin du siècle...De quoi très vraissemblablement contrecarrer complètement l'effet de refroidissement (vraissemblablement une baisse entre 0,5 et 1 degrés) du a une éventuelle extension de la banquise Arctique si le Gulf Stream devait s'arrêter au cours du siècle.

Un cours TRES complet sur le thème Rayonnement thermique, bilan radiatif et effet de serre ici (accès au sommaire) :

http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/Infosc...intro.htm#table

Effet de serre

Evolution du CO2 atmosphérique depuis l'an 1000

[Alain Coustou]

La distance terre - soleil influe directement sur le flux solaire incident (c'est de la physique). Cette distance varie en fonction de paramètres astronomiques. Ces variations sont un moteur très important des variations climatiques. A quand la prochiane glaciation ? : pas avant 60 000 ans -

l'effet de serre permet d'augmenter d'environ 35°C la température à la surface terestre (Te = -20°C ) pour arriver à la température actuelle de 15°C. Sur Venus ( atmosphère : 96 % de CO2), l'effet de serre est intense et la température de surface est de 470°C !

Le GIEC table sur une augmentation de la T°C comprise entre 2 et 6°C (à cause de l'augmentation de l'effet de serre additionnel d'origine anthropique, et sans prendre en compte les rétro-actions positives...) d'ici la fin du siècle...De quoi très vraissemblablement contrecarrer complètement l'effet de refroidissement (vraissemblablement une baisse entre 0,5 et 1 degrés) du a une éventuelle extension de la banquise Arctique si le Gulf Stream devait s'arrêter au cours du siècle.

C'est un post vraiment très intéressant, Planete bleue.

Je n'ai pas planché sur le sujet de la prochaine glaciation, la reliant simplement comme toi à l'évolution des paramètres de Milankovitch. là, les détails, démonstrations et liens sont vraiment instructifs.

Il serait sage que l'humanité garde en réserve une partie de ses gisements de carbone sous ses différenres formes (charbon, gaz naturel, pétrole...). Elle en aura peut-être besoin dans 60 000 ans pour lutter contre la glaciation qui menacera alors.

Je n'aimerais pas savoir qu'à cause de moi (et de mes contemporains) nos descendants, même lointains, se retrouveront un jour en difficulté...

ps: Merci pour l'appréciation portée sur mon post précédent concernant la vapeur d'eau atmosphèrique.

Il s'agissait simplement de la reproduction mot pour mot de trois pages extraites du chapitre 6 de "Terre, fin de partie ?"

Un petit cadeau aux participants à Infoclimat !

[snowman43]

C'est un post vraiment très intéressant, Planete bleue.

Je n'ai pas planché sur le sujet de la prochaine glaciation, la reliant simplement comme toi à l'évolution des paramètres de Milankovitch. là, les détails, démonstrations et liens sont vraiment instructifs.

Il serait sage que l'humanité garde en réserve une partie de ses gisements de carbone sous ses différenres formes (charbon, gaz naturel, pétrole...). Elle en aura peut-être besoin dans 60 000 ans pour lutter contre la glaciation qui menacera alors.

Je n'aimerais pas savoir qu'à cause de moi (et de mes contemporains) nos descendants, même lointains, se retrouveront un jour en difficulté...

ps: Merci pour l'appréciation portée sur mon post précédent concernant la vapeur d'eau atmosphèrique.

Il s'agissait simplement de la reproduction mot pour mot de trois pages extraites du chapitre 6 de "Terre, fin de partie ?"

Un petit cadeau aux participants à Infoclimat !

Pourtant c'est déjà le cas Alain, à cause des agissements des hommes depuis une 100 années jusqu'a maintenant, l'Homme se retrouve et se retrouva en difficulté dans les années à venir.

[Invité]

Une augmentation de 3% de l'albedo terrestre se traduit par une baisse de 1 degrés de la température terrestre.

je ne crois pas qu'il yait une baisse aussi faible de la température.

En absence d'ES et en application de la loi de Wien:

flux = 5.67 10^-8 T^4

si il y a une variation de 3% de l'albédo c'est à dire passage de 65 à 62%, il y a 1.1 % de variation de la température absolue.

Ceci veut dire quasiment 3°C et pas 1°C.

Si on suppose que l'ES est proportionnel au flux entrant, cela ne change pas le calcul.

Concernant le GS, son arrêt total provoquerait l'arrêt de la fourniture de 1 PW (10^15W) dans une région qui, en été, reçoit tout de même pas mal de puissance.

Si on suppose une surface concernée de 10 millions de km2 avec un flux moyen de 300 W/m2 en été (à vérifier) soit 3 PW reçus directement du soleil. Avec un albédo moyen de 50% (mi-glace mi-haut) ceci correspond en fait à une puissance absorbée de 1.5 PW (en négligeant l'ES, ce qui est effectivement faux) donc le "flux" thermique total reçu est, avec GS, de 2.5 PW et sans GS de 1.5PW.

