Bonjours à tous..
Comment l’évolution des températures mondiale sont-elles mesurées? Comment est calculé le réchauffement climatique et quel en est l’effet anthropique (effet de serre)?
Cartésien c’était posé la question de IR et ses mesures, je mets un lien en fin de post pour ceux qui veulent en débattre.
En physique, dans milieu fermé, dans une atmosphère et une pression contrôlée, le co2 absorbe l’énergie solaire pour la redistribuer dans toutes les directions en énergie thermique (infrarouge). Cette énergie, qui ne s’échappe plus ou moins vers l’espace, obéit à la loi de conservation. C’est un système où interagit des échangent d’énergie. Au cours de ces interactions, l’énergie est conservée puis restituée en partie sur la surface du globe. C’est ce que l’on appel l’effet de serre que l’on mesure à 2m sol par l’infrarouge depuis des satellites.
Prenons pour commencer le chemin de la physique quantique. Comment la quantique peut nous renseigné sur le réchauffement climatique et l’effet de serre? La conservation de l’énergie dépend de la loi du mouvement???
Prenons l’exemple d’un billard. Le rayonnement solaire est notre boule blanche. La quantité de mouvement est définie par la masse et la vitesse de notre ( ou nos) boule blanche et l’interaction qu’elle aura avec les autres boules du billard (le CO2, H2O etc pour l’effet de serre) L’énergie de départ se dissipe dans les autres boules du billard. La parallèle avec notre climat est le rayonnement qui s’échappe de la surface terrestre et se retrouve bloqué par le CO2 qui conserve l’ énergie et la restitue sous forme de rayonnement infrarouge que l’on peut mesurer . Les données infrarouge contournent le principe d'incertitude de Heisenberg parce que qu’il suffit de mesurer l’état d’une particule par son rayonnement, infrarouge pour ce qui nous concerne, pour savoir dans quel état elle se trouve. Schröniger nous dit qu’une particule ne peux être dans deux état différent… le rayonnement infrarouge nous montre dans quel état une ou plusieurs particules se trouvent.. C’est de la pure quantique, le rayonnement émis par un corps.. mais qu’en est-il réellement pour notre climat?
Aujourd’hui, il est impossible de dissocier, dans notre atmosphère, le CO2 des autre gaz à effet de serre et je ne parle pas de la durée de conservation du rayonnement émis selon la pression, l’altitude selon tous les gaz etc..mais d’une moyenne en milieu contrôlé pour le CO2..
C’est le problème que pose le réchauffement climatique à savoir, son niveau d’entropie (quantique). Il s’agit d’une grandeur qui caractérise la capacité d’un système physique à subir des transformations, dans notre cas, le climat. Le problème est que notre planète, notre soleil, ne sont pas statique comme dans un labo et il est tout simplement impossible de calculer l’évolution futur du système climatique!
Les mesures passées nous renseignent sur une évolution future et probable mais l’entropie est impossible à quantifier.
Nous connaissons le taux de CO2 atmosphérique (Malula par exemple) et le rayonnement solaire. Il devrait être assez facile de calculer, par ces deux variables, la conservation d’énergie terrestre par le CO2 (effet de serre).. Et bien non! Pourquoi? Parce que l’énergie absorbé et dégagée par le CO2 (rayonnement infrarouge) dépend du mouvement (interaction entre les particules) et que la seule façon de mesurer ces interactions dans notre climat sont leurs rayonnements ou chauffage que l’on ne sait pas distinguer des autres gaz atmosphérique aujourd’hui.. A une certaine altitude, le CO2 se mélange à l’humidité parce que c’est un gaz volatile et il n’est donc pas homogène!!! l’air ne rayonne pas comme un corps noir fixe. De ce fait, pour pallier à ce problème, on mesure le rayonnement radiatif (infrarouge) de notre planète (corps noir) à 2m sol afin d’en extraire les températures. Mais les données atmosphérique et l’évolution du CO2 ne concordent tout simplement pas avec celle du sol! Il est impossible de dissocier le CO2 des autres gaz atmosphérique parce que tous les gaz se mélangent! Le niveau d’entropie du système climatique et tout simplement impossible à prévoir. La théorie du CO2 et son effet quantique sont expérimentés en labo et non dans notre atmosphère. A plus haute altitude, dans la haute troposphère, il y a plus d’équilibre, moins de perturbations ce qui devrait refroidir la basse stratosphère et réchauffer la troposphère. Mais la basse stratosphère ne se refroidit plus depuis une quinzaines d’années…
