Tous les articles par Georges Geuskens

A propos Georges Geuskens

Professeur émérite de l'Université Libre de Bruxelles (ULB)

L’effet de serre et le bilan énergétique de la Terre

atmosphère et CO2, bilan énergétique de la Terre, effet de serre, équation de Planck, température et CO2

par Georges Geuskens, Professeur émérite de l’Université Libre de Bruxelles (ULB)

Dans presque toutes les sciences, les notions élémentaires sont les plus difficiles et elles sont parfois mal comprises. Par la suite, elles sont souvent  négligées car elles ne s’opposent pas à la publication d’articles dans des domaines spécialisés où les auteurs, à la recherche de notoriété ou de subsides, sont jugés par leurs pairs. La climatologie, science récente et pluridisciplinaire par essence, n’échappe pas à cette règle. C’est ainsi que beaucoup de climatologues, réputés tels ou simples amateurs, développent des théories dont les hypothèses sont contraires aux principes fondamentaux de la chimie et de la physique. Néanmoins,  sur la base de ces théories mal étayées, des modèles informatiques sont élaborés qui conduisent, avec une précision rassurante, à des prévisions alarmantes. Dans cette note nous rappellerons d’abord quelques notions élémentaires concernant l’émission et l’absorption de rayonnements par la Terre et par les gaz atmosphériques avant de revoir d’un point de vue critique les notions généralement admises à propos de l’effet de serre et du bilan énergétique de la Terre.

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Le réchauffement climatique d’origine anthropique

atmosphère et CO2, climat, effet de serre,

Le climat peut changer, comme il l’a toujours fait et continuera à le faire sous l’action de variables naturelles. Les activités humaines peuvent-elles avoir une influence comme le prétend la théorie du réchauffement climatique d’origine anthropique ? Cette théorie est basée sur l’existence d’un hypothétique effet de serre défini comme un phénomène radiatif causé par des gaz tels la vapeur d’eau ou le CO2 qui absorbent une fraction du rayonnement infrarouge émis par la Terre et le réémettent  ensuite dans toutes  les directions et notamment vers la surface terrestre dont la température serait, de ce fait, plus élevée qu’en l’absence de gaz absorbant l’infrarouge. L’effet de serre résulterait donc essentiellement de l’émission par les molécules de CO2 d’un rayonnement  de fluorescence  dans le domaine infrarouge [1]. Cette définition est claire et scientifiquement valable car conforme au principe de réfutabilité défini par Karl Popper. Nous l’examinerons à la lumière de théories physiques bien établies et de faits expérimentaux connus. Continuer la lecture de Le réchauffement climatique d’origine anthropique →

Le CO2 et le climat avec et sans effet de serre

atmosphère et CO2, climat, effet de serre

De tous temps les hommes se sont intéressés au climat et ont tenté de prévoir son évolution. Dès l’Antiquité il était connu que des caractéristiques géographiques comme la latitude mais aussi l’altitude ou le voisinage de vastes étendues d’eau avaient une grande influence sur le climat. Sur cette base les climatologues ont été amenés à distinguer différents types de climats tels que tropical, désertique, tempéré, polaire, etc. Ensuite, il est progressivement apparu que le climat est un système extrêmement complexe qui dépend de l’activité solaire ainsi que de  la distance et de l’orientation de la Terre par rapport au Soleil, facteurs qui varient à des échelles de temps très différentes.

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Du bon usage de la formule de Stefan-Boltzmann

équation de Planck, rayonnement thermique,

La formule de Stefan-Boltzmann est l’outil de travail des climatologues qui veulent prédire des variations de température à partir des flux énergétiques intervenant dans le bilan énergétique de la Terre ( voir  ici ). Sous la forme  utilisée, elle lie le flux unidirectionnel  F rayonné (vers la Terre ou vers l’espace) à la température T (en K)  à la puissance  4 (σ = constante de Stefan = 5,67 x 10-8 W m-2 K-4) :

F (W m-2)  = σ T4          (1)

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Forçage radiatif, sensibilité climatique et rétroactions positives

forçage radiatif, sensibilité climatique, température et CO2, ,

Le forçage radiatif (radiative forcing) peut être défini comme la différence entre l’énergie radiative reçue du Soleil et l’énergie radiative émise vers l’espace par la Terre. Ce concept a été introduit par les  partisans d’un réchauffement climatique d’origine anthropique pour donner une base quantitative à la théorie de l’effet de serre défini comme « un phénomène radiatif causé par des gaz tels la vapeur d’eau ou le CO2 qui absorbent une fraction du rayonnement infrarouge émis par la Terre et le réémettent ensuite dans toutes les directions et notamment vers la surface terrestre dont la température serait, de ce fait, plus élevée qu’en l’absence de gaz absorbant l’infrarouge».

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Le CO2 dans les basses couches atmosphériques (partie 2)

atmosphère et CO2, bilan énergétique de la Terre,

La présence de CO2 dans les basses couches atmosphériques peut-elle avoir une influence sur le climat en modifiant le bilan énergétique global de la Terre ? Le bilan énergétique doit tenir compte du fait que pour maintenir une température constante la Terre doit dissiper l’énergie reçue du Soleil et que différents mécanismes de dissipation sont possibles. Le modèle le plus complet est celui proposé par la NASA (fig. 1).

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Le CO2 dans les basses couches atmosphériques (partie 1)

atmosphère et CO2, climat, ,

Certains climatologues estiment, sur la base de modèles informatiques, que l’augmentation de la teneur en  CO2  dans l’atmosphère pourrait avoir une influence sur le climat. Avant d’aborder ce problème il est important d’analyser le comportement de ce gaz dans les basses couches atmosphériques.

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