L'application de la loi de Wien donne une variation de température de la zone d'environ 30°C sans GS.

Tout cela étant taillé à coups de serpe et à affiner.

Néanmoins on retrouve certaines variations trouvées dans la littérature pour certaines zones.(22 et 33°K)

C'est à modérer en tenant compte d'une partie de la puissance reprise par la circu atmosphérique, mais cela prouve certainement une augmentation plus conséquente que 50% de la banquise arctique estivale.

Celle-ci a baissé de 30% environ en 3 à 4 décades sans application de variations de flux aussi importantes.

Ceci dit comme je le disais tantôt je ne crois pas à une glaciation globale évidemment , mais surtout à une baisse assez forte des températures de l'Atlantique Nord (au-dessus de 45N) à partir du 23 ème siècle et ce en-dessous des valeurs de la période pré-industrielle.

Tout au plus la "source froide" ainsi créée pourra t'elle engendrer un "appel" de puissance des régions tropicales, permettant ainsi une baisse plus rapide des températures dans ces zones.

En aucun cas , je le répète, il n'est question pour moi de remettre en question, le réchauffement du XXI et première moitié du XXII ème siècle.

Concernant les différents états d'équilibre s'ajustant aux conditions extérieures et notamment astronomiques, elles présupposent l'ajustement fin des rétroactions négatives à l'impulsion climatique.

Ceci est vrai lorsqu'on regarde la majorité de ces rétroactions (nuages par exemple).

L'originalité de la rétroaction THC est qu'elle est discontinue (j'emploie le présent pour alléger) et à cliquet c'est à dire qu'elle est irréversible à l'échelle du millénaire.

Autrement dit c'est un effet de seuil engendrant une rétroaction assez puissante localement et pouvant constituer une amorce de retour " à la normale" plus rapide sur un plan global, sans espérer toutefois de miracle.

[Invité Guest]

je ne crois pas qu'il yait une baisse aussi faible de la température.

En absence d'ES et en application de la loi de Wien: flux = 5.67 10^-8 T^4

si il y a une variation de 3% de l'albédo c'est à dire passage de 65 à 68%, il y a 1.1 % de variation de la température absolue. Ceci veut dire quasiment 3°C et pas 1°C.

Cela revient à remettre directement en cause (tu en a bien sûr le droit) le programme de calcul de l'Ecole Normale Supérieure de Lyon : http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/Infosc...tml#temperature

Quand on passe de A = 35 à A = 36 (augmentation de l'albedo terrestre actuelle de 3%), on obtient une baisse de 1°C de la température avec ce programme de calcul très facile d'utilisation :

A = 35 => T = 253,67 K

A = 36 => T = 252,68 K

=> Différence : 1°C

Question centrale restée sans réponse : Pourquoi n'y a t-il pas eu de glaciation générale il y a 8200 ans alors que le Gulf Stream était arrêté ?

Pourquoi a t-on observé (ça correspond d'ailleurs exactement aux calculs ENS) une chute de "seulement" 0,5°C(tout est relatif) et non de 3°C il y a 8200 ans suite à l'arrêt du Gulf Stream résultant du déversement brutal des eaux douces du lac Agassiz ? (voir graphique des températures de l'holocène un peu plus haut dans cette discussion).

[Invité]

Cela revient à remettre en cause le programme de calcul de l'Ecole Normale Supérieure de Lyon : http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/Infosc...tml#temperature

Quand on passe de A = 35 à A = 36 (augmentation de l'albedo terrestre actuelle de 3%), on obtient une baisse de 1°C de la température avec ce programme de calcul très facile d'utilisation :

A = 35 => T = 253,67 K

A = 36 => T = 252,68 K

=> Différence : 1°C

j'avais compris 3 % en valeur absolue et pas en valeur relative.

Lorsqu'on dit que l'albédo est de 35% et qu'il monte de 3% pour moi cela faisait 38%.

L'albédo étant déjà un pourcentage (rapport entre le flux réfléchi et le flux entrant multiplié par 100)

Enfin, s'il s'agit donc de 1% en valeur absolue (je ne l'ai pas vérifié) ce n'est pas du tout pareil.

Si je reprends mon calcul donc on passe de 0.65 à 0.64 de flux entrant (et pas 0.65 à 0.62) ce qui fait:

une variation de 0.4% de la temp en °K soit effectivement pas loin de 1°C.

on est d'accord.

[Invité Guest]

ok Météor

[Invité]

ok Météor

j'ai légèrement modifié mon message mais rien de changé sur le fond.à plus

[Invité]

Vérification du changement d'albédo en été.

