lundi, mars 25, 2019

L'autre face : les aérosols

Le CO2 n'est pas le seul élément succeptible de modifier la quantité de chaleur que la Terre reçoit chaque année depuis l'espace et la quantité qu'elle est capable de réémettre vers l'espace.

Je reprends ici la figure 8.18 du 5eme rapport du GIEC qui rassemble les différents facteurs de réchauffement ou de refroidissement. On y voit par exemple en jaune, tout au dessus, les variations cyclique dûes aux taches solaires.
On y voit bien sûr aussi la contribution de type 'réchauffement' du CO2 et des autres gaz dits "à effet de serre" (baptisés WMGHC dans le rapport, ce qui nous rappelle qu'ils sont capables de se diffuser librement dans l'atmosphère contrairement à l'eau -- succeptible de former des nuages et des pluies).

Côté refroidissement, on a droit aux éruptions volcaniques, aux effets brutaux mais brefs et l'effet refroidissant des particules en suspension dans l'air (le terme prévu est 'aérosols atmosphériques'). Toutes les particules n'ont pas forcément un effet refroidissants et certaines ont aussi la possibilité d'interférer avec la formations des nuages, les rendant par exemple plus ou moins blancs (une histoire de taille de gouttelettes d'eau ... à creuser). La contribution de ces aérosols, c'est une donnée assez récemment introduite dans l'analyse du GIEC, avec des marges d'incertitude encore assez importantes.

Au final, c'est donc avec cette courbe en noir qu'il faudrait comparer la courbe d'évolution des températures, et pas uniquement avec la concentration en CO2 dans l'atmosphère. Ça permet par exemple de voir que les périodes où la température moyenne (cf. 'en Angleterre') redescend sur les 200 dernières années correspondent régulièrement à des périodes de forte activité volcaniques.

Enfin, ce serait l'idéal. Mais en fait je ne peux pas encore me servir de cette courbe-ci à ce stade du raisonnement, parce que du CO2, ça se mesure en part-par-million, pas en W/m². En clair, il faudra d'abord établir la relation entre concentration en CO2 et quantité de rayonnement infra-rouge émis par ce CO2.

edit: Une des premières références que j'ai trouvées sur cette relation, c'étaient les travaux de Myhre, directement référencés par le rapport du GIEC (et pointant eux-même des défauts d'anciens travaux du GIEC). Le radiative forcing (on va dire "forçage radiatif") est défini ici comme la variation d'irradiance entre l'époque pré-industrielle est l'époque courante (en bas de p. 2715). À l'époque (1998), on travaillait avec une simple formule mathématique (logarithme ou racine carrée) s'adaptant plus ou moins bien aux mesures. Une corrélation entre changement de température et 'forçage radiatif' dans ces conditions est donc équivalente à une corrélation avec le taux de CO2 puisqu'on se contentait d'estimer le forçage à partir du taux de CO2. On fait mieux depuis, heureusement. On note aussi que la relation entre les deux n'est pas linéaire, mais montre un impact plus fort d'une augmentation de 100ppm autour de 400ppm qu'autour de 800. A suivre. Mais ça reste quand-même très proche d'une relation linéaire entre 350 et 450ppm, hein.



7 commentaires:

eric a dit…

"En clair, il faudra d'abord établir la relation entre concentration en CO2 et quantité de rayonnement infra-rouge émis par ce CO2. "

Et c'est là que se situe la plus grosse partie du débat !

Du coup, quelle est la température en C° d'un corps noir pour emmètre une longueur d'onde de 4µm et 15µm ?

PypeBros a dit…

Il y a sans doute plus d'une température pour ça. Je vais jeter un oeil à

https://www.researchgate.net/figure/a-Black-body-emission-curves-of-the-Sun-and-the-Earth-b-absorption-spectra-of-the_fig10_282393775

et je dois avoir un chapitre là-dessus dans mon fameux livre sur la physique ondulatoire.

PypeBros a dit…

https://ozonedepletiontheory.info/Images/Plancks-law-frequency-new.jpg pourrait être utile aussi, à confirmer avec une source plus neutre.

PypeBros a dit…

https://physics.stackexchange.com/questions/59213/what-are-the-various-physical-mechanisms-for-energy-transfer-to-the-photon-durin/59887#59887 à explorer aussi.

PypeBros a dit…

le GIEC tire ses infos 'concentration->forçage" de http://go.owu.edu/~chjackso/Climate/papers/Myhre_1998_New%20eatimates%20of%20radiative%20forcing%20due%20to%20well%20mixed%20greenhouse%20gasses.pdf

Fairy a dit…

Et tu nous parleras de hitran et de comment on passe des raies de Planck aux zones d'absorption constatées dans les observations satellite ?

PypeBros a dit…

le papier de Myhre se contente de comparer plusieurs modèles, et de choisir une formule d'interpolation  appropriée  pour chaque gaz. Par contre,  https://skepticalscience.com/print.php?r=257 était beaucoup plus didactique. Avec mesures des infra-rouges réfléchis par l'atmosphe're et ceux qui la traversent