Des scientifiques disent avoir résolu une énigme climatique, celle de l’optimum climatique de l’Holocène. La correction de biais saisonniers montre que la température globale a connu une hausse linéaire au cours des 12 000 dernières années, ce qui permet de réconcilier les reconstructions avec les modèles. La température actuelle serait ainsi nettement supérieure à celle l’optimum de l’Holocène.
La nouvelle étude parue dans la revue Nature remet en question l’histoire de l’évolution de la température de l’Holocène, la période qui a commencé il y a environ 12 000 ans et qui est toujours en cours. Jusqu’à présent, les reconstructions du climat de l’Holocène, sur la base de preuves géologiques, suggéraient un pic des températures globales entre 10 000 et 6000 ans avant aujourd’hui, suivi d’une tendance au refroidissement, puis un réchauffement accéléré avec l’essor industriel. Le graphique ci-dessous, sur la base de l’étude de Shaun Marcott (2013) montre que les températures actuelles sont à peu près au niveau du maximum de l’Holocène. « A peu près » car la résolution des thermomètres offre bien sûr une précision supérieure à celle des reconstructions.
Sur le dernier million d’années, la planète a d’ailleurs connu à plusieurs reprises de longues périodes froides de 100 000 ans entrecoupées de phases plus chaudes, dites « interglaciaires », de 10 000 à 20 000 ans. Les recherches ont clairement fait ressortir deux mécanismes principaux pour expliquer ces variations du climat : la position de la Terre par rapport au Soleil et la teneur de l’atmosphère en CO2.
Mais les scientifiques ont longtemps été confrontés à l’inadéquation entre les simulations climatiques des 12 000 dernières années et les reconstructions de température à partir d’enregistrements géologiques. Les simulations informatiques du climat de l’Holocène montrent une tendance au réchauffement linéaire depuis 12 000 ans. Des progrès ont été réalisés ces dernières années dans la collecte et l’interprétation des archives climatiques. Les indices récoltés dans la glace, les cernes des arbres et les coraux notamment ont permis de reconstruire les températures des derniers millénaires. Ces progrès n’ont cependant pas réconcilié les reconstructions climatiques de l’Holocène avec les modélisations.
L’article paru sous la direction de Samantha Bova (Université de Rutgers) montre que des biais saisonniers dans les enregistrements permettent d’expliquer cette disparité entre modèles et enregistrements géologiques. L’intérêt de l’étude ne vient pas de la découverte d’indices inconnus jusqu’alors mais dans l’élaboration une nouvelle méthode. La majorité des enregistrements marins inclus dans les reconstructions précédentes serait biaisée par la saisonnalité, reflétant largement les températures estivales boréales. Avec la rectification du biais saisonnier, il ressort que les températures mondiales annuelles moyennes ont augmenté régulièrement au cours des 12 000 dernières années, conformément aux modèles.
Dans la nouvelle évaluation des températures de Bova et al. , la première moitié de l’Holocène apparaît comme plus froide que dans les autres reconstructions (le biais saisonnier apparait sur la courbe jaune du graphique ci-dessus) en raison des effets de refroidissement des restes de calottes de glace de la période glaciaire précédente. Le réchauffement initial est lié au retrait de ces calottes de glace. Puis l’élévation de la température globale depuis 6500 ans est due à l’augmentation des gaz à effet de serre, comme ce qui est calculé par les modèles climatiques. Vient ensuite la hausse spectaculaire de la concentration de CO2 et l’élévation brutale des températures. Au regard du pic supposé de l’Holocène, la prise en compte du biais saisonnier fait davantage ressortir l’anomalie actuelle, dans une proportion équivalente à celle des modèles.
Le rôle du CO2 est loin d’être une découverte. Les prélèvements dans les calottes de glace de l’Antarctique et du Groenland permettent de constater que l’évolution des températures suit fidèlement celle des niveaux de CO2. Les archives glaciaires montrent que les concentrations actuelles de gaz à effet de serre sont les plus élevées depuis au moins 800 000 ans. En analysant la glace la plus ancienne jamais retrouvée en Antarctique, des scientifiques américains ont même montré une corrélation entre les niveaux de dioxyde de carbone et la température sur les 2 derniers millions d’années.
Pour reconstruire les climats passés, les scientifiques s’appuient sur des indicateurs climatiques ou proxies : des matériaux géologiques dont les propriétés peuvent être mesurées et corrélées aux paramètres climatiques. Ce qui était auparavant considéré comme le maximum thermique de l’Holocène, il y a environ 8 000 ans, est une caractéristique notable des reconstructions climatiques basées sur des proxies. L’étude de Bova et al. cible en particulier les biais dans l’estimation de la température de surface de la mer. Les enregistrements de température de surface de la mer (SST) utilisés pour les reconstructions seraient ainsi biaisés par les saisons, d’après l’article paru dans Nature.
Samantha Bova et ses coauteurs ont utilisé des fossiles marins calcaires provenant de foraminifères, des organismes unicellulaires vivant à la surface de l’océan, pour reconstruire les historiques de température des deux derniers intervalles chauds sur Terre : la dernière période interglaciaire de 128 000 à 115 000 ans avant aujourd’hui et l’Holocène. Pour obtenir les fossiles, les scientifiques ont collecté un noyau de sédiments au nord de la Papouasie-Nouvelle-Guinée. Le noyau comporte des sédiments qui s’accumulent, permettant aux scientifiques de recréer l’historique des températures du Pacifique Ouest, qui suit de près les changements de température globale.
La nouvelle méthode de Bova et al. identifie les biais saisonniers dans les enregistrements de SST et permet le calcul de la SST annuelle moyenne à partir de la SST saisonnière. L’analyse s’appuie sur les caractéristiques de la dernière période interglaciaire (il y a 128 000 à 115 000 ans), qui a été marquée par des températures mondiales plus chaudes, des calottes glaciaires plus petites et des niveaux de la mer plus élevés que ceux d’aujourd’hui. La période permet d’estimer le biais saisonnier en raison de ces caractéristiques. La différence saisonnière du rayonnement solaire entrant fut plus importante que pendant l’Holocène, alors que les effets d’autres facteurs qui modifient le climat, tels que les gaz à effet de serre et la glace, étaient équivalent ou plus faibles, ce qui rend plus facile l’identification des biais saisonniers.
Pendant l’interglaciaire 128 000 – 115 000, il y a donc eu une corrélation plus forte de la température de surface de la mer avec l’insolation saisonnière qu’avec l’insolation annuelle moyenne. La sensibilité de l’enregistrement de SST à l’insolation saisonnière pendant cette période a été calculé par Bova et al. et utilisée comme point de référence pour éliminer le biais saisonnier de l’ensemble de l’enregistrement. Les auteurs ont d’abord appliqué leur méthode à une reconstruction SST basée sur un proxy pris à partir d’un site marin situé au large de la côte nord-est de la Papouasie-Nouvelle-Guinée. L’enregistrement SST annuel moyen transformé a été validé par rapport simulations des modèles sur les 300 000 dernières années.
D’après Bova et ses collègues, le climat se réchauffe donc depuis le début de l’Holocène. La période dite de maximum thermique de l’Holocène, entre 10 000 et 6000 avant aujourd’hui, apparait comme une caractéristique saisonnière entraînée par un pic d’insolation estivale dans l’hémisphère nord.
Par ailleurs, Bova et al. montre que les températures annuelles moyennes au cours de la dernière période interglaciaire étaient plus stables et supérieures aux estimations de l’Holocène. Ils attribuent cela aux concentrations quasi constantes de gaz à effet de serre et à la réduction de l’étendue des calottes glaciaires au cours du dernier interglaciaire. Les chercheurs constatent que la température annuelle moyenne actuelle dépasse celles des 12 000 dernières années et se rapproche probablement de la chaleur de la dernière période interglaciaire.
La méthode de Bova et ses collègues pour identifier et corriger les biais saisonniers dans les reconstructions SST proxy pourrait maintenant être appliquée à d’autres enregistrements de température à différentes échelles de temps. On attend de voir la suite car l’une des limites de l’étude est que la synthèse des enregistrements proxy SST est limitée à la région située entre 40 ° N et 40 ° S.
Cette restriction à 40 ° N – 40 ° S pose en effet question car si le rayonnement solaire reste sensiblement le même en moyenne, il peut fortement varier localement. On ne parle pas ici des cycles solaires de 11 ans mais de paramètres astronomiques de plus long terme, les cycles de Milankovic qui décrivent la position de la Terre par rapport au Soleil. Ci-dessous, l’insolation estivale des hautes latitudes de l’hémisphère nord montre un pic survenu lors de l’avènement de l’Holocène. Ce qui compte pour les sorties de glaciation, c’est la région où l’insolation est renforcée, même si la moyenne globale reste stable.