Je considère une surface de 10 millions de km2 recevant un flux de 300 W/m2 en été passant de 20 à 80 % d'albédo.

Cette surface renvoie donc 1.8PW.

Le flux total reçu est de 174 PW.

On trouve donc bien 1% en valeur absolue (soit 1 point d'indice) de variation de l'albédo.

Je confirme donc.

Il faut peut-être mieux utiliser les variations en valeur absolue pour éviter la confusion (enfin à mon sens)

Attention toutefois aux rétroactions et à la sensibilité climatique comme j'en parlais tantôt.

La vapeur d'eau jouant un rôle essentiel, comme dans le cas du réchauffement mais à l'envers.

Concernant le CO2 par exemple un doublement de la teneur actuelle correspond à un forçage de seulement 3.7 W/m2.

En admettant 5 W/m2 pour tenir compte des autres GES, les modèles permettent de prévoir une augmentation moyenne de 3°C

Le forçage radiatif de 10 millions de km2 de banquise estivale est de -3.5 W/m2.

Soit assez comparable au 5 W/m2 en valeur absolue.

on peut donc admettre une diminution (si on raisonne en terme de flux) de l'ordre de 2 °C globalement (mais seulement en été)

[Invité Guest]

Vérification du changement d'albédo en été.

Je considère une surface de 10 millions de km2 recevant un flux de 300 W/m2 en été passant de 20 à 80 % d'albédo.

Cette surface renvoie donc 1.8PW.

Le flux total reçu est de 174 PW.

On trouve donc bien 1% en valeur absolue (soit 1 point d'indice) de variation de l'albédo.

Je confirme donc.

Quelles sont tes sources concernant un flux solaire incident de " 300 W/m2" au niveau de l'Arctique en été ? (c'est peut être vrai mais je veux en être sûr)

On observe que l'énergie incidente est inégalement répartie à la surface du globe, en fonction de la latitude. Par exemple, le flux d'énergie solaire est supérieur à 400 W/m2 dans la zone intertropicale, alors que ce flux est inférieur à 100 W/m2 dans les régions polaires. Au-dessus de la France, cette valeur est environ de 300 W/m2 - http://www.educnet.education.fr/obter/appl...rad/contenu.htm

J'ai l'impression que tu sur-estimes le flux solaire incident au niveau de l'Arctique...et cela change tout dans ton calcul. Le flux solaire incident au niveau de l'Arctique est inférieur à 100 W/m2 : sans doute autour de 50 W/m2 l'hiver et 150 W/m2 l'été (à vérifier).Et sais-tu pourquoi tu n'arrives pas aux mêmes conclusions qu'en utilisant le programme de calcul de l'ENS Lyon (que j'ai utilisé plus haut) ?

NB - On a supposé une albedo de l'eau de mer Artique de 20% : c'est aussi à vérifier, c'est peut être 30 ou 40 % (inclinaison des rayons du soleil, état d'agitation de la mer, etc...: ce sont autant de facteurs qui font varier l'albedo de la mer).

La banquise de l’océan arctique, en 2003, vue par satellite

Le climat des régions arctiques

Source : http://www.antarctica.org/FR/Envir/Pag/arc...page_climat.htm (un site TRES chouette )

Extrait : (...) Cette situation d'équilibre ne prévaut cependant pas partout sur la Terre. Dans les régions polaires, le bilan radiatif au sommet de l'atmosphère est déficitaire. Ce phénomène est lié à une déperdition énergétique qui s'explique de deux manières.

1 - D'abord, le rayonnement solaire perd un maximum d'énergie pour atteindre les pôles parce que la traversée de l'atmosphère se fait toujours plus en biais, donc toujours plus longue au fur et à mesure qu'on se dirige vers les pôles. La quantité d'énergie reçue par unité de surface Terrestre est donc moins importante dans les régions polaires que dans les régions équatoriales, et ce d'autant plus que le solde d'énergie se répartit sur une surface toujours plus grande à cause de la rotondité de notre planète et de son inclinaison.

2 - Ensuite, la neige et la glace jouent un rôle. Alors que - on l'a vu - la surface de la Terre et l'atmosphère refoulent en moyenne 30% du flux solaire, cette réflexion est accentuée à proximité des pôles par la blancheur du manteau neigeux, qui renvoie vers l'espace la majeure partie de la lumière incidente (ou albédo).

Pour rétablir un équilibre énergétique, les régions polaires, où le bilan radiatif au sommet de l'atmosphère est déficitaire, reçoivent l'énergie compensatoire des régions intertropicales, où le bilan est excédentaire. Un cycle énergétique d'une colossale puissance est généré par la très forte différence de température qui existe entre les régions froides et les régions chaudes, surchauffées par le Soleil. D'où le transfert d'une énorme quantité de chaleur. Celui-ci est assuré par les courant océaniques et atmosphériques qui interagissent les uns par rapport aux autres.

