Le CO2 dans les basses couches atmosphériques (partie 2)

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).

Fig. 1  Bilan énergétique de la Terre selon la NASA

D’après ce bilan 30 % de l’énergie reçue par la Terre au sommet de l’atmosphère seraient réfléchis par les nuages, l’atmosphère et la surface terrestre : c’est l’albédo de la  Terre. L’atmosphère et les nuages absorberaient en plus 19 % du rayonnement solaire transmis et finalement  51 %  seulement seraient absorbés par les continents et les océans. Cette énergie serait dissipée ensuite par trois mécanismes distincts : évaporation de l’eau des océans (23 %), convection de l’air (7 %) et rayonnement thermique (21 %). Remarquons sur la fig. 1 qu’une petite fraction seulement de l’énergie détectée au sommet de l’atmosphère sous forme de rayonnement provient directement de la surface terrestre (fine flèche rouge à droite). Finalement toute l’énergie dissipée par la surface terrestre (quel que soit le mécanisme) ou absorbée directement par l’atmosphère et les nuages est convertie en rayonnement dans les couches supérieures de l’atmosphère (large flèche rouge) car c’est le seul mécanisme d’évacuation de cette énergie hors de l’atmosphère terrestre. Le rayonnement détecté par satellite à haute altitude (70 % de l’énergie reçue par la Terre au sommet de l’atmosphère) provient donc essentiellement des couches supérieures de l’atmosphère à des températures beaucoup plus froides que la surface terrestre.

Si on considère la Terre comme un corps noir à 15°C l’équation de  Planck (fig. 1 ici ) permet de calculer que 95 % du spectre d’émission sera compris entre 5 et 40 µm et la loi de Wien prévoit que le rayonnement émis devrait présenter un maximum d’intensité à 10 µm. D’après le bilan proposé par la NASA 15 % du rayonnement thermique émis par la Terre sont absorbés par divers constituants atmosphériques. La fig. 2 montre qu’il s’agit principalement de la vapeur d’eau mais aussi du CO2.

Fig. 2 Transmittance de l’atmosphère

Des zones de transparence atmosphérique apparaissent  (en  bleu sur la figure), notamment entre 8 à 13 µm. En intégrant l’équation de Planck dans cet intervalle de longueurs d’onde on trouve que 30 % du rayonnement thermique de la Terre est émis dans cette zone de transparence atmosphérique soit env. 6 %  de l’énergie totale reçue du Soleil au sommet de l’atmosphère (30 % de 21 %).  Ce résultat est en accord avec le bilan de la NASA (fig. 1) qui fait effectivement état de 6 % d’énergie rayonnée directement vers l’atmosphère.

Le CO2 présente une bande d’absorption dans le domaine du rayonnement thermique de la Terre. Elle est présentée sur la fig. 3 pour une teneur en CO2 de 357 ppm (0,0357 %) en présence de 2,6 % en vapeur d’eau, conditions correspondant à la composition atmosphérique en 1993 (date d’enregistrement du spectre).

Fig. 3  Spectre d’absorption du CO2

Cette bande d’absorption centrée à 15 µm (branche Q) permet l’excitation de la molécule à un état de vibration impliquant sa déformation angulaire. Les branches P et R sont dues à l’existence de sous-niveaux de rotation pour chaque niveau de vibration (fondamental et excité). En intégrant l’équation de Planck cette fois dans le domaine de 14 à 16 µm, domaine d’absorption du CO2, on calcule que 9,3 % du rayonnement thermique de la Terre est émis dans cet intervalle de longueurs d’onde. En fin de compte le CO2 , quel que soit son coefficient d’absorption, ne pourrait absorber au maximum que 9,3 % du rayonnement thermique de la Terre (représentant 21 % de l’énergie totale reçue du Soleil) soit un peu moins de 2 % de l’énergie totale reçue du Soleil  au sommet de l’atmosphère.