Les cycles de Milankovic permettent d’expliquer comment un réchauffement local et saisonnier peut se propager à l’ensemble du globe. Quand le grand Nord est davantage exposé au rayonnement solaire en été, le forçage entraîne une fonte des glaces de l’hémisphère nord à une période (glaciation) où elles sont particulièrement étendues. La fonte des glaces amplifie encore le réchauffement car la terre et l’océan renvoient moins les rayons du soleil que la glace ou la neige. Cette fonte dans l’hémisphère nord affaiblit la circulation de l’océan Atlantique avec un apport massif d’eau douce. L’eau de fonte glaciaire est douce et ne plonge pas comme l’eau salée, ce qui entrave le « tapis roulant océanique ». Le ralentissement de la circulation océanique prive les hautes latitudes de la chaleur venue des Tropiques tandis que l’Antarctique monte en température. Lorsque l’océan austral se réchauffe, la solubilité du CO2 dans l’eau diminue. Cela conduit les océans à relâcher plus de CO2 dans l’atmosphère. Ce dioxyde de carbone réchauffe alors uniformément la planète, parachevant la sortie de l’ère glaciaire.
Ce modèle de forçage commençant par une insolation estivale croissante dans l’hémisphère nord semble balancé par Bova et al. On peut se demander donc si les modèles sous-estiment le forçage de l’insolation estivale dans l’hémisphère nord ou s’il y a véritablement un biais saisonnier. La vérité pourrait se situer entre les deux. Pour confirmer la découverte de Bova et al., l’inclusion des régions au-delà de 40 ° N – 40 ° S serait le bienvenu, étant donné que les processus sous des latitudes élevées jouent un rôle substantiel dans de nombreux phénomènes de rétroaction climatique. Les travaux futurs devraient étendre la couverture spatiale, mais pour ce faire, les chercheurs ont besoin d’enregistrements de température marine à plus haute résolution du dernier interglaciaire, en particulier dans l’hémisphère sud, selon Samantha Bova.
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Merci pour cet article tres pedagogique. La comparaison avec le precedent interglaciaire est importante pour comprendre les niveaux de montée de mer qui nous attendent avec seulement +2°C d’augmentation de T°. Enfin les courbes sur 800 000 ans du CO2 et de la T° sont impressionnantes de correspondance.
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Merci, c’est d’autant plus impressionnant que le quaternaire est rythmé par la variation de la distribution de l’énergie solaire aux divers endroits du globe.
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C’est exact que la correspondance entre les deux courbes est impressionnante, mais…
Cela veut-il dire que c’est le CO2 qui est la cause des variations de température, ou inversement, que c’est la température qui est la cause des variations du CO2 ?
Dans le premier cas, c’est-à-dire si c’est le CO2 qui pilote les variations de la température, comment répond-on à la question suivante : quelle est alors la cause des variations du CO2 ? Vous avez des hypothèses qui tiennent la route ?
Les émissions anthropiques ? Elles ne sont là que depuis l’ère industrielle. Or la correspondance est valable sur plusieurs millénaires…. Quelle était donc, avant les débuts de l’ère industrielle, la cause des variations du CO2 ?
Dans le second cas, c’est-à-dire si c’est la température qui pilote la concentration du CO2, la question qui se pose est alors : qu’est-ce qui cause dans ce cas les variations de la température?
Là , il y a des hypothèses plausibles, au moins deux :
a) Les variations de l’activité solaire
b) Les variations de l ‘albédo, avec notamment les variations de la couverture nuageuse.
Je ne dis pas que je sais ce qui se passe, car cela me parait actuellement hors de portée et de nos moyens scientifiques et de nos moyens « modélisatiores ».
Je dis simplement qu’il y a des hypothèses simples dans un cas et guère d’explication plausible – du moins je n’en trouve pas – dans l’autre.
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« Cela veut-il dire que c’est le CO2 qui est la cause des variations de température, ou inversement, que c’est la température qui est la cause des variations du CO2 ? »
Il faut distinguer entre le réchauffement moderne et les réchauffements passés. La hausse des températures lors des variations glaciaire-interglaciaire a été déclenchée dans un premier temps par la position de la Terre par rapport au Soleil (il ne s’agit pas ici de l’activité solaire mais de la position de la Terre par rapport à notre étoile, qui varie sur le temps long). Le CO2 n’intervient que dans un second temps pour achever la sortie d’un épisode interglaciaire. Plusieurs hypothèses sont avancées pour expliquer ces variations du CO2 qui suivent la modification des paramètres astronomiques, impliquant notamment le rôle de la température de l’océan, de la fonte des glaces et la circulation océanique. Ces facteurs jouent sur l’absorption océanique du CO2 et donc la concentration atmosphérique du gaz à effet de serre.
Pour le réchauffement récent, il est exclu qu’il soit le fait de l’activité solaire (dont les variations récentes sont trop faibles pour avoir un impact significatif) ou de la position de la Terre par rapport au soleil (qui varie sur des échelles de temps plus importantes). Pour expliquer la hausse des températures depuis la période préindustrielle, il n’y aucun phénomène majeur autre que le CO2 émis par les activités humaines qui puisse servir d’explication crédible. Quand aux variations de l’albédo et de la couverture nuageuse, elles sont la conséquence du réchauffement initial mais des boucles de rétroactions se mettent aussi en place qui pourraient amplifier le réchauffement.
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Merci tout d’abord de votre réponse.
Sachez tout de même qu’elle ne me satisfait pas, bien que je sois d’accord avec certains points. Ce n’est en effet probablement pas l’activité solaire qui est la cause du réchauffement actuel, et peut-être, (quoique ? a-t-on exploré sérieusement cette piste ? ) pas non plus la position de la Terre par rapport au soleil.
Mais vous balayez assez vite, me semble-t-il, la seconde de mes suggestions : les variations de l’albédo et notamment de la couverture nuageuse.
Pourquoi d’un côté les dites variations de la couverture nuageuse et donc de l’albédo seraient-ils nécessairement quand à eux des conséquences du réchauffement initial et de l’autre l’augmentation du CO2 serait-elle nécessairement la cause de ce réchauffement ?
Pourquoi pas l’inverse ?
Les variations de la couverture nuageuse et donc les variations de l’albédo la cause et l’augmentation du CO2 la conséquence ?
Vous avez dit vous-même dans votre réponse que plusieurs hypothèses sont avancées pour expliquer les variations du CO2 dans le passé. Si on en est au stade des hypothèses, cela signifie qu’on ne sait pas très bien si le CO2 avait dans le passé un effet sur l’augmentation de la température ou si c’était l’inverse.
Ce que vous me dites tendrait d’ailleurs plutôt à conforter l’idée que ce pourrait bel et bien être l’inverse : les variations de température de l’océan jouent sur l’absorption du CO2, dîtes-vous, et donc ( comme conséquence et non comme cause ! ) sur la concentration du CO2 dans l’atmosphère.
Qu’est-ce qui vous permet d’affirmer dans ces conditions qu’aujourd’hui il en serait autrement ?
Qu’il n’y a qu’une seule cause crédible actuellement ?
Qu’elle est même seulement crédible, tout court ?
En quoi le CO2, comme composant de l’atmosphère, lequel est soit à la même température que le sol en très basse altitude, soit plus froid que le sol plus haut, pourrait-il réchauffer ce sol, qui est plus chaud que lui ?
Le CO2 absorbe de la chaleur. Cela ne signifie pas qu’il soit capable de chauffer le sol (il est plus froid !)
Quand à parler de chaleur « prisonnière », les mesures satellitaires paraissent prouver au contraire aujourd’hui que les émissions infrarouges de la Terre seraient en augmentation et non pas en diminution. Ce fait confirmerait d’ailleurs l’existence du réchauffement, mais c’est tout. Ce fait ne peut rien nous apprendre sur la cause.
Mais on peut néanmoins réfléchir comme ceci : Si les émissions infrarouges vers l’espace augmentent, c’est que l’entrée d’énergie augmente au moins à proportion, sinon le système Terre-atmosphère, évacuant plus de chaleur qu’il n’en entre, devrait dans ces conditions se refroidir !
Et si l’entrée augmente on retrouve mes deux explications plausibles :
a) Variations de l’activité solaire (on peut probablement exclure cette explication, j’en conviens)
b) Variations de l’albédo ( je pense que l’on a pas exploré sérieusement cette piste. Le peut-on, d’ailleurs ? )
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« Pourquoi d’un côté les dites variations de la couverture nuageuse et donc de l’albédo seraient-ils nécessairement quand à eux des conséquences du réchauffement initial et de l’autre l’augmentation du CO2 serait-elle nécessairement la cause de ce réchauffement ? »
Les variations de la couverture nuageuse peuvent effectivement conduire à un réchauffement. Dans l’absolu, l’impact des nuages sur la température est globalement négatif. Ce qui compte, c’est la tendance. Les modèles, surtout les derniers modèles CMIP6, indiquent une tendance à la réduction de cet effet de refroidissement avec le réchauffement climatique.
« Si on en est au stade des hypothèses, cela signifie qu’on ne sait pas très bien si le CO2 avait dans le passé un effet sur l’augmentation de la température ou si c’était l’inverse. »
C’est plutôt les deux. Les reconstructions montrent plusieurs périodes chaudes corrélées au CO2, comme vous le savez. Le timing des variations de l’insolation des hautes latitudes nord montrent que le réchauffement initial est causé par les paramètres astronomiques. Mais ces derniers ne peuvent pas tout expliquer car d’une part les cycles astronomiques ne changent pas la quantité totale d’énergie sur Terre mais surtout la distribution à la surface de la Terre, avec un rôle majeur dans l’hémisphère nord. D’autre part, alors que ces mêmes paramètres astronomiques devraient nous conduire aujourd’hui à un refroidissement, c’est l’inverse qui se produit.