=> Le flux solaire incident est diminué au niveau de l'Arctique pour les raisons données au point 1 par Antarctica.org (le flux solaire moyen sur terre est de 340 W/m2 selon la même source : http://www.antarctica.org/FR/Envir/Pag/arc...page_climat.htm )

[Invité Guest]

Autre élément (en plus de la sur-estimation du flux au niveau de l'Arctique) qui confirme qu'à mon avis ton calcul n'est pas correct Météor : tu pars de l'hypothèse que les 340 W/m2 arrivent à la surface de la terre, c'est faux :

Source image : CNES

C'est qu'une fraction des 340 W/m2 qui arrive à la surface : 185W/m2 en MOYENNE sur terre. C'est autant d'énergie en moins (presque la moitié) réfléchie par l'albedo des glaces de la banquise supplémentaires de notre débat...

Qu'en penses-tu ?

L'absorption de la partie non réfléchie du rayonnement solaire (flèches jaunes) par l'atmosphère et et la surface terrestre réchauffe le système climatique. Pour se refroidir, ce dernier doit émettre de l'énergie vers l'espace sous forme de rayonnement. Cette émission provient de la surface elle-même, mais aussi des nuages et de différentes molécules atmosphériques. Ces corps étant à des températures entre 220 et 300K, cette émission s'effectue dans l'infrarouge (flèches rouges).

Cette figure résume les transformations de l'énergie solaire incidente et rappelle les différents processus du bilan radiatif terrestre. Les chiffres sont basés sur un flux de 100w/m2 au sommet de l'atmosphère. On peut aussi raisonner en pourcentage des 340watts incidents au sommet

de l'atmosphère.Cliquez sur les textes soulignés pour en savoir plus. Source : http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/Infosc...3/partie3_1.htm

Légende : Placés au-dessus de l'atmosphère, les satellites peuvent mesurer le rayonnement solaire incident, c'est-à-dire reçu à la surface de l'atmosphère

. Pour cela, ils sont équipés de capteurs sensibles aux rayonnements solaires, dont les longueurs d'ondes sont comprises entre 0,2 et 4 micromètres. Les capteurs sont dirigés vers le Soleil. L'image ci-dessus est une synthèse des mesures effectuées au cours du mois de mars 2001. L'énergie radiative reçue du Soleil est mesurée en W/m2 (Educnet) http://www.educnet.education.fr/obter/appl...nrad/bilan2.htm

Un exercice Educnet très bien fait : http://www.educnet.education.fr/obter/appl...nrad/bilan1.htm

1) Mesure du rayonnement solaire incident, reçu à la surface de l'atmosphère

2) Mesure du rayonnement réfléchi ou albédo

3) Le rayonnement solaire absorbé

4) Le rayonnement émis par la Terre

5) Conclusion : Le bilan radiatif de la Terre

[Invité]

Pour connaître l'albédo il faut considérer tout d'abord le flux qui arrive en haut de l'atmosphère.

Concernant le rayonnement qui arrive dans la région du pôle Nord j'ai bien parlé de l'été et plus exactement du 21 juin.

Il se trouve que le rayonnement solaire moyen journalier le 21 juin est plus fort au pôle nord qu'à l'Equateur.

C'est surprenant mais si on réfléchit bien, pas tant que celà.

En effet le 21 juin le pôle Nord et, dans une moindre mesure pour les régions au-delà du cercle polaire, présentent un angle quasiment constant à tous les moments de la journée proche de 90 -inclinaison de la Terre soit de l'ordre de 67°

Le flux atteignant ces régions est donc de l'ordre de 1370 W/m2 * cos (67) = 535 W/m2.

Ce flux est supérieur à celui de n'importe quel point de l'Equateur ou du tropique du Cancer puisque si à midi le flux est max ce n'est plus la même chose aux autres moments de la journée et qui plus est la nuit.

J'essaierai de retrouver la formule exacte, mais elle est assez compliquée.

Pour tenir compte du fait que l'angle varie avant le solstice et après j'ai donc pris en compte 300W/m2 pendant disons la période d'ensoleillement max au sommet de l'atmosphère.

Pour être plus juste en effet il faut tenir compte de la fraction de flux arrivant au sol.

Cette fraction est de 55%, soit 165 W/m2 au niveau de la zone considérée.

Cette zone passant d'un albédo de 20 à 80 % elle renvoie donc 99 w/m2 à cette période ensoleillement max.

Soit 99 * 10/511 = 1.94 w/m2 de forçage négatif appliqué à la planète , au lieu des 3.5W/m2 trouvés précédemment.

