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L'argument sceptique :
Certains article récents ont récemment fait le tour du web concernant un nouveau "papier" fait par Joseph E. Postma (PDF ici) qui affirme «... physiquement nier la nécessité de l'existence d'un effet de serre atmosphérique ».
Les revendications sont bien sûr extraordinaire, en suivant les lignes de Gerlich et Tseuchner sur la présumée falsification de l'effet de serre atmosphérique. Comme c'est souvent le cas avec ces types de «sceptiques», le lieu d'édition est des plus extravagant; dans ce cas, la revue est Principia scientifique international, qui selon le site «... a été conçu par 22 experts internationaux sur le climat et les auteurs ont uni leurs forces pour écrire le best-seller de la science du climat, «nommant leur article : Décès de la théorie de gaz à effet de serre». La plupart des gens rationnels s'arrêtent là..., mais c'est l'âge américanisée où nous devons glorifier l'avis de tout le monde et doivent fournir des réfutations pour tout, alors voilà:
Je conseil au lecteur d'avoir le document ouvert dans une nouvelle fenêtre afin qu'ils puissent suivre cet article ( malheureusement le lien de sks vers l'article est mort je verrais si je peut le retrouvé ^^ ).
Les Fondations
La plupart des 6 premières pages de Postma sont en fait correctes. Il a décrit l'effet de serre à travers le modèle dit " de couche ", qui est un moyen simple de séparer la planète en une surface et une atmosphère, avec un espace extérieur qui recouvre la couche supérieur. Ce modèle est décrit dans de nombreux ouvrages sur le climat comme Global physique climatologie, The Atmosphère de Marshall et Plumb , Les océans de Dennis Hartmann et Climate Dynamics, et des livres de rayonnement, comme Premier cours de rayonnement atmosphérique de Grant Petty. Je vais dire que je ne considère pas particulièrement ce modèle comme une description appropriée à l'effet de serre. Il est utile à bien des égards, mais il ne parvient pas à capturer la physique de l'effet de serre, et s'ouvre à la critique sur un certain nombre de raisons, cela dit, si vous voulez le critiquer, vous devez le faire correctement, mais aussi être capable de faire la différence entre la physique fondamentale comprise et les outils pédagogiques simples.
L'atmosphère dans le document de Postma est juste une seule "plaque", donc elle a deux couches (atmosphère + surface), mais en général, on peut avoir la représentation de plusieurs couches de l'atmosphère. Ensuite, il continue à résoudre le bilan énergétique pour chaque couche (voir les équations 11-14).
En réalité, Postma n'obtient pas le bon flux radiatif atmosphérique. L'émission n'est pas σTa4, mais fσTa4, où f est l'émissivité /absorptivité (suite à sa notation) atmosphérique et Ta est la température atmosphérique. L'émissivité est un facteur sans unité compris entre 0 et 1 décrivant la qualité d'absorbtion/émission de l'objet par rapport à un corps idéal. f = 1 décrit un corps noir. Par la loi de Kirchoff, la capacité d'absorption d'une couche doit être égale à l'émissivité (à la même longueur d'onde), les deux parties du membre de droite des équations 11 et 12 sont donc erronés, mais il s'avère que ces erreurs s'annulent et il obtient l'équation 14 à droite. Le facteur 2 dans l'équation 12 vient du fait que l'atmosphère émet à la fois vers le haut et vers le bas, bien que Postma ne sait pas clairement comment décrire ce résultat formellement. Vers la fin de la page 14, il dit que ce n'est pas valable car l'atmosphère rayonne en 3-D, et pas seulement de haut en bas. En fait, la quantité de σT4 se réfère non seulement à la puissance totale d'un objet (le taux d'émission d'énergie), mais il renvoie aussi à l'isotropie du rayonnement (aussi intense dans toutes les directions). Le résultat σT4 est obtenue si l'on suppose que le plan rayonne uniformément sur une demi-sphère (par exemple, le champ en forme de dôme "d'une demi-sphère" de la vision qu'un homme peut voir quand il est debout à l'extérieur, avec la base de cette demi-sphère étant la surface ou il est debout; et l'autre hémisphère étant invisible (http://scienceofdoom.files.wordpress.com/2010/07/hemispherical-radiation-from-planar-surface.png).