Les molécules de CO2 excitées à l’état de vibration par absorption d’une fraction du rayonnement thermique de la Terre ont une durée de vie limitée. Elles se désactivent endéans quelques microsecondes par collisions avec les molécules environnantes (voir ici ), principalement N2 et O2. Dans ces conditions  il y a conversion d’une fraction ∆ de l’énergie de vibration du CO2 en énergie cinétique de translation des molécules N2 (ou O2) :

∆Ev (vibration) de CO2   +    N2           ∆Ec (translation) de N2    +    CO2

Bien que l’absorption du rayonnement thermique de la Terre entre 14 et 16 µm soit sélective par les molécules de  CO2 (fig. 2 et 3) cet excédent d’énergie se répartit sur l’ensemble des molécules environnantes suite aux multiples collisions. Au total 2 %  de l’énergie reçue du Soleil au sommet de l’atmosphère terrestre seront convertis en mouvements de convection au détriment de l’intensité du rayonnement thermique.

En conclusion la présence de CO2 dans l’atmosphère ne modifie pas le bilan énergétique global de la Terre mais seulement l’importance relative des différents mécanismes de dissipation de l’énergie reçue du Soleil. Ceci ne peut avoir aucune influence sur la température globale moyenne de la surface terrestre.

 

 

 

 

21 réflexions sur « Le CO2 dans les basses couches atmosphériques (partie 2) »

  1. Bonjour,
    Curieusement, dans les exposés, on ne tient jamais compte de la capacité thermique des éléments. Un calcul simple montre que le rapport de stockage entre l’élément CO2 et l’élément H2O présents dans l’atmosphère est de 1/70. En clair la quantité de chaleur stockée dans le CO2 se trouvant dans l’atmosphère (0.04%) est tout juste du pipi de chat. C’est comme si on prétendait vouloir chauffer une maison en craquant une allumette.
    La température étant un potentiel, la mesure locale de celle-ci nous informe exclusivement sur la quantité de chaleur contenu dans le milieu. Connaissant la capacité thermique, nous pouvons en déduire la quantité d’énergie stockée. Le stockage de l’énergie étant limité par la saturation il est surprenant que nulle part dans les théories sur le climat apparait cette particularité non linéaire pourtant bien réelle. Dès lors qu’un élément est saturé, il devient transparent par rapport à l’énergie qui circule, c’est comme s’il n’existait plus. Nulle part on trouve les niveaux énergétiques de saturation du CO2.

    1. Les capacités thermiques de CO2 et H2O n’ont aucune influence sur le climat car il n’y a de « chaleur stockée » dans aucun de ces constituants atmosphériques. Ce qui importe c’est leur capacité à absorber le rayonnement thermique de la Terre (émis dans le domaine spectral de 5 à 40 µm) pour donner lieu à un éventuel effet de serre. La fig.2 montre que la vapeur d’eau absorbe ce rayonnement (notamment entre 5,5 et 7,5 µm) bien plus efficacement que le CO2 (à 15 µm) mais c’est sur ce dernier que porte le débat sur le réchauffement climatique d’origine anthropique. A ce sujet je vous suggère de lire mon dernier article http://www.science-climat-energie.be/2019/02/14/le-rechauffement-climatique-dorigine-anthropique/. Concernant le « niveau de saturation » du CO2 auquel vous faite allusion vous verrez au paragraphe 3 qu’en utilisant la relation de Beer-Lambert log Io/I = A C L (avec Io = intensité incidente et I = intensité transmise à 15 µm) on trouve pour 0,04 % de CO2 en volume que log Io/I vaut 3 (99,9 % d’absorption) pour une épaisseur atmosphérique L = 8 m.