Ce chiffre est donc à comparer aux 5 W/m2 prévus en 2100 qui donnent 3°C en moyenne d'augmentation.

Rappelons encore qu'il ne s'applique qu'en été.

Localement cependant les conséquences ne sont pas les mêmes.

La région a déjà perdu 1 PW suite à la disparition de la DNA , en perd 0.99 PW suite à l'albédo , pour un flux entrant de 1.65W/m2.

On est donc en négatif ce qui s'explique par le fait que nous ne tenons pas compte de l'ES.

Calculs à déveloper donc.

[Invité Guest]

Meteor :

Pour connaître l'albédo il faut considérer tout d'abord le flux qui arrive en haut de l'atmosphère.

Concernant le rayonnement qui arrive dans la région du pôle Nord j'ai bien parlé de l'été et plus exactement du 21 juin. Il se trouve que le rayonnement solaire moyen journalier le 21 juin est plus fort au pôle nord qu'à l'Equateur. C'est surprenant mais si on réfléchit bien, pas tant que celà. En effet le 21 juin le pôle Nord et, dans une moindre mesure pour les régions au-delà du cercle polaire, présentent un angle quasiment constant à tous les moments de la journée proche de 90 -inclinaison de la Terre soit de l'ordre de 67°

Le flux atteignant ces régions est donc de l'ordre de 1370 W/m2 * cos (67) = 535 W/m2.

A supposer que tes données (qui sont pour moi à vérifier) soient exactes (quelles sont tes sources Météor ? c'est peut être possible étant donné la durée du jour l'été à ces latitudes mais il faut aussi prendre en compte le fait que les rayons traversent là bas de manière très oblique l'atmosphère...), est-il fiable de se baser sur le flux d'une seule journée (le 21 juin) ? N'est-il pas beaucoup plus pertinant de se baser sur le flux moyen d'été (3 mois) ?

Météor :

Ce flux est supérieur à celui de n'importe quel point de l'Equateur ou du tropique du Cancer puisque si à midi le flux est max ce n'est plus la même chose aux autres moments de la journée et qui plus est la nuit. J'essaierai de retrouver la formule exacte, mais elle est assez compliquée. Pour tenir compte du fait que l'angle varie avant le solstice et après j'ai donc pris en compte 300W/m2 pendant disons la période d'ensoleillement max au sommet de l'atmosphère. Pour être plus juste en effet il faut tenir compte de la fraction de flux arrivant au sol. Cette fraction est de 55%, soit 165 W/m2 au niveau de la zone considérée.

Cette zone passant d'un albédo de 20 à 80 % elle renvoie donc 99 w/m2 à cette période ensoleillement max.

Soit 99 * 10/511 = 1.94 w/m2 de forçage négatif appliqué à la planète , au lieu des 3.5W/m2 trouvés précédemment.

Oui, c'est persque deux fois moins

Ce chiffre est donc à comparer aux 5 W/m2 prévus en 2100 qui donnent 3°C en moyenne d'augmentation.

Bilan : ça continue à chauffer (solde de 3W/m2 )et la banquise a du mal à grandir dans ce contexte...[ Apparté : En suivant tes données : Si +5W/m2 (effet de serre en plus d'ici 2100) => +3°C alors -1,94 W/m2 => environ - 1,2 degrés...On est loin du grand refroidissement à tendance glaciation...Nous sommes d'accord ? ]

Rappelons encore qu'il ne s'applique qu'en été. Localement cependant les conséquences ne sont pas les mêmes.

C'est effectivement ce que j'essaye de faire comprendre depuis le début : Localement.

La région a déjà perdu 1 PW suite à la disparition de la DNA , en perd 0.99 PW suite à l'albédo , pour un flux entrant de 1.65W/m2. On est donc en négatif ce qui s'explique par le fait que nous ne tenons pas compte de l'ES. Calculs à déveloper donc.

Oui, si le Gulf Stream s'arrête, il fera plus froid localement (Atlantique nord) : nous sommes d'accord. C'est ce qui s'est passé il y a 8200 ans : un refroidissement local.

[Invité]

A supposer que tes données soient exactes (quelles sont tes sources Météor ? j'avoue avoir du mal à le croire ), est-il fiable de se baser sur le flux d'une seule journée ? N'est-il pas beaucoup plus pertinant de se baser sur le flux moyen d'été (3 mois) ?

Je ne me suis pas basé sur une seule journée car sinon j'aurais pris 537 W/m2.La courbe du rayt annuel dans cette zone est une courbe en cloche avec une moyenne annuelle de l'ordre de 70 W/m2, un maxi à la valeur donnée et un mini à zéro.

Je te retrouverais la formule mathématique donnant le flux en fonction de la latitude et du temps.

Tu peux la chercher aussi d'ailleurs.(dans des cours de SVT ?)