En outre, le rôle du CO2 comme gaz à effet de serre est démontré depuis longtemps maintenant, indépendamment de la paléoclimatologie. Dès 1859, Tyndall a montré que le dioxyde de carbone et la vapeur d’eau peuvent absorber la chaleur. Ses expériences en laboratoire et celles de nombreux autres chercheurs qui ont suivi sont aujourd’hui confirmées par les mesures des satellites sur le rayonnement infrarouge, dont je vais parler ci-dessous.
« Quand à parler de chaleur « prisonnière », les mesures satellitaires paraissent prouver au contraire aujourd’hui que les émissions infrarouges de la Terre seraient en augmentation et non pas en diminution. Ce fait confirmerait d’ailleurs l’existence du réchauffement, mais c’est tout. Ce fait ne peut rien nous apprendre sur la cause. »
Il y a bel et bien un déséquilibre énergétique qui conduit à un réchauffement. D’après une récente étude, cette tendance est principalement due à une augmentation du rayonnement solaire absorbé associée à une diminution de la réflexion par les nuages et la glace de mer et une diminution du rayonnement sortant à ondes longues (OLR) liée à l’augmentation des gaz à effet de serre et de la vapeur d’eau. Ces changements combinés dépassent une tendance positive de l’OLR liée à l’augmentation des températures moyennes mondiales (peut-être celle que vous évoquez).
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Bonjour,
Je n’ignore pas les travaux de Tyndall et le fait connu que la vapeur d’eau et le CO2 sonr susceptibles d’absorber un rayonnement en raison de leur constitution atomique. Ceci est une chose vérifiée effectivement en laboratoire et qui ne souffre pas de discussion.
Tout autre chose est d’admettre qu’il pourrait en résulter un « effet de serre », comme on dit.
Si j’approche ma main gauche de ma main droite, chacune rayonnera vers l’autre en vertu du fait que tout corps émet un rayonnement à sa température propre. Mais l’échange de chaleur entre les deux mains n’existe pas.
Pourquoi ? parce qu’elles sont à la même température…
Un échange de chaleur par rayonnement entre deux corps A et B ne peut avoir lieu que si l’un d’eux, mettons A, est plus chaud que l’autre, mettons B, et dans ce cas cet échange va du plus chaud A au plus froid B.
Il se calcule en faisant la différence entre ce qui est émis par A et absorbé par B d’une part et ce qui est émis par B et absorbé par A d’autre part.
Dans le cas du sol (surtout les océans donc) et du CO2, le sol étant plus chaud que le CO2, il en résulte clairement que c’est le sol qui chauffe le CO2 et non l’inverse. Le raisonnement est le même pour l’eau.
Je constate également que la récente étude dont vous parlez me donne raison quand à mon hypothèse : il y aurait une augmentation du rayonnement solaire absorbé, dû à une diminution de l’albédo. Cette hypothèse là me parait très cohérente.
Par contre, je ne vois pas ce que l’augmentation des gaz à effet de serre vient faire là-dedans.
Enfin il me paraît tout à fait incohérent de dire que l’ORL diminue et augmente en même temps.
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La hausse du rayonnement solaire absorbé est prévue par les modèles. Il y a un lien avec la hausse des températures, celles de la surface de la mer qui jouent sur les nuages.
Pour l’OLR, il n’y a pas contradiction. Il y a une hausse qui vient du réchauffement de la planète, c’est un phénomène qui vise à rétablir l’équilibre énergétique. Les GES ont dans le même temps pour effet de réduire l’OLR. Les chercheurs parviennent à decomposer les différents impacts sur l’OLR.
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Bonjour,
Je n’ignore pas les travaux de Tyndall, prouvés effectivement en laboratoire et qui ne souffrent pas de discussion.
Mais ils signifient seulement que certains gaz, dont la vapeur d’eau ou le CO2 ont la propriété d’absorber un rayonnement et de le réémettre. Cela n’a rien à voir avec la capacité de réchauffer le sol.
Pour qu’un corps donné A puisse réchauffer un autre corps B, qui lui aussi, comme tous les corps, émet un rayonnement, il est nécessaire que A soit plus chaud que B.
Le sol étant plus chaud que l’atmosphère et que ses constituants, c’est donc le sol qui réchauffe l’atmosphère et non l’inverse.
Par ailleurs, je suis intéressé par le fait que la récente étude dont vous parlez semble bien confirmer l’hypothèse que je fais, à savoir que le réchauffement actuel serait dû à une augmentation du rayonnement solaire absorbé, lui-même dû à une diminution de l’albédo ( je résume ). Cette hypothèse me parait, elle, très cohérente.
Par contre, je ne vois pas bien d’une part ce que viennent faire les gaz à effet de serre là-dedans -ce qui compte c’est la diminution de la couverture nuageuse ou de l’albédo en général, pas « l’effet de serre » ( ce qui se passe entre le sol et l’atmosphère n’a rien à voir avec un effet de serre ) – et d’autre part comment on peut affirmer en même temps que l’ORL augmente et diminue.
Ce qui est cohérent c’est que l’entrée de rayonnement soit supérieure à la sortie de rayonnement, ce qui explique le réchauffement. Comme la sortie augmente elle-même – ce qui contredit tout « effet de serre » « gardant la chaleur prisonnière »- la conclusion qui s’impose est qu’effectivement le rayonnement solaire absorbé devrait augmenter. Enfin, comme ce n’est pas l’activité solaire elle-même qui augmente, c’est donc qu’il y aurait une diminution de l’albédo, notamment de la couverture nuageuse.
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Bonjour Yves,
Pour le moment, l’albédo montre que la modification et l’utilisation des surfaces (déforestation pour agriculture, désertification), les aérosols (naturels ou pas) et la couverture nuageuse (quel que soit l’étage) arrivent à bien contrecarrer la perte de surface des calottes glaciaires durant la saison de fonte, avec un forçage « négatif ». J’en déduit qu’il augmenterai plutôt.
La dernière livraison estampillée GIEC (AR6) semble aller dans ce sens.
«Le sol étant plus chaud que l’atmosphère et que ses constituants, c’est donc le sol qui réchauffe l’atmosphère et non l’inverse.»
Je sais que ce n’est pas une généralité mais l’atmosphère a plus d’un tour dans sa besace et sait parfaitement bien liquéfier le pergélisol par exemple.
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« Ce qui est cohérent c’est que l’entrée de rayonnement soit supérieure à la sortie de rayonnement, ce qui explique le réchauffement. Comme la sortie augmente elle-même – ce qui contredit tout « effet de serre » « gardant la chaleur prisonnière »- la conclusion qui s’impose est qu’effectivement le rayonnement solaire absorbé devrait augmenter. »
Il faut là remettre un peu les choses dans l’ordre. Premièrement, l’accumulation de chaleur dans les océans montre qu’il y a bien un déséquilibre énergétique, autrement dit la Terre emmagasine davantage d’énergie qu’elle n’en émet.
Deuxièmement, les mesures des satellites confirment cette tendance. Les scientifiques tentent d’expliquer les facteurs sous-jacents.
L’effet de serre est vu traditionnellement comme un captage du rayonnement infrarouge. Ce qui est vrai. Mais la Terre se réchauffe à son tour, ce qui la rend plus capable de réemettre l’énergie sous forme de rayonnement infrarouge. C’est d’ailleurs ce qui va permettre de retrouver un équilibre énergétique, mais à un niveau de température plus élevé.
Des scientifiques ont étudié ce qui c’était passé sur la période 2002-2020. Le rayonnement sortant et le rayonnement absorbé varient de manière assez importante sur la période. On peut avoir un gain d’énergie si le rayonnement absorbé augmente davantage que le rayonnement sortant. Cela peut se faire soit par une hausse du rayonnement absorbé, soit par une baisse du rayonnement sortant. Avant 2014, c’est le deuxième phénomène qui a dominé. Après 2014, c’est le rayonnement absorbé qui a nettement augmenté. Le bilan net tend vers une aggravation du déséquilibre énergétique. C’est principalement dû à la réponse des nuages aux températures de surface de la mer dans le Pacifique, ce qui est justement l’une des conséquences du réchauffement climatique prévue par les modèles.
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Yves, en complément de la réponse de l’auteur de l’article je dirais ceci.
Aujourd’hui on constate une forte augmentation de la concentration de CO2 dans l’atmosphère aisément explicable pn’ar notre consommation d’énergie fossile. Or le CO2 est un gaz à effet de serre, plus de CO2 dans l’air plus de T°, tout le monde ne peut qu’etre d’accord là dessus.