      1. Bonjour Monsieur Geuskens,
        je voudrais rependre votre formulation « Les capacités thermiques de CO2 et H2O n’ont aucune influence sur le climat car il n’y a de « chaleur stockée » dans aucun de ces constituants atmosphériques » pour attirer l’attention sur la pollution thermique du globe par le biais de la vapeur d’eau en particulier pour ce qui est des « échappements thermiques » de toutes nos belles centrales à combustible fossile et même nucléaires. J’ai eu l’occasion de lire beaucoup d’ouvrages ou de parutions sur les dérèglements climatiques, mais on ne parle pas assez de la vapeur d’eau qui représente entre 1 et 1,5% des gaz résidents dans notre atmosphère alors que le CO2 ne fait que pâle figure . J’ai fait un bilan sur l’année 2018 en prenant en considération l’energie électrique produite sur la surface totale du globe (source Agence Internationale de l’Energie) et en recalculant l’énergie thermique perdue aux petits oiseaux mais aussi à l’eau de nos fleuves, rivières, mers ou océans qui servent d’évacuation thermiques des cycles eau/vapeur des chaudières+turbines : sur les 19830 TWh et en prenant des rendements de cycles appropriés 40% pour le thermique et 30% pour le nucléaire (optimistes) je trouve 27,5 x 10 e15 kcal!!! . Toute cette énergie thermique doit aller quelque part …..donc dans les océans et l’atmosphère. Cela représente quand même une énergie énorme rien que pour 2018. A moins de récupérer cette énergie thermique vers électrique ce qui n’est pas évident et avec que les rendements dérisoires la seule voie de récupération sont les pompes à chaleur …sachant par ailleurs que de passer de l’énergie thermique (dernière roue du carrosse dans le classement des énergies transformables) à une autre plus noble sera d’un rendement pitoyable, en attendant cette chaleur se retrouve dans les océans ce qui fait monter leur température (préjudiciable au fonctionnement du plancton) + dans les nuages qui ne demandent qu’à déverser leur milliers de tonnes d’eau avec les ravages connus (Vésubie par ex) ou à créer un couvercle sur l’atmosphère, piégeant la chaleur au sol = augmentation des températures = réchauffement climatique = CQFD! Pendant ce temps là le CO2 rigole dans son coin par contre le pergélisol commence à jouer très fort (régions de la Toundra russe par exemple) dégageant du CH4 beaucoup plus impactant et libérant ,entre autres, des flores microbiennes de quelques dizaines de milliers d’années dont on ne sait rien et qui ne feront qu’enjoliver les pandémies actuelles: bravo pour l’homo sapiens qui croit maitriser le monde mais qui en fait ne sait que le détruire……qu’allons nous laisser à nos enfants et petits enfants, je me pose la question, l’avenir n’est pas réjouissant

  2. Bonjour,
    Pourriez vous me donner le lien vers le site de la NASA? J’ai été voir et je ne trouve pas le graphique de la fig.1. Dans les graphiques que je trouve, la NASA indique un flux de 398 W/m2 « emitted by surface » et un flux de 340 W/m2 vers la terre de « back radiation » venant de « grenhouse gazes ». Je suis d’accord que cela ne correspond à rien mais bon, c’est sur le site de la NASA.

    1. Le graphique se trouvait sur le site http://www.nasa.gov mais il a disparu (censuré ?) probablement parce qu’il ne montrait pas de « back radiation ». Vous trouverez une remarque à ce sujet sur http://climateilluminated.com/climate/climate_science/19_orig_NASA_Energy_budget.html
      Vous pouvez aussi retrouver le graphique original de la NASA en tapant Earth’s energy budget sur Google. Ce graphique avait été repris dans de nombreux articles.

  3. Merci beaucoup. J’ai lu et même décortiqué les articles de ce site. C’est simplement ahurissant. Si c’est vrai (et je n’ai pas de raisons d’en douter), c’est la plus grosse fakenews de l’histoire contemporaine, et qui plus est venant de la NASA ??!! Remplacer un graphe qui semble correct par ce graphe avec des affirmations non fondées et qui vont à l’encontre de lois thermodynamiques solides ( je parle des flux d’émission et de back radiation )…. c’est incompréhensible! Cependant c’est ce même schéma qui est repris par le GIEC, le CEA … et pas mal d’autres pour démontrer l’effet de serre. JM Bonnamy démontre avec beaucoup de bon sens et d’humour pourquoi et comment ces flux d’émission et de back radiation ne correspondent à rien.
    Si c’est la NASA qui est à l’origine de ce tour de passe passe, c’est grave.