Il faut ensuite faire l'intégration sur 3 mois.

On doit pouvoir retrouver çà aussi sur google.

à plus

[Invité]

A supposer que tes données soient exactes (quelles sont tes sources Météor ? j'avoue avoir du mal à le croire ), est-il fiable de se baser sur le flux d'une seule journée ? N'est-il pas beaucoup plus pertinant de se baser sur le flux moyen d'été (3 mois) ?

Je ne me suis pas basé sur une seule journée car sinon j'aurais pris 537 W/m2.La courbe du rayt annuel dans cette zone est une courbe en cloche avec une moyenne annuelle de l'ordre de 70 W/m2, un maxi à la valeur donnée et un mini à zéro.

Je te retrouverais la formule mathématique donnant le flux en fonction de la latitude et du temps mais je fais tous ces calculs en même temps que d'autres tâches très prenantes ce qui explique le fait que je veuille plutôt donner des pistes que faire des calculs précis.

Tu peux la chercher aussi d'ailleurs.(dans des cours de SVT ?)

Il faut ensuite faire l'intégration sur 3 mois.

On doit pouvoir retrouver çà aussi sur google.

à plus

[Invité Guest]

Je ne me suis pas basé sur une seule journée car sinon j'aurais pris 537 W/m2.

Autant pour moi, tu as raison : tu as raisonné avec 300W/m2 (chiffre à vérifier)

La courbe du rayt annuel dans cette zone est une courbe en cloche avec une moyenne annuelle de l'ordre de 70 W/m2, un maxi à la valeur donnée et un mini à zéro.

Je te retrouverais la formule mathématique donnant le flux en fonction de la latitude et du temps mais je fais tous ces calculs en même temps que d'autres tâches très prenantes ce qui explique le fait que je veuille plutôt donner des pistes que faire des calculs précis. Tu peux la chercher aussi d'ailleurs.(dans des cours de SVT ?) Il faut ensuite faire l'intégration sur 3 mois. On doit pouvoir retrouver çà aussi sur google.

à plus

Oui, c'est une donnée (flux d'été au niveau de l'Artique et au sol) qui nous manque pour conclure en utilisant ton raisonnement.Le raisonnement en utilisant le programme de calcul de l'ENS Lyon est à mon avis plus simple. On arrive d'ailleurs à une surestimation du refroidissement dans mon calcul qui ne tiens pas compte de l'origine géographique des 10 millions de km2 de glace considèrés.

Conclusion : dans les deux approches, on arrive à estimer à un degré la baisse de la température moyenne terrestre si le Gulf Stream s'arrêtait et si cet arrêt se traduisant par une extension de 10 millions de km2 des surfaces englacées ( 110% de la surface des USA, 19 fois celle de la France).

Or il est prévu un réchauffemnt compris entre 2 et 5°C d'ici la fin du XXème siècle à cause de l'augmentation de l'effet de serre (GES). Le réchauffement net serait alors compris entre 1 et 4°C.

Bilan final :

1 - Les arguments plaidant en faveur d'un refroidissement GLOBAL au cours du XXème siècle sont pour moi inexistants (proba infiniment proche de zéro, sauf méga-éruption volcanique ou gros impact météoritique avec déviation de la trajectoire terrestre etc...).

2 - Ceux plaidant en faveur d'un refroidissement LOCAL (Atlantique nord) existent mais la probabilité reste faible ( proba de 5%). Pas de lac du type Agassiz aujourd'hui au Canada, salinité en hausse, etc...

=> Engageons nous dès aujourd'hui à réduire drastiquement nos émissions de gaz à effet de serre.

Faisons vite, ça chauffe !

[Invité Guest]

Je cherche la relation mathématique existant entre la concentration atmosphérique en CO2 et la température moyenne au sol : quelqu'un peut-il m'aider ?

La concentration en CO2 est passée de 290ppm à 378 ppm en un siècle soit +30%

On a observé une augmentation de la température terrestre de 0,6°C pendant cette période. L'effet de serre additionnel est vraissemblablement responsable de 70 à 90% de cette hausse, le reste incombant vraissemblablement à l'activité solaire. (le CO2 d'origine anthropique est responsable sur terre de 60 % de l'effet de serre additionnel).

Donc + 100ppm => +0,5°C environ

C'est quoi la Loi mathématique ? C'est linéaire ?

Alors + 500 ppm (soit concentration de 290 + 500 = 790ppm) => 5°C ?

On rajoute chaque année 3ppm dans l'atmosphère (cela s'accumule) : en 100 ans, au rythme actuel constant, on rajoute 300 ppm...or il est prévu que la consommation énergétique augmente de 60% d'ici 2050 et avec 80% de l'énergie d'origine fossile...500ppm en plus dans l'atmosphère (soit une concentration finale de 790ppm, le double de l'actuelle) n'est malheureusement pas un mauvais cauchemard...On y va tout droit si on change pas immédiatement de cap...