Géométrie du bilan radiatif global
Postma passe ensuite son temps à décrire des "conditions aux limites" fictives. En particulier, il semble avoir de sérieuses objections sur le calcul du flux radiatif solaire arrivant sur la Terre. En substance, il préférerait que nous avions un soleil délivrant 1370 W/m2 d'énergie sur la planète, avec un côté jour et un côté nuit, avec le midi et le crépuscule, etc.. au lieu du modèle simple où nous faisons la moyenne 1370/4 = 342,5 W / m2 sur la planète (afin que toute la Terre reçoit le rayonnement solaire approprié à la "moyenne"). Le nombre devient ~ 240 W/m2 lorsque l'on prend en compte l'albédo planétaire (ou réflectivité).
On avait déjà parlé de cette formule dans le sujet sur le rayonnement; la superficie d'une sphère c'est 4 x 3.14 x R² , le rayonnement arrive sur un cercle de latitude 3.14 x R², entre les 2 il y'a un facteur 4.
Dans les modèles des manuels simples, on préfère les explications qui obtiennent un point de vue général, et ensuite construire la complexité à partir de là (voir Smith 2008 pour la description sur une Terre en rotation). Bien sûr, les étudiants qui utilisent ce modèle sont probablement assez intelligent au point qu'ils savent qu'il existe jour et nuit, et certainement aussi le cycle diurne. Postma est simplement aller s'attaquer à un non-problème, tout comme la façon dont les gens critiquent le terme «effet de serre» pour ne pas travailler comme si c'était une serre en verre.
Mais, en réalité, l'approximation solaire mondiale moyenne n'est pas mauvaise du toute quand nous l'utilisons pour décrire la température des planètes comme la Terre ou Vénus. Ces planètes ont une atmosphère ou un océan qui transportent la chaleur efficacement, en particulier Vénus avec pratiquement, de jour comme de nuit, pas de gradient de température entre pôle et équateur. L’atmosphère et / ou l'océan aident à lisser la différence de température diurne. Par conséquent, quand on arrive avec une estimation de la température, c'est une excellente première approximation. Si vous voulez connaitre la température d'équilibre local pour un corps sans air comme Mercure ou la Lune (qui ne transporte pas la chaleur), alors vous utiliserais la non-redistribution hémisphérique ou avec le seul facteur solaire. C'est bien connu (voir par exemple, Selsis et al 2007). Sur Mercure, il n'y a pas de redistribution de chaleur et très peu d'inertie thermique, avant le lever du soleil, la température à la surface est environs près de 100 K (-173 ° C) et à midi la température à la surface de Mercure s'élève à environ 700 K (427 ° C). Cela peut également être utile pour les planètes en rotation très lente avec un côté est toujours confronté au soleil et l'autre dans une obscurité perpétuelle). La terre n'a pas connu de tels changements. Sur Vénus, la variabilité est encore moins forte, et la plupart de la planète est à environ 735K.
Pour résumer jusqu'ici, Joseph E. Postma n'aimait pas le modèle simple du bilan radiatif de la Terre où nous rapprochons la Terre d'une sphère avec une absorption solaire uniforme. Bien sûr, cela ne se fait jamais dans la modélisation du climat ou dans les analyses plus détaillées appropriées pour la littérature scientifique, c'est donc plus un exercice de l'éducation de premier cycle qu'une tentative de ce qu'il appelle un «paradigme» en climatologie.
Vénus est optiquement plus épaisse que le modèle à une couche
Postma commence par utiliser Vénus comme un modèle pour lequel le modèle à effet de serre qu'il utilise tombe en panne. Et en effet, il a raison. Son argument est que f (l'émissivité) ne saurait être supérieur à 1 (ce qui est correct), et pourtant, il devrait être en état de fonctionner pour produire la température de la surface de Vénus dans son équation 29. Sur cette base, il déclare ensuite que le modèle de l'effet de serre ne fonctionne pas en général. Le problème est que son équation 29 suppose une atmosphère à une couche, ce qui est une hypothèse absurde quand vous regardez l'épaisseur optique extrêmement élevé de Vénus. Vénus a une atmosphère de 90 bar qui possède plus de 90% de dioxyde de carbone, de l'eau en phase vapeur, et un effet de serre généré par les gouttelettes d'acide sulfurique et de SO2. Le transfert radiatif sur Vénus fonctionne un peu différemment que sur la Terre, en partie à cause des collision intense des molécules de CO2. Un photon met un temps plus long pour s'échapper de Vénus ; incapable de le faire jusqu'à ce qu'il atteigne les parties très extérieures de son atmosphère.