Dans le passé c’est different. Nous savons que nos ancetres ne prenaient pas l’avion, ni n’utilisaient les carburants fossiles. Grace à Milankovitch nous savons que l’orbite de la Terre évolue ce qui entraine des periodes avec un ensoleillement légerement different soit en plus soit en moins (cycles de Milankovitch). Et ces faibles variations de T° sont accentuées par 2 boucle de retro action positive:
1) Changement d’albedo de la Terre. Plus il fait chaud, plus le glace fond, moins il y a de zones blanches (neige, glace), moins la planete renvoie à l’exterieur l’énergie solaire, plus il fait chaud
2) Changement de concentration de CO2 dans l’atmosphère.Plus il fait chaud, plus l’eau des oceans est chaude, moins elle peut stocker du CO2 (sous forme d’acide carbonique, donc plus elle libère du CO2 dans l’atmosphère, plus il y a d’effet de serre, et donc plus il fait chaud.
Ces 2 fonctionnements de boucle marchent parfaitement dans les 2 sens et permettent à la Terre d’atteindre ensuite un nouvel équilibre.
En résumé aujourd’hui c’est le CO2 qui entraine la T°, dans le passé, c’est la T° qui a declenché les variations de CO2 ce qui a accentué la variation initiale.
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Sans compter les aérosols sulfatés «anthropiques» (et quand ils disparaîtront) qui modifient aussi l’albedo au niveau global.
Après je doute que l’albédo soit un indice très pertinent pour expliquer à lui seul le réchauffement global; il varie de manière saisonnière aussi. Au niveau local il y a beaucoup de disparités, le système étant dynamique (advection, convection, atmosphère, eaux, le système est têtu et ne se satisferait pas de modèles simples pour lui ressembler), cela pourrait amener à des effet contre-intuitifs.
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Bonjour,
Gasp !
Intéressant.
Est-ce à dire que ce biais de saisonalité pourrait effectivement aténuer l’option d’un interglaciaire (holocène) «court» ?
Que cela pourrait sous-entendre un phénomène de captage/relargage accéléré de GES par les zones humides/tourbières bien au-delà de ces latitudes avant l’ère industrelle ?
Car, c’est étrange ce deuxième graphe, ça me fait immédiatement penser aux thèses de W. Rudimann.
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Bonjour,
Je ne sais pas à quel point ça joue dans cette étude mais le graphe fait effectivement référence aux débuts de l’agriculture, que l’on peut lier aux thèses de Ruddiman. La hausse du CO2 doit quand même pour une large part être une rétroaction de la déglaciation déclenchée par l’insolation.
Cette question de la durée de l’interglaciaire est très intéressante. Je crois savoir que les perspectives d’insolation ne suggèrent déjà pas un interglaciaire court en raison de la faible variabilité. Le rôle du CO2 n’en serait que plus important.
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Ce sont des résultats étonnants! Que la température mondiale actuelle soit plus chaude que le maximum thermique de l’Holocène, ça ne me surprend pas; pour le reste, c’est toute la vision de l’évolution des températures depuis en gros 6000 ans qui est remise en cause. J’imagine que les débats entre spécialistes vont être passionnés :-p
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Je pense qu’on va encore entendre parler de ce sujet, d’autres scientifiques vont sans doute se pencher sur cette méthode.
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Merci pour cet article qui explique la résolution du « conundrum » en langage clair, je dois avouer que l’article des scientifiques est un peu trop ardu pour mes faibles capacités !
Cela dit que la température actuelle soit ou non supérieure à une quelconque période dans le passé n’a aucune espèce d’importance, ce qui compte c’est la rapidité de la hausse et le niveau qu’elle est capable d’atteindre en l’espace d’une paire de siècles seulement.
Il faut toujours garder à l’esprit que nos civilisations se sont essentiellement développées le long des côtes alors que la température évoluait relativement peu, mais avec une hausse à terme de plus de 3°C (certains vont jusqu’à évoquer +7°C…) par rapport à la période préindustrielle on imagine assez bien ce que tout cela va donner sur le plan de la hausse du niveau des mers (sans parler de tout le reste)
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Merci. L’enjeu est de mesurer l’impact, s’il existe, d’un biais saisonnier dans la reconstruction des températures. Vu qu’il est moindre dans les modélisations que dans les reconstructions précédentes, la question est de savoir si les modèles sous-estiment ce biais ou si ce sont les reconstructions qui sur-estiment le poids de l’insolation dans les hautes latitudes de l’hémisphère nord.
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Bonjour,
Tout d’abord, vos réponses me donnent l’impression (peut-être fausse, je ne sais pas ce qui se passe dans vos esprits car je ne suis pas capable de lire dans les pensées des autres) que vous me prêtez l’idée de nier qu’il y ait un réchauffement climatique tout court. En effet, vous mélangez constamment les conséquences de l’existence incontestable d’un réchauffement climatique avec les conséquences d’une hypothèse susceptible de l’expliquer, à savoir l’émission de gaz dits à effet de serre.
Vos arguments portent en effet tantôt sur la cause supposée, tantôt sur l’existence elle-même d’un déséquilibre énergétique, du moins ceux de vos arguments qui, à mes yeux, sont recevables. Or j’admets parfaitement, parce que c’est un fait, lui, avéré, qu’il y a en effet un tel déséquilibre énergétique. Que ce soit clair : il serait absurde de prétendre qu’il n’y a pas de réchauffement climatique et je ne nie nullement un tel phénomène.
Il est par contre beaucoup plus compliqué d’expliquer pourquoi il y a ce phénomène.
Il convient par conséquent, afin de rester rigoureux, de ne pas confondre le phénomène lui-même avec les conséquences de la seule tentative d’explication qui soit faite.
Par exemple, je ne vois pas ce que l’auteur de ce blog, JL, veut signifier avec cette phrase :
« Il faut là remettre un peu les choses dans l’ordre. Premièrement, l’accumulation de chaleur dans les océans montre qu’il y a bien un déséquilibre énergétique, autrement dit la Terre emmagasine davantage d’énergie qu’elle n’en émet.
Deuxièmement, les mesures des satellites confirment cette tendance. Les scientifiques tentent d’expliquer les facteurs sous-jacents. »
Ai-je dit quelque chose qui aille à l’encontre de ce que vous écrivez ?
Oui il y a un déséquilibre énergétique sinon la terre ne se réchaufferait pas.
Par contre il me semble que c’est vous qui inversez l’ordre des choses, cette fois-ci en raison de la thèse que vous défendez sur la cause du réchauffement en question (vous mélangez donc bien le phénomène avec sa cause supposée), lorsque vous dîtes ensuite
« L’effet de serre est vu traditionnellement comme un captage du rayonnement infrarouge. Ce qui est vrai. Mais la Terre se réchauffe à son tour » . Ce « à son tour » signifie que vous imputez le réchauffement aux GES. Il ne s’agit donc plus du réchauffement mais de l’explication que vous donnez de sa cause.
J’ai expliqué pourquoi ceci est impossible. Les GES ne peuvent pas chauffer le sol. Je ne reviens pas là- dessus.
Pour moi un autre bon ordre pourrait fort bien être : il y a une diminution de l’albédo ( c’est une hypothèse, différente de la votre, sur la cause du réchauffement) donc la terre se réchauffe et donc l’ORL augmente.
Dans cet autre cadre, Il est légitime de se demander quel est le rôle des GES ? Je le vois comme suit :
Puisqu’ils absorbent et réémettent le rayonnement infrarouge (il convient en effet de ne pas oublier ni qu’ils l’absorbent ni non plus qu’ils le réémettent) que peut-il donc se passer ? Je vous livre ce que j’en pense :
L’ORL, dont nous convenons tous bien, me semble-t-il, qu’il augmente, est dû essentiellement à deux choses :
a) Le rayonnement direct du sol vers l’espace par la fenêtre atmosphérique. Plus de GES signifie absorption plus grande du rayonnement en provenance du sol. Donc, logiquement cette partie là de l’ORL diminue.
b) Le reste de l’ORL ne peut provenir que des GES, qui en haut de l’atmosphère sont les seuls à avoir la propriété de pouvoir réémettre du rayonnement vers l’espace.
Quelle est la seule conclusion logique que l’on puisse en tirer ?
Comme l’ORL augmente et que la partie due à la fenêtre atmosphérique diminue, l’autre partie, due aux GES, augmente nécessairement. Comme il y a en outre plus de GES, ceci est d’autant plus logique.
Dernières remarques: je suis ouvert à toute explication rationnelle. Pour le moment, je juge irrationnelle l’explication par les GES, parce qu’elle est contraire au second principe de la thermodynamique, lequel n’a jamais été mis en défaut.
Je suis cependant intéressé par la consultation des articles qui prouveraient ce que vous me dites dans la phrase suivante :
« Avant 2014, c’est le deuxième phénomène qui a dominé. Après 2014, c’est le rayonnement absorbé qui a nettement augmenté. »
Ultime remarque: je suis mathématicien et en tant que tel, je me méfie énormément des modèles mathématiques portant sur autre chose que les mathématiques. Très souvent, on les confond avec la réalité.
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« Les GES ne peuvent pas chauffer le sol. Je ne reviens pas là- dessus. »… « je suis ouvert à toute explication rationnelle. Pour le moment, je juge irrationnelle l’explication par les GES, parce qu’elle est contraire au second principe de la thermodynamique, lequel n’a jamais été mis en défaut. »
Le réchauffement lié aux GES n’est pas en contradiction avec le 2nd principe de la thermodynamique, qui n’a pas besoin d’être convoqué ici. Les GES entravent la perte de chaleur vers l’espace, donc il n’y a pas contradiction.