Et si les puits deviennent des sources ? (végétation, océans...) : avec les rétro-actions positives ? On amplifie le signal thermique de combien ? 2 fois ? 5 fois ?

Souvenons nous de la planète Venus :

CO2 atmosphérique : 96% (=96 000 ppm => température de surface : 470°C...cela fait réfléchir un peu...quand on prend sa voiture seul en centre-ville...

Exponentiel ?

15°C -> 380 ppm (2005)

20°C -> 700 ppm (2100 ?) /emoticons/ohmy@2x.png 2x" width="20" height="20">

40 °C -> 2000 - 3000 ppm ( 2200 ?) :!: (scenario malheureusement possible, on ne peut pas éliminer cette hypothèse)

470°C -> 96 000 ppm ( 2500 ?) :!: :!: (scenario peu réaliste : ya pas assez de combustibles fossiles à brûler ! )

NB : il y a 750 Gt de carbone dans l'atmosphère et on ajoute 6 Gt de carbone par an (3Gt s'accumule dans l'atmosphère, le reste passe dans les puits : océans, végétation...Jusqu'à quel seuil ?)

Venus Express : voyage au bout de l'enfer :

Un formidable laboratoire pour comprendre le réchauffement climatique de la Terre

Article TRES INTERESSANT du 7 novembre ici : http://www.lemonde.fr/web/article/0,1-0@2-...1-627749,0.html

Vivement avril 2006 pour commencer à en savoir plus (arrivée de la sonde venus express).

[Alain Coustou]

Un point sur les notions utilisées:

Ce qui est probablement le plus fragile en ce qui concerne la Terre, et les hommes n'en ont pas toujours conscience, c'est son équilibre. Les écosystèmes terrestres ne perdurent que grâce au maintien de certains équilibres, eux même liés à divers cycles naturels : le cycle de l'eau, celui du carbone, etc. Mais le premier des équilibres est celui qui égalise normalement l'énergie reçue et l'énergie évacuée par la surface terrestre et qui conditionne ainsi la température moyenne de notre planète.

Au niveau de l'équilibre thermique, la Terre recevait ou produisait autant d'énergie qu'elle en émettait vers l'espace, du moins jusqu'à ce que les activités humaines changent la donne.

L'énergie reçue naturellement vient principalement du Soleil. La chaleur en provenance des profondeurs du globe est en effet environ dix mille fois moins importante que celle qui nous arrive de l'astre du jour et celle qui provient du reste de l'univers est totalement négligeable.

L'énergie qui nous vient du Soleil est essentiellement composée de rayonnement infrarouge (50%), visible (40%) et ultraviolet (10%). Cette énergie équivaut en moyenne à 342 watts par mètre carré (soit 342 joules par seconde).

Environ 30% de cette énergie est réfléchi vers l'espace et ne contribue donc pas à chauffer la Terre. L'albédo mesure ce taux de réflexion, variable de fait avec les zones : nuages, neiges, glaces, forêts, déserts, océans... L'énergie solaire réellement disponible pour chauffer la Terre est donc limitée à 235 watts/m² Cependant seule une partie de cette énergie arrive réellement à la surface, soit 168 watts/m², le reste (67 watts/m²) étant retenu au passage par l'atmosphère. A cela s'ajoute la part du rayonnement infrarouge émis par l'atmosphère qui est réfléchie vers la Terre, soit 324 watts/m². Au total, l'énergie dont bénéficie réellement la surface de la planète s'élève donc en moyenne à 492 watts par mètre carré, soit l'équivalent du tiers de la chaleur générée par un fer électrique pour chaque mètre de la surface terrestre.

A l'équilibre, cette surface évacue normalement son énergie essentiellement par rayonnement infrarouge (390 watts/m² pour une température moyenne de 15 degrés Celsius), par effet de refroidissement dû à l'évaporation (78 watts/m²) et en cédant de la chaleur à l'atmosphère (24 watts/m²). Soit au total, également 492 watts par mètre carré.

L'effet de serre provient de l'écart entre l'énergie infrarouge qui est absorbée et celle qui est émise par la surface terrestre en fonction d'éléments comme l'albédo et les caractéristiques des éléments présents dans l'atmosphère.

La surface de notre planète émet en moyenne 390 watts/m² sous forme de rayonnement infrarouge alors que l'énergie solaire absorbée et l'énergie infrarouge renvoyée vers l'espace sont en équilibre à 235 watts/m².

L'écart entre ces 235 watts et les 390 watts rayonnés en moyenne pour chaque mètre carré de surface, soit 155 watts/m², permet de mesurer l'importance de l'effet de serre. Celui-ci s'établit normalement à 33 degrés Celsius.