En utilisant le modèle de la couche, on aurait besoin de nombreuses couches de l'atmosphère pour produire quelque chose proche de la température de surface de Vénus, avec assez de couches vous constaterez que vous pouvez produire la température de la surface de Vénus sans violer la conservation de l'énergie. Avec seulement une couche atmosphérique avec une parfaite absorption , la température de surface ne dépassera pas 21/4 fois la température d'émission (Te = ~ 230 K sur Vénus). Mais avec deux couches d'atmosphère parfaitement absorbant, elle peut s'élever à 31/4 fois la Te. Avec trois couches, la température maximale est 41/4 fois la Te, et ainsi de suite. La raison pour laquelle la température de surface est plafonnée de cette façon c'est parce que l'atmosphère elle-même doit émettre des rayonnements et se réchauffe quand elle absorbe les photons de la surface, ce qui à son tour augmente les émissions. Si la couche atmosphérique était plutôt un bon réflecteur infrarouge (c'est à dire qu'elle a un albédo thermique élevée), alors on pourrait retarder la perte de chaleur vers l'espace de cette façon et augmentez la température de surface bien au-delà de cette valeur. Cela pourrait se produire avec les nuages de CO2 au lieu des nuages H2O, ces derniers sont beaucoup plus efficaces en tant qu'absorbeur, alors que le premier pourrait augmenter l'albédo IR.
En conclusion, Postma applique un modèle simplifié à quelque chose qui n'avait jamais été fait pour celà, puis déclare que tout le paradigme de l'effet de serre est faux. L'incompétence est écrasante. Postma décide de creuser plus loin. Son argument suivant est amusant, mais peut-être un peu étrange à suivre, donc je vais essayer d'expliquer de façon clair ^^ .
La confusion du " lapse rate "
Il affirme que les observations du taux de "lapse rate" (la vitesse à laquelle la température diminue avec l'altitude) refute l'effet de serre. Son raisonnement est que l'atmosphère est à une hauteur fixe. Quand l'effet de serre réchauffe la surface, et refroidit l'atmosphère supérieure, la hauteur reste fixe, mais de toute évidence la différence de température entre le bas et le haut de l'atmosphère doit augmenter. Postma affirme ensuite que cela implique nécessairement que le taux de baisse doit avoir une pente supérieure à la valeur théorique qu'il calcul d'environ -10 K par kilomètre (ce qui est plutôt bon pour une parcelle d'air sec ascendant). Autrement dit, si la hauteur atmosphérique reste fixe, et que la différence de température entre la surface et le sommet est augmenté, alors la vitesse à laquelle l'air se refroidit en hauteur doit augmenter. Ceci n'est pas respecté, alors nous avons un problème, non?
En réalité, la hauteur atmosphérique s'agit d'une distraction. Le gradient adiabatique ne s'étend pas au-delà du point où la convection s’arrête, qui est la tropopause. Sur Vénus, l'épaisseur optique oblige la tropopause a être a environ 60 km d'altitude. En outre, il convient de souligner que les émissions de gaz réchauffent la haute troposphère, ne la refroidissent pas, mais ils le font par contre pour la stratosphère.
Figure 1: Schéma qualitative de la température ancienne (bleu) et nouvelle (par exemple, après l'augmentation de CO2) avec l'altitude dans une atmosphère sèche. L'humidité a tendance à renforcer le réchauffement de la haute atmosphère tropicale rapport à la surface. La température augmente vers la droite.