Pour le reste, je me répète. Les GES piègent une partie de la chaleur. En réponse, la Terre se réchauffe afin de faire irradier la chaleur plus efficacement, d’où l’OLR en augmentation. Mais il faut bien noter que cette dernière se produit en même temps qu’un gain en chaleur dans le système climatique. C’est donc bien parce que les GES piègent la chaleur que la température s’élève pour irradier plus efficacement.
Pour ce qui est des données ASR et OLR, voir les graphiques ci-dessous:
Les graphiques montrent l’évolution de l’ASR (a), de l’émission thermique (b) et le solde net (c), avec en-dessous les contributions des différents facteurs impliqués. A noter que la valeur négative de l’OLR signifie une perte de chaleur. On peut voir la contribution significative des nuage pour l’ASR et de la température pour l’OLR.
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Bonjour,
* Merci tout d’abord pour vos graphiques qui m’intéressent. Puis-je en avoir la source exacte ? Merci d’avance !
** Une question cependant : le rôle que l’on fait jouer à la « température » dans l’OLR sur ces graphiques m’échappe. La température n’ayant pas la propriété de rayonner vers l’espace figure pour quelle raison dans ces graphiques ? Que veut-on mettre en évidence en la faisant figurer ? Merci d’essayer d’être clair.
Pour le reste de votre réponse,
*** dire à un mathématicien, en préambule, que les GES piègent un partie de la chaleur pour en conclure à la fin … que les GES piègent la chaleur, cela s’appelle en termes techniques une tautologie ou un raisonnement circulaire.
Vous ne sauriez me convaincre avec des raisonnements de ce type.
**** La seconde loi de la thermodynamique n’a pas à être ignorée purement et simplement. Et contrairement à ce que vous dîtes, elle a à être convoquée ici. Elle nous apprend que le sol chauffe l’atmosphère. Je ne vois pas comment on pourrait contester ce fait. Ou alors il faut admettre que le sol n’émet pas de rayonnement infrarouge vers l’atmosphère.
Dernière remarque je peux développer une théorie su le rôle des GES tel que je le vois et qui demanderait bien évidemment à être confirmée, mais dans laquelle il faut accepter de sortie de l’idée que ce sont les GES qui chauffent le sol.
Elle vous intéresse ?
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La source des graphiques est celle-ci : https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021GL093047
C’est d’ailleurs dans le dernier article de mon blog.
« le rôle que l’on fait jouer à la « température » dans l’OLR sur ces graphiques m’échappe. La température n’ayant pas la propriété de rayonner vers l’espace figure pour quelle raison dans ces graphiques ? Que veut-on mettre en évidence en la faisant figurer ? Merci d’essayer d’être clair. »
Il faut tout d’abord rappeler que dans un premier temps l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre réduit la quantité de rayonnement à ondes longues (OLR). L’énergie s’accumule ainsi dans le système climatique et la planète se réchauffe.
A son tour, l’augmentation de la température augmente l’émission de rayonnement OLR. C’est ce qu’on appelle la réponse de Planck, à la base des sciences du climat. C’est le moyen par lequel la planète revient à un équilibre énergétique. L’augmentation de la température permet d’augmenter le rayonnement. Donc la température va augmenter jusqu’à ce que le rayonnement sortant contrebalance l’énergie entrante.
Mais les modèles climatiques forcés par le CO2 révèlent que l’accumulation d’énergie mondiale est ensuite principalement causée par une augmentation du rayonnement solaire absorbé (ASR), notamment en lien avec les nuages, la réduction de la neige et de la couverture de glace de mer. Les observations et les simulations de modèles suggèrent que même si le réchauffement climatique est déclenché par les gaz à effet de serre qui réduisent l’OLR, il est finalement soutenu par les rétroactions climatiques qui augmentent l’ASR.
« dire à un mathématicien, en préambule, que les GES piègent un partie de la chaleur pour en conclure à la fin … que les GES piègent la chaleur, cela s’appelle en termes techniques une tautologie ou un raisonnement circulaire »
Effectivement, vu comme ainsi, cela ne semble pas transcendant. Mais il s’agissait de préciser que le réchauffement se fait dans un premier temps par la baisse de l’OLR et c’est pour faire le lien avec l’argument de la 2nde loi de la thermodynamique que vous évoquez, ce que je précise ci-dessous.
« La seconde loi de la thermodynamique n’a pas à être ignorée purement et simplement. Et contrairement à ce que vous dîtes, elle a à être convoquée ici. Elle nous apprend que le sol chauffe l’atmosphère. »
Je dis que la seconde loi de la thermodynamique n’a pas besoin d’être convoquée car l’argument selon lequel « le sol chauffe l’atmosphère » omet que l’énergie vient du soleil et que cette énergie est soit retenue par les GES (diminution de l’OLR dans un premier temps), soit absorbée plus efficacement (augmentation de l’ASR).
Il ne s’agit pas de mon avis mais du travail scientifique qui a été mené pour comprendre le système climatique. La plupart des principales organisations scientifiques du monde ont publié des déclarations publiques approuvant le mécanisme par lequel les gaz à effet de serre réchauffent la troposphère.
Vous pouvez exposer vos arguments, bien évidemment.
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Bonjour et merci d’accepter le débat
Avant de commencer à exposer plus en détail une autre thèse, je précise que je ne prétends pas qu’elle est avérée.
Cela ne la disqualifie nullement par rapport à la thèse qui attribue le réchauffement observé à l’émission anthropique des GES.
En effet cette thèse-là n’est, contrairement à ce qu’affirment une majorité de gens dans le monde, pas non plus avérée.
Elle est bien au contraire plus qu’extrêmement discutable pour les raisons suivantes que je préfère exposer avant de commencer des explications sur l’autre possibilité. Cette critique serrée est nécessaire pour comprendre plusieurs aspects de l’autre explication (non explorée par les scientifiques) qu’il est possible de faire.
Première objection qui est majeure alors que vous la balayez d’un revers de la main : la seconde loi de la thermodynamique.
Il est évident que, comme vous le dites, l’énergie qui réchauffe la terre vient en tout premier lieu du soleil. Dire que je l’omets est une affirmation gratuite d’une part, car je ne l’omets nullement, mais n’a pas de rapport avec la critique que je fais, d’autre part.
Vous indiquez en effet que cette énergie est retenue par les GES, ce qui diminue l’OLR, dites -vous.
Cette phrase n’a de sens que si vous parlez bien non pas de l’énergie incidente en provenance du soleil, mais de l’énergie évacuée en retour par le sol sous forme infrarouge. Il faudrait déjà convenir de ce point.
Le fait que son origine première soit le rayonnement solaire n’a pas à être omis, mais il ne s’ensuit pas que l’on ne puisse pas isoler sans faire d’erreur l’émission infrarouge du sol et son interaction avec l’atmosphère.
La terre (océan ou terre émergée) émet bel et bien en retour de son éclairage par le soleil un rayonnement infrarouge, lequel est effectivement absorbé par les GES. Je pense que nous sommes d’accord là-dessus.
Cela signifie que ces gaz sont chauffés et peuvent donc chauffer leur entourage.
Mais cette énergie n’est nullement retenue, elle est au contraire réémise, et ce, de plusieurs façons.
– soit par convection avec les autres gaz de l’atmosphère que sont surtout l’azote et l’oxygène, qui n’absorbent peut-être pas le rayonnement lui-même mais sont susceptibles d’être chauffés et de conduire cette chaleur, toujours par convection, notamment vers le haut de la troposphère. Pourquoi vers le haut et pas vers le bas ? En vertu de la seconde loi de la thermodynamique: la chaleur va du plus chaud vers le plus froid. Je reviendrai dans ma thèse sur ce point qui mérite d’être approfondi et quelque peu nuancé. Le point sur lequel je ne reviendrai cependant pas est que ce transfert ne se fait pas vers le sol, parce que celui-ci est plus chaud.
– soit par rayonnement des GES. Le rayonnement vers le sol des GES, qui certes existe, ne peut cependant pas chauffer le sol puisque son intensité est inférieure au rayonnement inverse en provenance du sol. Répétons-le encore : c’est le sol qui réchauffe l’atmosphère et non pas l’inverse, toujours en raison de la seconde loi de la thermodynamique.
Le rayonnement vers le haut, lui, va entretenir l’OLR.
En effet, les GES sont, en dehors de la fenêtre atmosphérique, les seuls corps présents en haut de la troposphère et dans la stratosphère susceptibles de permettre l’évacuation de la chaleur vers l’espace. Pourquoi ?
Parce que cet espace étant vide, le seul moyen d’échanger de la chaleur avec lui est le rayonnement et que les seuls corps en haut de l’atmosphère qui soient susceptibles de rayonner sont précisément les GES.
Ceci m’amène à vous indiquer mon incompréhension assez totale de la fin de l’explication qui est donnée sur le rôle des GES. Cette explication est en effet d’une nature qui m’apparaît comme absurde.
On dirait qu’il existerait comme deux entités distinctes, l’OLR rayonnant vers l’espace d’une part et les GES entravant ce rayonnement, d’autre part. Ceci n’a aucun sens. Pourquoi ?