    1. Merci pour cet avis que je partage entièrement. La théorie du réchauffement climatique d’origine anthropique constitue une des plus grande manipulation de l’histoire. A ce propos je vous recommande la lecture du livre de Christian Gérondeau « Le CO2 est bon pour la planète. Climat, la grande manipulation » (en livre de poche)

  4. La NASA n’en n’est pas à son premier tour de passe passe! En terme de manipulations ils ne pourront jamais faire mieux que l homme sur la Lune! Le coup de l intégralité des videos effacées pour re-enregistrer par dessus, officiellement pour des raisons budgétaires, je ne m en suis jamais remis!

  5. Un point qui n’est jamais évoqué : qu’en est il du devenir des molécules dans l’atmosphère humide sachant qu’il y a environ 1 molécule de CO2 pour 100 molécules d’eau soit sous forme vapeur soit sous forme condensée (les molécules d’eau sont alors reliées entre elles par liaisons hydrogène), la probabilité est grande de voir le CO2 se combiner à l’eau pour former de l’acide carbonique selon CO2 + H20 —> H2CO3. La question est dans quelle proportion? Au lieu de considérer le spectre d’absorption IR du seul CO2 il faudrait aussi considérer celui de l’acide carbonique qui doit comporter une large bande OH en plus de l’absorption de la fonction carbonyle et de la liaison simple carbone oxygène. De moins point de vue les considération sur un effet de serre sont à revoir en intégrant les recombinaisons chimiques des molécules de l’atmosphère notamment celles de molécules polaires (CO2, SO2) avec l’eau.

    1. La molécule d’acide carbonique sous la forme non dissociée H2CO3 n’a jamais été mise en évidence ni en phase aqueuse, ni en phase gazeuse en présence de vapeur d’eau.

      Le CO2 est un oxyde acide qui, en présence d’eau se comportant comme amphotère, donne lieu à la réaction :
      CO2 + H2O → HCO3(-) + H(+) (1)
      ou pour être correct :
      CO2 + 2 H2O → HCO3(-) + H3O(+) (2)
      puisque l’ion H(+) n’existe pas à l’état non hydraté.

      Certains auteurs supposent qu’en phase aqueuse la réaction :
      CO2 + H2O ↔ H2CO3
      serait très limitée dans le sens direct et beaucoup plus lente que la réaction (2)