TOA ( haute atmosphère ) vs surface
Postma ne peut pas nié la fausseté du bilan énergétique mesuré en surface si le co2 expliquait le réchauffement via une simple augmentation du flux infrarouge vers le bas. Ce problème est décrit dans les études standard de l'effet de serre, dont il ne semble pas connaitre l'existence, comme dans le récent livre de Ray Pierre humbert. L'importance du bilan énergétique de l'atmosphère supérieur, plutôt que le bilan énergétique de surface, a été connu au moins depuis les travaux de Manabe dans les années 1960 (voir aussi Miller, 2011.)
En réalité, la partie supérieur de l'atmosphère régule la température de surface encore plus que la surface ne la force, parce que l'atmosphère elle-même adapte son rayonnement sortant dans l'espace (et une grande partie du rayonnement vers l'espace est originaire de la haute atmosphère, en raison de son opacité aux IRs). Lorsque l'atmosphère est bien agité, par convection, l'ajustement de la température à cette couche est communiquée à la surface. Je l'ai décrit plus en détail ici ( http://blog.timesunion.com/weather/understanding-global-warming-how-to-build-a-greenhouse-effect/1196/ ). En réalité l'atmosphère ne suite pas le modèle purement radiatif qui sert à la base pour aider à la compréhension. En réalité la convection lisse également les gradients.
Postma se heurte à cette erreur encore une fois quand il affirme que la faible concentration de vapeur d'eau dans les déserts chauds est un problème pour la théorie de serre, mais cela est largement dû à l'absence de refroidissement par évaporation qui , ne représentant qu'une partie du bilan énergétique de la surface, et presque absent dans un désert. Il s'agit d'un scénario où un examen détaillé du bilan énergétique de surface est essentielle, ainsi que dans d'autres régimes faiblement couplés.
La façon dont le réchauffement induit par le CO2 fonctionne vraiment dans une atmosphère bien mélangée est de réduire le taux de perte de rayonnement infrarouge vers l'espace. La quasi-totalité des flux de surface, pas seulement les flux radiatifs, devrait changer dans un contexte de réchauffement climatique. Le rayonnement sortant augmentera en effet en partie à cause de la quantité de CO2 et de vapeur d'eau, mais aussi tout simplement parce que l'atmosphère est maintenant à une température plus élevée. Mais cette émission vers l’extérieur ne compensera l’énergie interne au système que lorsque ce dernier aura atteint un point d'équilibre. Cela se ferait dans un monde bien plus chaud, ou le bilan énergétique annuel serait nul ( nouveau point stable : autant de sortie que d'entrées d'énergie) .
Conclusions
En résumé, Joseph Postma a publié un article critiquant un modèle très simple qui produit néanmoins des résultats utiles. Il a fait plusieurs erreurs très simples le long du chemin, dont aucune n'est de nature très technique. Des modèles plus sophistiqués sont évidemment conçus pour gérer la répartition inégale de chauffage solaire (ce qui explique pourquoi nous avons une météo ! ). Néanmoins, les outils pédagogiques sont utiles, et en aucune façon Postma ne démontre la non existence ou la non-nécessité de l'effet de serre . Sans effet de serre, plusieurs études ont montré que la terre s'effondre dans une boule de glace congelée (Pierrehumbert et al, 2007;. Voigt et Marotzke 2009 Lacis et al 2010) et en effet, après une rétroaction albédo de la glace, la température s'effondre sous la moderne et efficace température de 255 K. Ce travail contient des affirmations extraordinairement mauvaises et pourtant rien n'a été fait pour le mettre dans un véritable revue scientifique, car il n'a jamais été destiné aux scientifiques du climat ou d'améliorer le domaine, c'est une imposture, destinée seulement a provoquer la confusion chez les lecteurs et offrent une opportunité sceptique sur les blogs. L'auteur devrait avoir honte.