Parce que ce sont, comme dit plus haut, les GES qui sont à l’origine de l’OLR. Il n’y a pas à distinguer les deux, c’est la même chose. Inventer que les GES entravent ce qu’ils font eux-mêmes est absurde. Ils absorberaient ou constitueraient une sorte de barrage pour le rayonnement qu’ils émettent eux-mêmes ! Désolé, mais cela ne tient pas debout.
La seule chose non absurde est le fait que les GES, puisqu’ils absorbent le rayonnement infrarouge du sol entravent la partie de ce rayonnement qui va directement du sol vers l’espace (la fenêtre atmosphérique). Le rayonnement infrarouge du sol qui « passe par la fenêtre atmosphérique » est donc effectivement diminué. Mais ceci est à mon avis compensé par de la convection supplémentaire ou par du rayonnement plus important par les GES eux-mêmes. Ceci est non pas confirmé (restons prudent) mais au moins non contredit par le fait d’observation que l’OLR augmente.
La seconde objection fondamentale sera faite dans ma prochaine intervention.
Bien à vous et bonne semaine !
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Peut-être une façon d’aborder le sujet de manière plus claire serait de donner quelques chiffres.
Nous sommes bien d’accord que l’énergie provient du soleil. Cette énergie représente environ 340 W/m2, dont 100 W/m2 sont réfléchis vers l’espace. Ce qui signifie que la Terre absorbe 240 W/m2 d’énergie solaire. Un niveau qui devrait permettre à la Terre d’avoir une température de -18°C.
Or la température est d’environ 15°C, ce qui signifie que le rayonnement émis par le sol doit être d’environ 390 W/m2, bien au-dessus des 240 W/m2 reçus du soleil.
Il y a donc une différence de flux de 150 W/m2 entre les 390 W/m2 émis par la surface et 240 W/m2 de rayonnement sortant à grande longueur d’onde au sommet de l’atmosphère. On dit bien au sommet de l’atmosphère. Les 150 W/m2 sont donc la mesure de l’effet de serre sur Terre, la seule explication pour que 240 W/m2 reçus se traduisent par une émission par le sol de 390 W/m2. L’effet de serre est responsable de cette différence de 150 W/m2. La vapeur d’eau compte pour 50%, l’opacité des nuages pour 25%, les gaz à effet de serre 25% également (dont 20% pour le seul CO2).
Le CO2 en augmentation capte davantage le rayonnement et le réémet dans toutes les directions, y compris vers la surface, ce qu’on appelle en anglais back radiation. Au fur et à mesure que le rayonnement infrarouge s’élève couche par couche dans l’atmosphère, le dioxyde de carbone, la vapeur d’eau ou d’autres gaz à effet de serre absorbent un peu d’énergie. Chaque couche d’air rayonne une partie de l’énergie qu’elle a absorbée vers le sol et une partie vers les couches supérieures. Plus haut, l’atmosphère devient de plus en plus mince. Finalement, l’énergie atteint une couche si mince que le rayonnement peut s’échapper vers l’espace.
Et il faut ajouter qu’avec les GES anthropique, l’énergie solaire absorbée (ASR) augmente également car l’énergie solaire est moins réfléchie, en raison de certaines rétroactions, liées aux nuages notamment. Dans le même temps, le rayonnement total émis par le sol augmente également. Pour résumer, les hausses de l’ASR, de l’émission thermique par le sol, de la température de surface, du rayonnement vers le sol sont compatibles avec une hausse l’OLR.
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Bonjour,
J’ai découvert votre article, et je partage pleinement vos arguments. Je ne sais pas si les commentaires sont toujours suivis.. mais j’apporte ci-dessous quelques précisions, faisant intervenir les longueurs d’onde.
Le rayonnement de la surface terrestre qui atteint directement l’espace est majoritairement émis pour des longueurs d’onde entre 8 et 14 micromètres. C’est la « fenêtre atmosphérique », ainsi nommée parce que l’atmosphère est transparente à ces longueurs d’onde. Si on ajoute l’absorption par les nuages, l’atmosphère terrestre absorbe ~ 90 % du rayonnement émis par la surface terrestre.
Au final, l’atmosphère est réchauffée par la conduction, la convection, la précipitation de la vapeur d’eau, et le rayonnement terrestre. Mais l’atmosphère ne peut pas se réchauffer à l’infini (comme certains le pensent!).
L’énergie doit aller quelque part : l’atmosphère perd, elle aussi, de l’énergie par rayonnement : les constituants solides ou liquides dans l’atmosphère, tels que les nuages, vont émettre un rayonnement sur une large plage de longueur d’onde comme les rayonnements pour la surface terrestre ou le Soleil.
Pour les gaz à effet de serre, c’est un peu plus compliqué, puisque l’émission n’est pas uniforme et ne se fait qu’aux bandes de longueurs d’onde auxquelles ils absorbent. Par ailleurs l’intensité du rayonnement augmente avec la température : plus une masse d’air est chaude, plus le rayonnement sera intense (et inverse).
Par contre, je n’arrive pas au même chiffre d’émission par la surface de 390 W/m2..?
Meilleures salutations, j. Gruber
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Bonjour,
J’observe, désolé, que vous ne prenez pas en considération l’absurdité qui consiste à distinguer l’OLR et le rayonnement des gaz à effet de serre vers l’espace. Je répète que c’est la même chose. Il est donc absurde de dire que les GES entravent ou retiennent ce qu’ils sont responsables d’émettre.
Vous ne prenez pas en considération non plus que ce que les GES réémettent vers le sol ne peut pas, répétons-le, chauffer le sol, en raison de la seconde loi de la thermodynamique, ou du calcul de l’échange de chaleur obtenu à partir des deux rayonnements, celui du sol vers l’atmosphère et celui des GES vers le sol. Le premier est plus intense que le second…
Cela dit je suis d’accord que l’augmentation de l’ASR est compatible avec celle de l’OLR. Mais c’est tout.
Simplement je ne vois pas ce que les GES viennent faire dans l’ASR. Les rétroactions dont vous parlez présupposent que les GES chauffent le sol, ce que je conteste, et les rayonnements vers le sol dont vous parlez encore et toujours ne chauffent pas non plus le sol, comme déjà expliqué ci-dessus.
Mais venons-en au reste, qui me permet d’aborder la seconde grande objection à toute cette théorie de l’effet de serre.
Je vais parler de la différence qui est introduite dans cette théorie, à savoir la différence entre ASR et OLR, appelée le solde dans les graphiques que vous m’avez montré. Vous en reparlez d’ailleurs dans votre dernière intervention.
Voici en résumé cette seconde objection : Toute la théorie confond sans cesse le système terre-atmosphère avec le seul sol.
Cette erreur me parait beaucoup plus grave de conséquences absurdes, nous allons en voir quelques-unes.
L’OLR est à coupler avec le rayonnement incident en provenance du soleil en haut de l’atmosphère, diminué de l’albédo, c’est -à dire avec la quantité d’énergie qui entre dans le système total Terre-atmosphère et non pas avec l’ASR.
La raison en est est que l’OLR correspond à ce qui sort du système et non pas à ce qui sort du sol.
Et, logiquement, ce qui sort du système est à comparer avec ce qui entre dans le système.
De même ce qui entre dans le sol est à comparer avec ce qui sort du sol et non pas avec ce qui sort du système.
Il en résulte une première absurdité :
La différence entre l’ASR et l’ORL n’a pas plus de sens que la différence entre la hauteur d’eau d’un barrage sur un cours d’eau et la hauteur du cours d’eau en aval du barrage. La hauteur du cours d’eau en aval du barrage doit être couplée et comparée avec la hauteur du cours d’eau en amont du barrage et non pas avec la hauteur du barrage, c’est l’évidence même.
Cela signifie que la mesure de l’effet de serre avec un solde ASR – OLR utilise un solde qui n’a aucun sens.
Deuxième absurdité : Les chiffres classiques, toujours les mêmes, que vous annoncez, la terre sans atmosphère aurait une température de -18°C et a en fait une température de 15°C, due selon ces théories, à l’effet de serre, représentent en fait un mélange et un amalgame de notions au point de ne plus avoir aucune espèce de rapport avec les réalités.
-18°C correspond à l’application de la loi de Stefan-Bolzmann à un rayonnement incident sur un corps situé à la distance Terre-soleil. Il constitue donc la traduction totalement théorique de la température qu’il ferait sur un corps plat, ne tournant pas, donc éclairé de jour comme de nuit, à la distance du soleil, muni cependant d’un albédo tout en n’ayant pas de nuages. Sa seule signification tangible est celle de la température d’un système ayant les propriétés que je viens de citer : plat, ne tournant pas, n’absorbant pas de chaleur, privé d’atmosphère effectivement mais aussi et surtout privé d’océan, mais ayant tout demême un albédo.
Parler dans ces conditions d’une température qu’il ferait sur le sol de -18°C sans atmosphère est à mes yeux une affirmation… extraterrestre I
-18°C a cependant une signification. C’est la température qu’aurait un corps noir n’absorbant pas de chaleur et réémettant le rayonnement reçu en totalité, à des longueurs d’onde correspondant à sa température. Il correspond donc à la température si l’on veut, mais bien plutôt à la traduction en température de l’énergie incidente parvenant sur le système terre-atmosphère.