  6. bonsoir professeur
    je tiens d’abord à vous remercier pour vos explications patientes et précises, ainsi que les différents participants au forum pour leurs questions pertinentes et enrichissantes. Tout cela m’a rajeuni, en m’obligeant à faire appel aux notions de physique , acquises il y a plus de 60 ans (3me cycle génie électronique Fac. Sciences Dijon 1961).
    A propos de « the earth’s energy budget », le commentaire de Eugène Vauquelin a plus particulièrement retenu mon attention.
    Concernant « les rendements de cycles eau/vapeur des chaudières + turbines, rendements 40% pour le thermique et 30% pour le nucléaire(optimistes) ….toute cette énergie doit aller quelque part ….donc dans les océans et l’atmosphère ».
    Ces mauvais rendements, comme le sait fort bien M.Vauquelin, résultent en grande partie du 2me principe de la thermodynamique, le pricipe de Carnot( bourguignon de naissance comme moi).Je pense que les valeurs de rendement qu’il indique couvrent les pertes de toutes nature: pertes d’origine mécanique dans les centrales (mécaniques) +pertes de rendement thermodynamique incontournables. Ces dernières sont plus importantes pour les centrales nucléaires parce que, pour des raisons de sécurité, la température de source chaude est limitée à 572°K/ 623°K°) pour les chaudières nucléaires, contre ( 723°K/773°K) pour les chaudières fossiles.
    Considérons si vous le voulez bien, que toutes les centrales ont une alimentation fossile, ( cette énergie étant largement majoritaire dans le monde) avec un rendemt Carnot (inévitable et incompressible)=1-(T750K-T300K)/T750K=0,6
    Donc,si j’ai bien compris 19830TWh (disons 20000) ont été produits en 2018 avec un rendement de 40% sur l’énergie primaire. Il a donc il fallu brûler 20000/0,4=50000TWh d’énergie primaire dont 60% sont inévitablement « gaspillés » au titre du principe de Carnot (50000×0,6 )pour l’ensemble de la surface terrestre( pendant 1 an)
    Sauf erreur de ma part, ceci correspond à une puissnce de 18mW/m2/an
    C’est un prélèvement sur » le capital énergétique » de la terre. Il n’est pas, bien sûr, pris en compte dans le « earth’s energy budget » , étant tout à fait négligeable par rapport aux estimations des diverses composantes de ce budget.
    A mon âge on n’est pas à l’abri d’une erreur , il serait donc bon de vérifier mon calcul, cependant, même avec une erreur de facteur 100 , la terre ne devrait pas s’en apercevoir. Je vais pouvoir dormir tranquille , d’autant plus, qu’après vous avoir lu, je suis bien convaincu que les molécules de CO2 sont innocentes . Au contraire, elles font tout leur possible pour aider les molécules d’H2O à réguler le système climatique. Ce qui ne veut pas dire qu’il ne faut pas tout faire pour diminuer les particules fines carbonées dans l’atmosphère, dangereuses pour la santé, mais c’est un autre problème, et cela ne changera en rien au « réchauffement climatique » qui est donc d’origine naturelle et aléatoire
    Il est urgent que les experts du GIEC puissent s’en rendre compte afin que les responsables politiques qui les écoutent,décident des mesures « saines » au plan mondial, pour s’adapter le mieux possible (ou plutôt le moins mal) au changement climatique « momentané » (à l’échelle du siècle ) qui est probablement en cours, comme c’ est dèjà arrivé dans le passé.
    A quoi bon la séquestration du CO2, la production d’hydrogène  » vert »à partir d’éoliennes +électrolyseurs+ piles à combustible s’il faut consommer plus vite le capital énergétique et matières premières de la terre? A quoi bon la taxe carbone?
    etc ..etc…Il est grand temps de devenir raisonnable, nos anciens ,Planck,Bohr, Bolzmann ,Poincaré, Einstein , et bien d’autres…se retournent dans leur tombe.
    Avec mes remerciements pour avoir lu mon message, bien cordialement
    Jean Verniquet

    1. Merci beaucoup pour votre commentaire.

      Selon votre estimation, en 2018 la production globale d’énergie destinée aux besoins humains aurait libéré sur notre planète : 1,8 10^(-2) W/m2.

      Dans l’article « Ressources et consommation énergétiques mondiales » sur Wikipedia je trouve pour 2021 la libération de 5,95 10^20 J qui, tenant compte du nombre de secondes dans une année, correspond à 1,89 10^13 W et pour une surface terrestre de 5,1 10^8 km2 à : 3,7 10^(-2) W/m2.

      La différence entre ces deux valeurs ne peut être attribuée à une augmentation de la consommation d’énergie en 3 ans mais on peut considérer que les ordres de grandeurs sont respectés malgré les approximations inhérentes à ce type d’estimation. Ce point est important puisque la justification des calculs était essentiellement de faire une comparaison avec des flux énergétiques d’origine naturelle.

      De ce point de vue on notera que les valeurs trouvées sont inférieures au flux énergétique à la surface terrestre résultant de la géothermie qui serait de 6,5 10^(-2) W/m2 et parfaitement négligeables par rapport au flux énergétique de 171 W/m2 dissipé par la Terre selon différents mécanismes pour maintenir une température approximativement constante ( http://www.science-climat-energie.be/2020/12/11/leffet-de-serre-et-le-bilan-energetique-de-la-terre/ ).