Les données satellitaires nous donnent une vue en couleurs (spectroscopie) de notre petite bleue, ces magnifiques graphiques du bilan radiatif terrestre. Pour pouvoir calculé le bilan radiatif terrestre, on prend les radiations solaires (courtes longueurs d'onde : 0,2 à 4 micromètres), et celle de la Terre (surface et atmosphère) qui émet un rayonnement infrarouge (entre 5 et 100 micromètres). On prend le radiatif entrant et sortant terrestre (sans prendre en compte les oscillations océanique qui, dans leur phase chaude, émettent aussi du rayonnement) et on fait une moyenne qui nous donne le flux net en Watts. Des Watts qui deviendrons par la suite avec l’aide de gros calculateurs, des moyennes de températures terrestre. Des cartes qui nous donne une moyenne radiative d’une moyenne passée pour un mois de référence donné. Vous connaissez tous ces fameux graphiques de la NOAA, NASA, du centre Hadley etc.. montrant notre globe avec des couleurs éclatantes de rouges selon une référence (1981-2010 par exemple) pour un mois donné. Ce qu’il faut comprendre dans ces cartes, c’est que l’impact du CO2, H2O et tous les autres gaz à effet de serre, des oscillations océanique etc, dans ces bilans radiatif (donc, dans l’évolution des températures globale ) ne sont pas prit en compte. On prend les données radiative terrestre pour mesurer l’évolution des températures globale à 2m sol selon une moyenne de X années sans prendre en compte le radiatif sortant. Jeux de données satellitaires corrigées (dérive, chauffage etc..) corrections de données par rapport aux températures prises au sol, oscillations océanique non prises en compte etc..
Alors, comment peut on aujourd’hui, faire ressortir l’effet anthropique de la variabilité naturelle? On ne peut tout simplement pas le faire.
Peut importe les variations du rayonnement solaire, de la couverture nuageuse, de l’humidité, de l’évolution du CO2 etc puisque l’on peut simplement mesurer le rayonnement infrarouge à 2m sol et en faire une moyenne selon des données passées.
La cause anthropique du réchauffement climatique nous est expliquée par nos émissions de CO2, la messe est dite!
Notre petite bleue évolue par ses saisons, la force de coriolis etc.. créant notre météo. Pour faire simple, déterminer avec précision, avec des valeurs aussi faible que celle du CO2, sa contribution au forçage radiatif à partir du bilan thermique mesuré semble aujourd’hui tout simplement impossible et hors de portée. Nous pouvons mesurer le bilan radiatif total, à 2m sol, à 1-10km d’ altitude (et encore ^^,) faire corréler des expériences de labo en condition fermée avec l’évolution de notre climat, en ressortir certaine fréquence de lumière afin de mesurer les différents gaz atmosphérique mais il est impossible d’en ressortir avec certitude leurs relations de cause à effet pour l’ effet de serre anthropique..
Ce que les modèles numériques cherchent à faire, c’est trouver une mesure moyenne pour la volatilité du CO2 selon nos émissions, pour en faire ressortir l’impact de l’homme sur l’évolution climatique. L’effet de serre réchauffe le sol à 2m que l’on peut mesurer par le rayonnement infrarouge, le consensus est acquit, le débat scientifique est clôt..
Un autre problème est que les océans emmagasine, stocke de l’énergie pour la redistribuer dans le temps ce qui fausse les données infrarouge. Une AMO, un PDO (températures chaudes depuis 1990 environ) ou un Blob (comme en 2015-2016) qui évoluerait en températures chaudes faussent les données infrarouge, le bilan radiatif.
De plus, des océans chauds dégaze aussi une grosse quantité de CO2 (inversement pour des océans froids qui en stocke). On ne sait tout simplement pas aujourd’hui le pourcentage de CO2 que l’homme émet!
L’évolution de l’humidité, l’albédo des nuages etc ne sont pas pris en compte dans les jeux de données à 2m sol.
Aujourd’hui, les modèles numérique ramènent tous les forçages atmosphérique et océanique au forçage radiatif à 2m sol.. Un rapport de températures globale attribuant des valeurs au CO2 qui ne sont que rarement et indirectement mesurées..
Un rapport subjectif parce que l’appréciation de ces données et leurs niveau de compréhension selon l’évolution climatique reste subjective.
Je vous envoie à plus de lecture ici => (forçage radiatif)
https://books.google.ch/books?id=xSKvAA ... ge&f=false
Nanuq