Ce chiffre est donc celui qui est à coupler avec l’OLR, qui correspond à l’énergie sortante de ce même système.
Par contre coupler les 15°C du sol avec l’OLR n’ a aucun sens. C’est la troisième absurdité de cette théorie.
Dans la comparaison que j’ai prise avec le barrage sur un cours d’eau, la hauteur d’eau du barrage n’a aucun rapport avec ce qui sort du barrage. De même les 15°C n’ont aucun rapport avec l’OLR.
L’explication logique des 15°C sera abordée dans ma prochaine intervention.
J’y expliquerais que ces 15°C n’ont rien à voir avec un effet de serre.
Bonne journée !
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« Vous ne prenez pas en considération non plus que ce que les GES réémettent vers le sol ne peut pas, répétons-le, chauffer le sol, en raison de la seconde loi de la thermodynamique’
La 2nde loi de la thermodynamique n’est pas violée car le rayonnement infrarouge renvoyé vers la surface empêche celle-ci de se refroidir justement à cause des GES. C’est toute la nuance. La température est ensuite forcée d’augmenter au surplus pour émetttre plus efficacement dans l’infrarouge mais une fois de plus les GES absorbent en partie ce rayonnement.
Pour ce qui est de l’ASR, qui joue davantage sur le long terme, son augmentation est aussi due à l’effet de serre puisque la diminution de la couverture de nuages bas, voire de l’albedo sont une conséquence du réchauffement initié par le phénomène de back radiation.
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Bonsoir,
Si votre raisonnement était vrai, la terre aurait bouilli depuis des milliers d’années en raison de l’effet de serre dû à la vapeur d’eau, Celle-ci exerce son « effet de serre » depuis des millions d’année… Pourquoi le processus de réchauffement que vous décrivez se serait-il arrêté ?
Dire que le rayonnement des GES empêche le sol de se refroidir c’est comme dire que si j’approche ma main d’un poêle, le rayonnement de ma main va empêcher le poêle de se refroidir et qu’en conséquence le poêle va se réchauffer.
Il est assez clair, du moins pour moi, que c’est absurde.
Bonne soirée
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C’est un peu ce qui arrive aux océans en ce moment : ils chauffent.
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Le fait qu’ils chauffent a certainement une cause mais sûrement pas une cause absurde.
Selon vous ma main réchauffe le poêle ? Vous êtes sérieux ?
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Sérieux.
Pas autant, mais tout comme l’apport d’une couverture on ne peut plus à température ambiente (qui rayonnera donc davantage) vous réchaufferai en plus de vos vêtement; elle diffère effectivement les échanges thermiques, ou le rayonnement à la surface de votre peau (jusqu’à suer) provoquée par votre métabolisme naturel vers l’extérieur.
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L’exemple de la couverture est un très bon exemple.
L’atmosphère fonctionne en effet un peu par rapport au sol comme une couverture.
Mais attention de ne pas inverser certaines choses.
Vous dîtes que le corps est « réchauffé ». En réalité il a moins froid, votre corps. Il n’augmente pas en température, votre corps, vous pouvez le vérifier avec un thermomètre.
Ce qui augmente en température c’est l’espace entre votre corps et la couverture. Cet espace est chauffé par votre corps.
D’où l’impression réelle d’avoir moins froid.
De même le sol réchauffe l’atmosphère et non pas l’inverse.
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On peut même modifier la propriété de la couverture en prenant celles à base de mylar.
Je n’ai pas soutenu que la couverture apportait elle-même de la chaleur ou convertissait un rayonnement en un autre. Ni même l’évocation de flux nets. Tout au plus elle est un intermédiaire modifiant le gradient thermique. Jusqu’à l’équilibre, elle conserve dans un milieu relativement homogène en renvoyant ou diffusant un rayonnement même vers la surface émettrice, la peau, touchant tout ce qui y est sensible et provoquant cette sensation de chaleur. Et en tant qu’être vivant c’est la seule chose qui nous importe.
Il serait tout à fait absurde de nier l’inconfort et les risques sanitaires (quantifié par les humidex et autre températures au bulbe mouillé) que nos thermorécepteurs, non à la surface externe de notre épiderme, sont aptes à signaler au système nerveux central pour la thermorégulation grace aussi à un fluide abondant dont l’enthalpie de vaporisation ne nécessite pas des conditions folles.
C’est une grande prouesse que celà.
Et pourtant, quand nous mourons, nous ne nous réfrigérons pas, ni même l’air environnant, à moins d’y être contraint dans une chambre froide.
Que peut alors l’augmentation en proportion d’un gaz qui n’a pas la même permanence que l’eau et son changement d’état entre ma peau et un vêtement ? Je l’ignore, je n’ai jamais fait une telle expérience.
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Bonjour,
J’avoue que je ne vois guère le rapport entre ce que vous me dîtes et le problème qui nous occupe.
L’augmentation de la température des océans est une réalité mesurée (environ 1°C en un siècle)
La question est d’en trouver la cause et ce n’est pas un problème d’impression que nous avons qui va répondre à cette question.
La comparaison de la couverture illustre bien que l’atmosphère qui sert bien de couverture au sol terrestre ne chauffe pas ce sol, pas plus que la couverture ne chauffe votre corps. Vos impressions ne font pas que la température de votre corps augmente.
Ceci me permet de préciser ce que je pense être le vrai rôle des GES. Je répète encore une fois trois éléments de base :
a) Les GES absorbent le rayonnement infrarouge du sol.
b) Ils le réémettent ensuite dans toutes les directions.
c) La partie qui retourne vers le sol ne réchauffe pas ce sol en raison de la seconde loi de la thermodynamique, pas plus qu’une couverture ne réchauffe le corps qu’elle enveloppe.
La partie qui va vers le haut est absorbée peu à peu à des étage supérieurs et tout en haut de l’atmosphère finit par créer le rayonnement appelée OLR, qui permet au système terre-atmosphère de se refroidir.
A partir de ces trois éléments que se passe-t-il ? (très résumé)
a ) Les conséquences du a) sont compréhensibles si l’on regarde ce qu’il se passe sur la lune où il n’y a ni atmosphère ni océan, ni nuages. Sur la lune la température varie en plein soleil de +120°C environ à, en pleine nuit lunaire, -170°C environ.
Sur la terre, la température varie de 50°C environ maximum à -80°C environ minimum. L’amplitude est bien plus faible.
Une part de l’explication mais qui est très loin de tout expliquer tient à l’albédo de la terre, supérieur à celui de la lune.
Pour les reste, cela ne signifie pas que le sol et notamment les océans soient réchauffés. Ils seraient plutôt refroidis le jour, en plein soleil, lorsque le rayonnement est le plus intense et réchauffés la nuit, lorsqu’il n’y a plus aucun rayonnement parvenant du soleil, deux phénomènes dont il me paraît évident qu’ils sont aux antipodes d’un effet de serre.
Cela signifie que les océans, qu’il faut considérer comme ayant un rôle primordial dans cette affaire, couplés avec l’atmosphère et ses GES, répartissent et distribuent la chaleur émanant du sol, chauffé par le soleil, sur toute la terre et dans tout l’atmosphère, grâce aux courants océaniques et aux courants atmosphériques. L’ensemble de ces phénomènes a pour effet de diminuer considérablement l’amplitude des variations de température sur la terre, par rapport à ce qui se passe sur la lune.
La présence des GES contribue à cette répartition de la chaleur, pas à l’augmentation de celle-ci.
b et c) Le b) et le c) signifient plusieurs choses :
1 – Que ce qu’émettent les GES vers le sol est sans effet ( seconde loi de la thermodynamique) autre que de permettre le calcul du transfert de chaleur du sol vers les GES. Ce transfert est diminué, mais est bien réel. C’est toujours le sol qui réchauffe l’atmosphère (et non pas l’inverse) , un peu moins que si les GES n’étaient pas là.
Cela ne signifie en aucun cas ni que les GES chauffent le sol ni que les GES entravent la sortie de la chaleur.
Cela signffie que cette évacuation est ralentie, ce qui favorise les phénomènes de répartition de la chaleur exposés au a).
2 – Que ce qu’ils émettent au dessus contribue à réchauffer l’atmosphère au dessus, mais de moins en moins au fur et à mesure que l’on s’éloigne du sol : tout ceci se mesure aussi avec le gradient thermique.
3- Pour finir les GES émettent l’infrarouge vers le cosmos, contribuant ainsi à refroidir le système terre-atmosphère.
En résumé,
*Les GES favorisent une « bonne » répartition de la chaleur, complétant ainsi le rôle des océans sur cette répartition.
** Ils contribuent au refroidiissement du système en haut de l’atmosphère.
Bonne journée !
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J’accorde plus volontier de la valeur aux sensations que toute autre comparaisons de haut vol aussi juste soit-elle avec un milieu dans lequel vous n’aurez jamais à vivre. Navré que vous vous infligiez cette torture intellectuelle tandis que d’autres physiciens ont déjà bien donné du temps de leur vie à celà, et bien avant vous.