      Ma conclusion rejoint la vôtre quand vous écrivez « même avec une erreur d’un facteur 100 , la Terre ne devrait pas s’apercevoir [de cette libération d’énergie d’origine anthropique]. Je vais donc pouvoir dormir tranquille »

      1. bonjour Professeur
        merci beaucoup pour votre réponse.
        Mon évaluation était basée sur la seule production d ‘énergie électrique , alors que la vôtre est probablement basée sur la production totale d’énergie pour les besoins des humains; ce qui peut expliquer la différence d’un facteur 3 ( ce qui est sans importance pour la conclusion).
        Permettez moi de revenir sur le Earth’s Energy Budget, d’origine NASA, que vous présentez à la première page de votre note.(fig1 )
        Le compte des entrées / sorties est parfaitement équilibré (aux inévitables tolérances d’incertitude près) sans faire apparaître un quelconque effet de serre.
        Mike, un de vos précédents intervenants, vous a fait part de son « ahurissement », en constatant que la NASA avait remplacé ce schéma plutôt clair, par un nouveau complètement incompréhensible, pour introduire l’effet de serre par la notion bizare de « back radiation », ce que vous avez qualifié de  » l’une des plus grandes manipulations de l’histoire contemporaine ».Je suis bien d’accord avec vous.
        Ce nouveau schéma, devenu la Régle pour tous les grands organismes (GIEC,CEA,etc), et que l’ont trouve partout sur le Web, en particulier Wikipédia, n’est pas crédible puisqu’il ne respecte pas les lois de la Physique. Comment pourrait-il l’être lorsqu’il écrit:
         » absorbded by surface(en jaune)= 163,3, et tout à côté( en rouge),
        emitted by surface=393,2? C’est abracadabrantesque!
        Mais sans effet de serre, il faut trouver une source d’énergie supplémentaire pour équilibrer le budget énergétique, faute de quoi notre bonne vieille Terre serait intégralement couverte de glace. Or , elle ne l’est pas, heureusement. Elle donne même l’impression de se réchauffer. C’est donc qu’elle récupère de l’énergie quelque part.
        D’où peut bien provenir cette énergie sinon de son noyau interne, chauffé à l’énergie thermonucléaire?
        On sait que des choses se passent au fond des océans (voir 20000 lieues sous les mers, de Jules Verne). Des matériaux liquides surchauffés en provenance du manteau sont éjectés en permanence par les volcans sous-marins pour constituer les dorsales océaniques, en se condensant au fond de l’atlantique et du pacifique. ça doit bien chauffer un peu.
        Il y a aussi la circulation thermohaline avec les eaux arctiques très salées qui plongent au fond de l’Atlantique, se dirigent vers le sud en longeant l’Amérique , piquent à l’ouest, contournent l’Australie, fond un rond dans le Pacifique au large de l’Asie, se réchauffent à l’équateur en traversent l’Océan indien d’est en ouest, en détraquant au passage le climat dans ce secteur
        ( c’est le fameux phénomène périodique el Nino), et reviennent à leur point de départ après avoir bouclé leur cycle au bout de 1000 ans.
        Ne pensez -vous pas, qu’il y aurait là une piste à suivre pour tenter d’expliquer comment la température moyenne de la Terre peut se maintenir autour de 14/15°C, sans faire appel à un effet de serre quelconque, aussi subtil qu’il puisse l’être, sans CO2.
        Merci d’avance pour votre réponse. Bien à vous. Jean Verniquet

        1. Je vous suggère de consulter l’article http://www.science-climat-energie.be/2020/12/11/leffet-de-serre-et-le-bilan-energetique-de-la-terre/ plus récent que celui auquel vous vous référez.

          J’y reconstitue (fig.8) sur base d’estimations personnelles un bilan énergétique du système Terre-atmosphère pratiquement identique à celui proposé initialement par la NASA avant l’introduction d’une « back radiation » totalement injustifiée. Ce bilan correspond à une situation d’équilibre temporaire qui permet de comprendre comment l’énergie reçue du Soleil peut être dissipée par différents mécanismes au niveau de la surface terrestre (paragraphe 4.2) et comment elle peut finalement être éliminée du système Terre-atmosphère par voie exclusivement radiative (paragraphe 4.3). Ce dernier point fondamental est négligé par la plupart des auteurs. Aucune prévision concernant l’évolution du climat ne peut être tirée de ce bilan.