http://www.skepticalscience.com/postma-disproved-the-greenhouse-effect.htm
Joseph Postma a publié un article critiquant un modèle très simple qui produit néanmoins des résultats utiles. Il a fait plusieurs erreurs très simples le long de son chemin, dont aucune n'est de nature très technique. En aucun cas Postma n'a infirmer l'existence ou la non-nécessité de l'effet de serre.Postma a refuté l'effet de serre :
"Les sceptiques espèrent que le modèle thermique alternatif de Postma conduira à la naissance d'une nouvelle climatologie, celle qui suit en fait les lois de la physique et des techniques de modélisation proprement physiques ... Postma montre habilement comment la conjecture systémique qui est celle du « chauffage d'radiatif " est incorrect. Nous voyons alors comment le climatologues truque les chiffres - une conjecture contraire à la physique fondamentale ". (John O'Sullivan)
Certains article récents ont récemment fait le tour du web concernant un nouveau "papier" fait par Joseph E. Postma (PDF ici) qui affirme «... physiquement nier la nécessité de l'existence d'un effet de serre atmosphérique ».
Les revendications sont bien sûr extraordinaire, en suivant les lignes de Gerlich et Tseuchner sur la présumée falsification de l'effet de serre atmosphérique. Comme c'est souvent le cas avec ces types de «sceptiques», le lieu d'édition est des plus extravagant; dans ce cas, la revue est Principia scientifique international, qui selon le site «... a été conçu par 22 experts internationaux sur le climat et les auteurs ont uni leurs forces pour écrire le best-seller de la science du climat, «nommant leur article : Décès de la théorie de gaz à effet de serre». La plupart des gens rationnels s'arrêtent là..., mais c'est l'âge américanisée où nous devons glorifier l'avis de tout le monde et doivent fournir des réfutations pour tout, alors voilà:
Je conseil au lecteur d'avoir le document ouvert dans une nouvelle fenêtre afin qu'ils puissent suivre cet article ( malheureusement le lien de sks vers l'article est mort je verrais si je peut le retrouvé ^^ ).
Les Fondations
La plupart des 6 premières pages de Postma sont en fait correctes. Il a décrit l'effet de serre à travers le modèle dit " de couche ", qui est un moyen simple de séparer la planète en une surface et une atmosphère, avec un espace extérieur qui recouvre la couche supérieur. Ce modèle est décrit dans de nombreux ouvrages sur le climat comme Global physique climatologie, The Atmosphère de Marshall et Plumb , Les océans de Dennis Hartmann et Climate Dynamics, et des livres de rayonnement, comme Premier cours de rayonnement atmosphérique de Grant Petty. Je vais dire que je ne considère pas particulièrement ce modèle comme une description appropriée à l'effet de serre. Il est utile à bien des égards, mais il ne parvient pas à capturer la physique de l'effet de serre, et s'ouvre à la critique sur un certain nombre de raisons, cela dit, si vous voulez le critiquer, vous devez le faire correctement, mais aussi être capable de faire la différence entre la physique fondamentale comprise et les outils pédagogiques simples.
L'atmosphère dans le document de Postma est juste une seule "plaque", donc elle a deux couches (atmosphère + surface), mais en général, on peut avoir la représentation de plusieurs couches de l'atmosphère. Ensuite, il continue à résoudre le bilan énergétique pour chaque couche (voir les équations 11-14).
En réalité, Postma n'obtient pas le bon flux radiatif atmosphérique. L'émission n'est pas σTa4, mais fσTa4, où f est l'émissivité /absorptivité (suite à sa notation) atmosphérique et Ta est la température atmosphérique. L'émissivité est un facteur sans unité compris entre 0 et 1 décrivant la qualité d'absorbtion/émission de l'objet par rapport à un corps idéal. f = 1 décrit un corps noir. Par la loi de Kirchoff, la capacité d'absorption d'une couche doit être égale à l'émissivité (à la même longueur d'onde), les deux parties du membre de droite des équations 11 et 12 sont donc erronés, mais il s'avère que ces erreurs s'annulent et il obtient l'équation 14 à droite. Le facteur 2 dans l'équation 12 vient du fait que l'atmosphère émet à la fois vers le haut et vers le bas, bien que Postma ne sait pas clairement comment décrire ce résultat formellement. Vers la fin de la page 14, il dit que ce n'est pas valable car l'atmosphère rayonne en 3-D, et pas seulement de haut en bas. En fait, la quantité de σT4 se réfère non seulement à la puissance totale d'un objet (le taux d'émission d'énergie), mais il renvoie aussi à l'isotropie du rayonnement (aussi intense dans toutes les directions). Le résultat σT4 est obtenue si l'on suppose que le plan rayonne uniformément sur une demi-sphère (par exemple, le champ en forme de dôme "d'une demi-sphère" de la vision qu'un homme peut voir quand il est debout à l'extérieur, avec la base de cette demi-sphère étant la surface ou il est debout; et l'autre hémisphère étant invisible (http://scienceofdoom.files.wordpress.com/2010/07/hemispherical-radiation-from-planar-surface.png).