Vous vous êtes parfaitement résumé en une seule phrase:
«C’est toujours le sol qui réchauffe l’atmosphère (et non pas l’inverse) , un peu moins que si les GES n’étaient pas là.»
Et il n’est pas dit autre chose.
Le reste n’était qu’écume.
Bien à vous.
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« c) La partie qui retourne vers le sol ne réchauffe pas ce sol en raison de la seconde loi de la thermodynamique »
Une fois de plus, la seconde loi de la thermodynamique n’a pas besoin d’être convoquée. Les GES renvoient les rayons infrarouges dans toutes les directions, y compris vers le sol. En réponse, la température de la surface doit augmenter pour émettre plus efficacement dans l’infrarouge et rééquilibrer le budget énergétique de la Terre.
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Bonsoir,
Je vois que c’est inutile d’argumenter.
La dernière phrase de JL n’a pas de sens. S’il en était ainsi, l’effet de serre se serait emballé bien avant l’ère industrielle.
Mais comme aucun argument n’entame ce qu’il faut bien appeler vos certitudes, semble-t-il, je vais stopper ici mes interventions.
Désolé d’être franc.
L’effet de serre est une invention irrationnelle.
Et le rationnel ne peut pas grand chose contre l’irrationnel, cela je le savais déjà.
Je vous remercie simplement, avant de partir, d’être restés cordiaux dans ce débat.
Vous constaterez probablement dans quelques années que vous avez fait fausse route.
Moi je suis trop vieux, et je ne pourrais malheureusement pour moi, que voir les premières conséquences assez absurdes parce que fondées sur des peurs irrationnelles qu’il nous arrive des catastrophes, de tous ces errements.
L’homme se complaît dans la perspective de catastrophes futures… Je ne comprends pas ce qu’il trouve à se faire peur avec de telles perspectives… A moins qu’il ne s’imagine tout puissant au point de pouvoir influencer le climat… Possible, mais étrange…
Au revoir, messieurs, j’aurai au moins essayé…
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Je prends aussi le compliment.
Vous avez parfaitement saisi aussi le rôle «caloporteur» des fluides en présence, leurs proprités a dissiper l’énergie reçue (au lieu de la couverture, nous aurions pu prendre une résistance électrique) provoque inévitablement une redistribution lorsqu’elle sont modifées. Nous vivons cette époque.
L’effet de serre est mal nommé, certes.
Mais il est évident que les lois de la thermodynamique soient ainsi maltraitée : ce n’est pas parce la température d’un corps est plus élevée, que celui-ci ne peut pas absorber le rayonnement d’un corps à la température moins élevée. Sauf si, dans le cas qui nous intéresse, vous imaginez la réflexion parfaite de ce rayonnement de retour par la surface ou encore qu’un photon d’une longeur d’onde données n’a pas la même énergie selon la tepmpérature du corps source.
Juste une dernière proposition avant de nous quitter, de la lecture : https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/j.2153-3490.1963.tb01399.x . Notez bien la date au passage. Ceci afin de lever une ambiguité lorsque vous utilisez le mot «sol».
Partez l’esprit tranquille.
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La vapeur d’eau n’est pas un forçage mais une rétroaction. Une rétroaction climatique est un processus qui amplifie ou amortit la réponse climatique initiale à un forçage spécifique. Cela peut être une augmentation de la vapeur d’eau déclenchée par un réchauffement initial dû à l’augmentation du dioxyde de carbone, qui agit ensuite pour amplifier le réchauffement.
Ce sont donc les gaz à effet de serre qui enclenchent la rétroaction positive de la vapeur d’eau via la hausse de température. Car une atmosphère plus chaude contient plus de vapeur d’eau. Dans le passé, le CO2 n’est pas le seul facteur climatique, il y a aussi la position de la Terre par rapport au soleil, ce qui explique les cycles climatiques qui se sont succédés.
Les cycles glaciaires du dernier million d’années s’expliquent par les cycles de la position de la Terre par rapport au soleil et par les variations du CO2, ces deux facteurs pouvant jouer à la hausse comme à la baisse.
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Il n’y a pas de réchauffement initial dû à l’augmentation du dioxyde de carbone.
Tout votre raisonnement repose sur ce présupposé.
C’est le sol qui réchauffe l’atmosphère et les GES et non pas l’inverse.
Le fait que la terre possède une atmosphère et notamment des gaz dits à effet de serre ne fait que ralentir la sortie de la chaleur.
En aucun cas ralentir la sortie de la chaleur dans un système quelconque ne peut réchauffer la source de cette chaleur.
Le rôle des gaz à effet de serre n’est pas celui-là, je tenterai de vous expliquer ce que j’en pense dans une intervention ultérieure…
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Bonjour,
Je précise l’objet de cette intervention.
Donner une explication des 15°C observés au sol au lieu des -18°C.
Une remarque préalable sur les -18°C :
Si l’on applique le même raisonnement que celui appliqué à la terre pour trouver ce -18°C, mais cette fois-ci à la lune, on trouve , en raison d’un albédo bien moindre, une température moyenne théorique de -6°C environ.
Or , la moyenne de la température sur la lune, d’après les relevés d’un satellite dédié à cet effet (Lunar Reconnaissance Orbiter) donne comme résultat une température moyenne de -70°C. L’erreur faite entre la théorie et la réalité est donc de 64°C.
Cela en dit long sur la crédibilité de l’affirmation qui consiste à dire que cette température de -18 °C serait celle de la terre sans atmosphère… Fin de la remarque.
La terre aurait, sans atmosphère et surtout sans eau, une température probablement trés basse, de l’ordre de -70°C comme la Lune, qui constitue un laboratoire réel permettant de se faire une idée moins théorique des choses.
Pourquoi la terre est-elle à 15°C et non à une aussi basse température est une question pertinente à laquelle il est important de réppndre avec soin et avec logique.
Voici ce que j’en pense : ce n’est pas l’atmosphère qui explique cet écart, mais bel et bien la présence des océans. Ceux-ci constituent un réservoir de chaleur à côté duquel l’atmosphère est tout à fait négligeable. Ils ont en outre une inertie thermique considérable, à l’origine du fait que la température la nuit est assez peu différente de celle le jour.
Au cours des siècles passés, le chauffage par le soleil a permis aux océans et par suite aux surfaces immergées, dont la température est largement liée à celle des océans, de parvenir à une température moyenne de 15°C.
Pourquoi 15°C ? Très probablement parce que c’est à ce niveau de la température que le système terre-atmosphère est en mesure d’évacuer la chaleur incidente et de se trouver un équilibre thermique. L’eau a dû s’élever en température et a dû chauffer avant de pouvoir émettre un rayonnement ou de pouvoir évacuer par convection ou par évaporation la chaleur accumulée. Ce chauffage à 15°C est le résultat constaté après coup de plusieurs millénaires d’existence du système terre-atmosphère.
Cette explication me parait bien plus crédible que celle très artificielle par un effet de serre.
Pourquoi le phénomène se stabilise-t-il en effet ?
Dans mon explication, la réponse est toute trouvée : il se stabilise parce que l’équilibre thermique est atteint.
La permanence du chauffage par le soleil qui devrait augmenter la température est alors compensée par la quantité de chaleur évacuée.
Dans l’explication de l’effet de serre, cet effet de serre étant permanent et ne faisant que s’emballer avec des rétroactions supplémentaires, le tout sans être compensé par quoi que ce soit, nous devrions logiquement observer depuis des siècles une augmentation incessante de la température, chose que l’on n’observe pas.
Je ne vois aucune raison qui ferait que l’effet de serre s’il existait ne conduirait pas à cette conclusion absurde. Par quoi est-il compensé, cet effet de serre ?
Or un fait qui conduit à une conclusion absurde est lui-même absurde.
.Bonne journée !
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Je jette : https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj6535
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Bonjour,
Je découvre cet article intéressant mais qui pose cependant quelques questions. En premier lieu la méthodologie est étrange. Devant un désaccord entre des observations (certes indirecte) et des modèles il est choisi de corriger les observations. Ce qui est l’inverse de la méthode scientifique habituelle. Ensuite, si on comprend bien qu’il puisse y avoir un biais saisonnier dans les proxy issus des foraminifères, la raison pour laquelle ce biais serait variable au cours du temps, en liaison semble t’il avec l’insolation, n’est pas claire. Enfin les conclusions de l’article sont contraires avec d’autres reconstructions des températures de l’Holocène.
— Jusqu’à présent les reconstructions issues des foraminifère étaient en accord avec celles issues des rapport O16/O18 des carottages du Groenland et de l’Antarctique. Ce n’est plus la cas, qui a raison ?
— La banquise Arctique disparaissait l’été au début de l’Holocène (Detlef et al 2023) ce qui n’est pas (encore) le cas aujourd’hui
— Les glaciers Alpins étaient quasiment inexistants
— La Sahara était humide
Il y a donc un grand nombre d’éléments qui montrent que le climat du début de l’Holocène était beaucoup plus chaud que l’actuel et seul une étude (celle ci) basée sur une méthodologie critiquable veut montrer le contraire. Il est curieux qu’un article aussi faible ait pu être publié par une grande revue. Ceci est inquiétant quand à la confiance qu’on peut avoir en ces revues scientifiques
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