          Ni l’absorption ni l’émission d’énergie ne sont uniformes à la surface terrestre (fig. 8 bis) mais ce déséquilibre est partiellement compensé par les transferts de chaleur dus aux courants marins et aériens dont l’influence, déterminante pour le climat, est encore mal comprise. C’est à ce niveau qu’interviennent, sans modifier le bilan énergétique global, les phénomènes auxquels vous faites allusion.

          La température « moyenne globale » de la Terre est le résultat d’une longue histoire paléoclimatique commençant il y a environ 4,5 milliards d’années à propos de laquelle nous n’avons d’estimations que pour les 500 derniers millions d’années (voir « paléoclimatologie » sur Wikipedia).

  7. bonjour professeur, je reprends votre phrase: »…le déséquilibre est partiellement compensé par les transferts de chaleur dus aux courants marins et aériens, sans modifier le bilan énergétique global. »
    Ce « partiellement »peut supposer l’existence d’un déséquilibre résiduel, qui doit être compensé par un apport d’énergie complémentaire; d’où cette idée de « chauffage d’appoint par le plancher océanique » , en provenance du noyau terrestre, la circulation thermohaline agissant comme fluide de transport jusqu’à l’interface aquasphère/atmosphère.
    Toutes mes excuses si cette hypothèse vous semble saugrenue. Vous m’avez cependant beaucoup appris (ou re-appris) .Je vous en suis très reconnaissant.

  8. le dernier paragraphe de votre article est « En conclusion la présence de CO2 dans l’atmosphère ne modifie pas le bilan énergétique global de la Terre mais seulement l’importance relative des différents mécanismes de dissipation de l’énergie reçue du Soleil. Ceci ne peut avoir aucune influence sur la température globale moyenne de la surface terrestre. »
    Vous avez surement mal rédigé ce dernier paragraphe, car cette phrase de conclusion ne convient pas du tout. Il est trivial de dire que le réchauffement est du à ce que le flux de chaleur vers le haut est ralenti. Ainsi la chaleur reste plus longtemps dans l’atmosphere. Ce processus contribue alors à un réchauffement. Mais ce ralentissement de la transmission de chaleur ne modifie pas les flux d’énergie verticaux. Si je met mon manteau bien chaud sur moi, le flux de chaleur vers l’atmosphere n’est pas modifié. Et pourtant j’ai bien plus chaud qu’avant de mettre mon manteau. Si vous démontrez que le flux de chaleur est invariant, c’est vrai et même évident, mais vous n’avez rien démontré d’utile en ce qui concerne le réchauffement de l’Atmosphère.

    1. La phrase que vous citez, extraite d’une de mes notes publiées sur ce site, me semble claire mais vous ne l’avez pas comprise comme en témoigne la suite de votre commentaire. Quelques précisions fournies dans une autre de mes notes (https://www.science-climat-energie.be/2020/12/11/leffet-de-serre-et-le-bilan-energetique-de-la-terre/) vous aideront peut-être à la mieux comprendre.