Géométrie du bilan radiatif global
Postma passe ensuite son temps à décrire des "conditions aux limites" fictives. En particulier, il semble avoir de sérieuses objections sur le calcul du flux radiatif solaire arrivant sur la Terre. En substance, il préférerait que nous avions un soleil délivrant 1370 W/m2 d'énergie sur la planète, avec un côté jour et un côté nuit, avec le midi et le crépuscule, etc.. au lieu du modèle simple où nous faisons la moyenne 1370/4 = 342,5 W / m2 sur la planète (afin que toute la Terre reçoit le rayonnement solaire approprié à la "moyenne"). Le nombre devient ~ 240 W/m2 lorsque l'on prend en compte l'albédo planétaire (ou réflectivité).
On avait déjà parlé de cette formule dans le sujet sur le rayonnement; la superficie d'une sphère c'est 4 x 3.14 x R² , le rayonnement arrive sur un cercle de latitude 3.14 x R², entre les 2 il y'a un facteur 4.
Dans les modèles des manuels simples, on préfère les explications qui obtiennent un point de vue général, et ensuite construire la complexité à partir de là (voir Smith 2008 pour la description sur une Terre en rotation). Bien sûr, les étudiants qui utilisent ce modèle sont probablement assez intelligent au point qu'ils savent qu'il existe jour et nuit, et certainement aussi le cycle diurne. Postma est simplement aller s'attaquer à un non-problème, tout comme la façon dont les gens critiquent le terme «effet de serre» pour ne pas travailler comme si c'était une serre en verre.
Mais, en réalité, l'approximation solaire mondiale moyenne n'est pas mauvaise du toute quand nous l'utilisons pour décrire la température des planètes comme la Terre ou Vénus. Ces planètes ont une atmosphère ou un océan qui transportent la chaleur efficacement, en particulier Vénus avec pratiquement, de jour comme de nuit, pas de gradient de température entre pôle et équateur. L’atmosphère et / ou l'océan aident à lisser la différence de température diurne. Par conséquent, quand on arrive avec une estimation de la température, c'est une excellente première approximation. Si vous voulez connaitre la température d'équilibre local pour un corps sans air comme Mercure ou la Lune (qui ne transporte pas la chaleur), alors vous utiliserais la non-redistribution hémisphérique ou avec le seul facteur solaire. C'est bien connu (voir par exemple, Selsis et al 2007). Sur Mercure, il n'y a pas de redistribution de chaleur et très peu d'inertie thermique, avant le lever du soleil, la température à la surface est environs près de 100 K (-173 ° C) et à midi la température à la surface de Mercure s'élève à environ 700 K (427 ° C). Cela peut également être utile pour les planètes en rotation très lente avec un côté est toujours confronté au soleil et l'autre dans une obscurité perpétuelle). La terre n'a pas connu de tels changements. Sur Vénus, la variabilité est encore moins forte, et la plupart de la planète est à environ 735K.
Pour résumer jusqu'ici, Joseph E. Postma n'aimait pas le modèle simple du bilan radiatif de la Terre où nous rapprochons la Terre d'une sphère avec une absorption solaire uniforme. Bien sûr, cela ne se fait jamais dans la modélisation du climat ou dans les analyses plus détaillées appropriées pour la littérature scientifique, c'est donc plus un exercice de l'éducation de premier cycle qu'une tentative de ce qu'il appelle un «paradigme» en climatologie.