Il est permis de critiquer la formulation selon laquelle la Terre émet 390 watts/m², cette valeur étant celle du rayonnement d'un « corps noir » à 288 K, soit 15 degrés Celsius.

En fait, le profil d'émission de la Terre ne ressemble que partiellement à celui d'un corps noir de référence, mais le calcul n'en reste pas moins valable.

Un certain effet de serre est non seulement chose naturelle, mais il est nécessaire à la vie : Sans lui, la température moyenne du globe resterait très en dessous du point de congélation : moins dix-huit degrés Celsius en moyenne au lieu de plus quinze°C et la Terre revêtirait l'aspect mortel d'une gigantesque boule de neige. C'est d'ailleurs ce qui semble s'être produit au moins à deux reprises dans un très lointain passé, à une époque où l'énergie rayonnée par le soleil était un peu plus faible que de nos jours : le taux de gaz carbonique atmosphérique était alors tombé trop bas pour compenser cette faiblesse et la température avait partout chuté au dessous de zéro. Une chape de neige et de glace avait recouvert notre planète jusqu'à ce que l'accumulation des gaz à effet de serre émis par les volcans fasse reculer les glaces. La première fois voici environ 2,4 milliards d'années, la seconde fois entre 800 et 600 millions d'années. Les caractéristiques du rayonnement solaire ont certainement joué un rôle important dans ces épisodes. Ce rayonnement était en effet plus faible que maintenant d'environ 20% aux tout débuts de l'histoire de la Terre et ce déficit était encore égal à 6% voici 800 millions d'années.

D'autres éléments ont alors exercé également une influence certaine dans les anciennes variations climatiques: les variations cycliques de l'excentricité de l'orbite terrestre et de son inclinaison, ou paramètres de Milankovitch, l'évolution de la répartition des masses continentales et des océans, les aérosols et poussières d'origine volcaniques, les fluctuations du taux de vapeur d'eau atmosphérique et les éventuels impacts météoritiques majeurs, certainement plus nombreux dans les premiers âges de la Terre. Mais la principale raison de ces épisodes glaciaires très anciens parait bien tenir à la réduction de l'abondance du CO2 et du méthane gazeux. Essentiellement sous l'influence des bactéries pour le premier épisode et sous celle de la végétation - algues unicellulaires et autres - pour le second en ce qui concerne le gaz carbonique.

Il est donc absolument souhaitable que l'atmosphère conserve une certaine proportion de dioxyde de carbone - entre 0,026 et 0,030 pour cent - pour assurer une température moyenne compatible avec la vie, bien que le principal gaz à effet de serre soit normalement la vapeur d'eau et que l'importance du rôle du CO2 soit parfois discutée. La teneur en gaz carbonique était effectivement égale à 0,028% voici deux siècles, aux tout débuts de la première révolution industrielle.

La présence de ce gaz est également indispensable pour permettre aux plantes de se développer. Sans CO2, pas de végétaux, pas d'écosystème complexe comme le notre.

Quant à la relation entre concentration du CO2 atmosphèrique et température, il faut tenir naturellement compte du fait qu'il y a saturation progessive de cet effet (et non proportionnalité), ainsi que le remarque à juste titre Planète bleue.

Il faut aussi tenir compte du fait que le CO2 n'est pas - et surtout ne sera pas - seul en cause.

En particulier, un éventuel dégazage massif de CH4 en quelques décennies à partir des toundras (cela a sérieusement commencé cette année) et des clathrates sous-marins (cela pourrait commencer dans une vingtaine d'années, à 5 ans près d'après mes esrimations) pourrait dramatiquement accélérer le réchauffement. Aboutirait-on à un véritable effet Vénus ? (Voir le recueil portant ce titre aux éditions Eons) Je ne le crois cependant pas. Mais un emballement de l'effet de serre bien au delà des prévisions du GIEC me parait tout de même constituer un très grave risque.

C'est ma crainte majeure et c'est pour celà que je fais tout pour contribuer - dans la mesure de mes faibles moyens - à provoquer la prise de conscience de la nécessité de réagir rapidement pour qu'une telle situation ne se produise pas.

Alain

[Invité Guest]

Effectivement...Il y a aussi le CH4 !

Et il y a encore des gens qui hésitent à réduire drastiquement leurs émissions de Gaz à Effet de Serre ? Ceci alors qu'on sait très bien d'où ils viennent : transports, habitat, industrie, transformation de l'énergie...

Que peut-on faire pour sensibiliser les gens ? Le problème est que ce sont des questions qui font appel à un minimum de connaissances scientifiques : produits des combustions, notion de gaz à effet de serre, paléo-climatologie etc...Comment faire ?