      Pour maintenir, à court terme, un équilibre thermique la Terre doit dissiper l’énergie reçue du Soleil par différents mécanismes : convection, évaporation de l’eau des océans et rayonnement thermique. Aux paragraphes 4.1 et 4.2 de la dernière note citée il est précisé que 70 % de ce rayonnement thermique seront absorbés par la vapeur d’eau et le CO2 dans une dizaine de mètres d’épaisseur atmosphérique. Seulement 30 % de ce rayonnement pourront être éliminés directement via la fenêtre optique de 8 à 13 µm due à la transparence de la vapeur d’eau et du CO2 dans cet intervalle de longueurs d’onde (fig.2 de la note à laquelle vous vous référez initialement). Les molécules de vapeur d’eau et de CO2 excitées à l’état de vibration-rotation par absorption d’une fraction du rayonnement thermique de la Terre se désactiveront ensuite par collisions avec les molécules environnantes (principalement N2 et O2) sans émission d’un rayonnement susceptible d’influencer le bilan énergétique de la Terre. On peut calculer que, suite au transfert d’énergie résultant de ces collisions, l’énergie cinétique des molécules N2 et O2 et donc la convection de l’air vont augmenter mais de manière insignifiante. Il semble donc légitime de conclure, par la phrase que vous incriminez : la présence de CO2 dans l’atmosphère ne modifie pas le bilan énergétique global de la Terre mais seulement l’importance relative des différents mécanismes de dissipation de l’énergie reçue du Soleil. Ceci ne peut avoir aucune influence sur la température globale moyenne de la surface terrestre. En d’autres termes l’effet de serre radiatif n’existe PAS.

      Pour la suite de votre commentaire :

      1° Il n’est PAS trivial mais FAUX de dire que « le réchauffement est dû à ce que le flux de chaleur vers le haut est ralenti, qu’ainsi la chaleur reste plus longtemps dans l’atmosphère et que ce processus contribue alors à un réchauffement ».

      2° Votre comparaison de l’effet du CO2 à celui du manteau qui vous réchaufferait sans que le flux de chaleur de votre corps vers l’atmosphère ne soit modifié est FAUSSE car, dans ce cas, le flux de chaleur vers l’atmosphère est effectivement modifié par réduction de la convection, comme dans une serre agricole.

      3° Il semble que vous confondiez l’effet de serre « radiatif », invoqué sans preuve par le GIEC-IPCC, avec l’effet de serre « convectif » qui existe effectivement dans une serre agricole

      1. Bonjour professeur,
        L’argument, auquel je ne crois pas plus que vous, qu’il serait trivial de dire :
         » le réchauffement est dû à ce que le flux de chaleur vers le haut est ralenti, qu’ainsi la chaleur reste plus longtemps dans l’atmosphère et que ce processus contribue alors à un réchauffement » est très fréquemment avancé par ceux qui croient à un effet de serre. Il n’est pas toujours facile de le réfuter de manière suffisamment claire. Je vous serai très reconnaissant de développer quelque peu les raisons qui vous font dire que cet argument est faux.
        Je vous en remercie par avance.

        1. Deux mécanismes contribuent à la dissipation par le globe terrestre de l’énergie reçue du Soleil :
          1° la convection « humide », combinaison de la convection de l’air et de l’évaporation de l’eau des océans, intervient pour 60 %
          2°le rayonnement thermique intervient pour 40 % (Voir fig. 8 de http://www.science-climat-energie.be/2020/12/11/leffet-de-serre-et-le-bilan-energetique-de-la-terre/)

          Le CO2 ne peut avoir aucune influence sur le premier mécanisme et ne peut donc « ralentir un flux de chaleur vers le haut ». Par contre il peut absorber au maximum 10 % du rayonnement thermique de la Terre et le convertir par collisions en énergie de translation des molécules environnantes N2 et O2 dont l’énergie cinétique moyenne n’augmenterait que de 0,001 % par seconde. L’augmentation de température sera du même ordre de grandeur. Comme il n’y a évidemment pas d’accumulation d’énergie cinétique puisqu’un important courant de convection existe déjà, le gradient de température existant dans les basses couches atmosphériques ne sera pratiquement PAS affecté par la présence de CO2.

          1. Bonjour professeur,
            Je vous remercie de cet éclairage fort simple à comprendre. J’avais eu l’occasion, de façon sans doute trop intuitive il est vrai, d’expliquer que je pensai que l’influence du CO2 sur la dissipation de l’énergie reçue du soleil vers l’espace, correspondait probablement à une toute petite vaguelette au sommet d’un barrage en train de déborder. Une manière imagée de dire la même chose que vous, qui a l’avantage d’être précis scientifiquement. Je m’en servirai.
            Merci encore.

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