Vénus est optiquement plus épaisse que le modèle à une couche
Postma commence par utiliser Vénus comme un modèle pour lequel le modèle à effet de serre qu'il utilise tombe en panne. Et en effet, il a raison. Son argument est que f (l'émissivité) ne saurait être supérieur à 1 (ce qui est correct), et pourtant, il devrait être en état de fonctionner pour produire la température de la surface de Vénus dans son équation 29. Sur cette base, il déclare ensuite que le modèle de l'effet de serre ne fonctionne pas en général. Le problème est que son équation 29 suppose une atmosphère à une couche, ce qui est une hypothèse absurde quand vous regardez l'épaisseur optique extrêmement élevé de Vénus. Vénus a une atmosphère de 90 bar qui possède plus de 90% de dioxyde de carbone, de l'eau en phase vapeur, et un effet de serre généré par les gouttelettes d'acide sulfurique et de SO2. Le transfert radiatif sur Vénus fonctionne un peu différemment que sur la Terre, en partie à cause des collision intense des molécules de CO2. Un photon met un temps plus long pour s'échapper de Vénus ; incapable de le faire jusqu'à ce qu'il atteigne les parties très extérieures de son atmosphère.
En utilisant le modèle de la couche, on aurait besoin de nombreuses couches de l'atmosphère pour produire quelque chose proche de la température de surface de Vénus, avec assez de couches vous constaterez que vous pouvez produire la température de la surface de Vénus sans violer la conservation de l'énergie. Avec seulement une couche atmosphérique avec une parfaite absorption , la température de surface ne dépassera pas 21/4 fois la température d'émission (Te = ~ 230 K sur Vénus). Mais avec deux couches d'atmosphère parfaitement absorbant, elle peut s'élever à 31/4 fois la Te. Avec trois couches, la température maximale est 41/4 fois la Te, et ainsi de suite. La raison pour laquelle la température de surface est plafonnée de cette façon c'est parce que l'atmosphère elle-même doit émettre des rayonnements et se réchauffe quand elle absorbe les photons de la surface, ce qui à son tour augmente les émissions. Si la couche atmosphérique était plutôt un bon réflecteur infrarouge (c'est à dire qu'elle a un albédo thermique élevée), alors on pourrait retarder la perte de chaleur vers l'espace de cette façon et augmentez la température de surface bien au-delà de cette valeur. Cela pourrait se produire avec les nuages de CO2 au lieu des nuages H2O, ces derniers sont beaucoup plus efficaces en tant qu'absorbeur, alors que le premier pourrait augmenter l'albédo IR.
En conclusion, Postma applique un modèle simplifié à quelque chose qui n'avait jamais été fait pour celà, puis déclare que tout le paradigme de l'effet de serre est faux. L'incompétence est écrasante. Postma décide de creuser plus loin. Son argument suivant est amusant, mais peut-être un peu étrange à suivre, donc je vais essayer d'expliquer de façon clair ^^ .
La confusion du " lapse rate "
Il affirme que les observations du taux de "lapse rate" (la vitesse à laquelle la température diminue avec l'altitude) refute l'effet de serre. Son raisonnement est que l'atmosphère est à une hauteur fixe. Quand l'effet de serre réchauffe la surface, et refroidit l'atmosphère supérieure, la hauteur reste fixe, mais de toute évidence la différence de température entre le bas et le haut de l'atmosphère doit augmenter. Postma affirme ensuite que cela implique nécessairement que le taux de baisse doit avoir une pente supérieure à la valeur théorique qu'il calcul d'environ -10 K par kilomètre (ce qui est plutôt bon pour une parcelle d'air sec ascendant). Autrement dit, si la hauteur atmosphérique reste fixe, et que la différence de température entre la surface et le sommet est augmenté, alors la vitesse à laquelle l'air se refroidit en hauteur doit augmenter. Ceci n'est pas respecté, alors nous avons un problème, non?
En réalité, la hauteur atmosphérique s'agit d'une distraction. Le gradient adiabatique ne s'étend pas au-delà du point où la convection s’arrête, qui est la tropopause. Sur Vénus, l'épaisseur optique oblige la tropopause a être a environ 60 km d'altitude. En outre, il convient de souligner que les émissions de gaz réchauffent la haute troposphère, ne la refroidissent pas, mais ils le font par contre pour la stratosphère.
Figure 1: Schéma qualitative de la température ancienne (bleu) et nouvelle (par exemple, après l'augmentation de CO2) avec l'altitude dans une atmosphère sèche. L'humidité a tendance à renforcer le réchauffement de la haute atmosphère tropicale rapport à la surface. La température augmente vers la droite.
TOA ( haute atmosphère ) vs surface
Postma ne peut pas nié la fausseté du bilan énergétique mesuré en surface si le co2 expliquait le réchauffement via une simple augmentation du flux infrarouge vers le bas. Ce problème est décrit dans les études standard de l'effet de serre, dont il ne semble pas connaitre l'existence, comme dans le récent livre de Ray Pierre humbert. L'importance du bilan énergétique de l'atmosphère supérieur, plutôt que le bilan énergétique de surface, a été connu au moins depuis les travaux de Manabe dans les années 1960 (voir aussi Miller, 2011.)
En réalité, la partie supérieur de l'atmosphère régule la température de surface encore plus que la surface ne la force, parce que l'atmosphère elle-même adapte son rayonnement sortant dans l'espace (et une grande partie du rayonnement vers l'espace est originaire de la haute atmosphère, en raison de son opacité aux IRs). Lorsque l'atmosphère est bien agité, par convection, l'ajustement de la température à cette couche est communiquée à la surface. Je l'ai décrit plus en détail ici ( http://blog.timesunion.com/weather/understanding-global-warming-how-to-build-a-greenhouse-effect/1196/ ). En réalité l'atmosphère ne suite pas le modèle purement radiatif qui sert à la base pour aider à la compréhension. En réalité la convection lisse également les gradients.
Postma se heurte à cette erreur encore une fois quand il affirme que la faible concentration de vapeur d'eau dans les déserts chauds est un problème pour la théorie de serre, mais cela est largement dû à l'absence de refroidissement par évaporation qui , ne représentant qu'une partie du bilan énergétique de la surface, et presque absent dans un désert. Il s'agit d'un scénario où un examen détaillé du bilan énergétique de surface est essentielle, ainsi que dans d'autres régimes faiblement couplés.
La façon dont le réchauffement induit par le CO2 fonctionne vraiment dans une atmosphère bien mélangée est de réduire le taux de perte de rayonnement infrarouge vers l'espace. La quasi-totalité des flux de surface, pas seulement les flux radiatifs, devrait changer dans un contexte de réchauffement climatique. Le rayonnement sortant augmentera en effet en partie à cause de la quantité de CO2 et de vapeur d'eau, mais aussi tout simplement parce que l'atmosphère est maintenant à une température plus élevée. Mais cette émission vers l’extérieur ne compensera l’énergie interne au système que lorsque ce dernier aura atteint un point d'équilibre. Cela se ferait dans un monde bien plus chaud, ou le bilan énergétique annuel serait nul ( nouveau point stable : autant de sortie que d'entrées d'énergie) .
Conclusions
En résumé, Joseph Postma a publié un article critiquant un modèle très simple qui produit néanmoins des résultats utiles. Il a fait plusieurs erreurs très simples le long du chemin, dont aucune n'est de nature très technique. Des modèles plus sophistiqués sont évidemment conçus pour gérer la répartition inégale de chauffage solaire (ce qui explique pourquoi nous avons une météo ! ). Néanmoins, les outils pédagogiques sont utiles, et en aucune façon Postma ne démontre la non existence ou la non-nécessité de l'effet de serre . Sans effet de serre, plusieurs études ont montré que la terre s'effondre dans une boule de glace congelée (Pierrehumbert et al, 2007;. Voigt et Marotzke 2009 Lacis et al 2010) et en effet, après une rétroaction albédo de la glace, la température s'effondre sous la moderne et efficace température de 255 K. Ce travail contient des affirmations extraordinairement mauvaises et pourtant rien n'a été fait pour le mettre dans un véritable revue scientifique, car il n'a jamais été destiné aux scientifiques du climat ou d'améliorer le domaine, c'est une imposture, destinée seulement a provoquer la confusion chez les lecteurs et offrent une opportunité sceptique sur les blogs. L'auteur devrait avoir honte.
http://www.skepticalscience.com/postma-disproved-the-greenhouse-effect.htm