Accueil
Site
Dernières images
Portail
Rechercher
Humeur
L'argument sceptique :
La capacité de CO2 à réchauffer la surface de la planète grâce à l'absorption du rayonnement infrarouge est bien connue. Ce qui est beaucoup moins apprécié, toutefois, c'est juste comment le gaz est efficace dans le maintien de l'effet de serre qui contribue à caractériser le climat moderne.
La question de savoir comment le climat pourrait changer dans une ambiance totalement exempte de CO2 a été mis en place récemment dans un témoignage devant le sous-comité de la Chambre des sciences et de la technologie. Une réponse a été fournie par le MIT scientifique Dr Richard Lindzen, qui a proposé qu'une telle élimination hypothétique de l'ensemble des émissions de CO2 dans l'air se traduirait par un refroidissement global d'environ 2,5 degrés, probablement. Dr. Cicerone, qui était également sur le panneau, a exprimé son désaccord même si il n'a pas vraiment fournir une meilleure réponse de sa part.
Il se peut que Lindzen ai juste donner une estimation sur le dessus de la tête lors d'une audience, mais la question n'en est pas moins intéressante car elle fournit une perspective sur la façon de décomposer l'effet de serre en ses composants individuels.
On pourrait naïvement penser que la suppression de toutes les émissions de CO2 dans l'atmosphère produirait un changement de température similaire à celle de doublement du CO2, juste dans l'autre sens. Même sans tenir compte de la nature complexe des rétroactions, cette conclusion serait fausse cependant. Le forçage radiatif du CO2 généré par le changement passe par le logarithme de la concentration, et donc retirer l'ensemble du CO2 générerait un impact beaucoup plus grand que si vous l'aviez doublé . En fait, quand vous arrivez à de très petites quantités de CO2 (de l'ordre de quelques parties par million), le forçage radiatif est beaucoup plus rapide que logarithmique puisque vous ouvrez de nouvelles fenêtres dans la bande centrale de 15 microns où la Terre est fortement électroluminescente (c'est pour cette raison que les changements de concentration de méthane sont couramment citée comme étant «plus puissant que le CO2», ce qui n'est vrai que molécule pour molécule dans l'atmosphère moderne, comme le méthane est en train descendre à des concentrations de fond beaucoup plus basse par rapport au CO2).
Même ce raisonnement qualitatif aurait pu conduire Lindzen à une meilleure réponse approximative de seulement 2-3 C, ce qui serait encore trop petit si les rétroactions négatives sont complètement neutre. C'est toujours qualitatif cependant, et obtenir un meilleur contrôle sur la question nécessite une modélisation du transfert radiatif et des simulations qui peuvent gérer adéquatement une atmosphère à effet de serre. De là, la première question qu'on peut se poser est combien de l'effet de serre total est fourni par le CO2 ? Cela dépend de l'ambiance de fond, car l'absorption par d'autres molécules qui se chevauchent donnera un ratio différent que si cette molécule était tout seul, même à la même concentration. Lorsque vous effectuez ces calculs avec des absorptions qui se chevauchent, il a été constaté par Schmidt et al (2010) que le CO2 contribue à environ 20% de l'effet de serre moderne. L'effet de serre peut être définie énergiquement par :
où Ts et Te sont la température de surface (288 K) et la température d'émission (255 K), respectivement. σ est la constante de Stefan-Boltzmann. Il s'ensuit que le seul CO2 fournit près de 30 W/m2 de forçage radiatif, beaucoup plus grand que le ~ 4 W/m2 lorsque vous le doublez dans le climat actuel. En supposant qu'on a la même sensibilité climatique, l'estimation d'une baisse de 2,5 ° C pour un forçage de -30 W/m2 de Lindzen impliquerait que le CO2 actuellement qui serait doubler réchaufferait la planète de seulement un tiers de degré à l'équilibre, ce qui est bien au-dessous des limites des estimations du GIEC et même très faibles par rapport aux normes les plus sceptiques.
À ce stade, nous devons incorporer des rétroactions dans le problème pour obtenir une meilleure idée de comment la nature fonctionne vraiment. Il est souvent citée que «la vapeur d'eau est le plus important gaz à effet de serre." Cela est vrai dans le sens où elle constitue l'essentiel de l'opacité infrarouge dans notre atmosphère (~ 50%) et les nuages une autre (25 %), mais parce qu'elle condense à des températures similaires à celle de la Terre elle est de très courte durée dans l'air car elle passe par l'évaporation, la condensation, et le cycle des précipitations. En raison de la dépendance en température de la pression à laquelle l'eau sature, cela fait de la vapeur d'eau une rétroaction. Une autre interprétation serait alors que les gaz à effet de serre non-condensé (principalement le CO2, seulement environ 5% de l'effet de serre est fournie par l'ozone, le méthane, N2O, etc) sont "les plus important", car ils fournissent le réchauffement suffisant pour produire le squelette par lequel l'effet de serre de la vapeur d'eau peut être assez fort.
Il ya eu un certain nombre d'études qui examinent l'évolution du système climatique sans CO2 dans l'atmosphère. Ces expériences sont décrites par exemple dans Pierrehumbert et al (2007), ou par Voigt et Marotzke (2009). A partir de ces documents, on peut déclencher une terre boule de neige avec une réduction suffisante des émissions de CO2 dans l'atmosphère. Une réduction substantielle de la vapeur d'eau, illustré ci-dessous, à partir de Lacis et al (2010) ainsi que l'augmentation de l'albédo de surface sont des rétroactions importantes ici, en montrant que la suppression des émissions de gaz sans condensation (principalement le CO2) dans l'atmosphère peut faire s'effondrer près de la totalité de l'effet de serre terrestre. Dans les expériences de Lacis et al, retirer le CO2 de l'atmosphère génère un refroidissement d'environ 30 ° C, une grande différence d'ordre de grandeur avec la réponse de Lindzen.
Pourquoi pourrait-on se soucier de cette situation hypothétique de toute façon ? Mis à part Lindzen, il ya un certain nombre d'applications intéressantes pour les cas avec un faible soleil et un faible co2. Le souci des «grands» changements climatiques (ie, à l'échelle de la Terre boule de neige...), c'est qu'il y a bifurcation (au sens large, des points de basculement) dans le système. C'est-à-dire que l'on peut imaginer tirer vers le bas le CO2 de l'atmosphère et déclencher une terre boule de neige, bien que cela prendrait des valeurs extrêmement plus élevées de CO2 (beaucoup plus élevé que le montant initial) pour revenir au point initial sur cet état glaciaire ( ce qui est aussi appelée couramment l’hystérésis ). C'est au moins une façon d'avoir une planète couverte de glace avec des niveaux de CO2 très élevées. En effet, comment s'échapper précisément à une terre boule de neige à part entière est l'une des questions non résolues de la science climatique. . Illustré ci-dessous (à partir de Pierrehumbert et al. 2011, accepté) est une esquisse de bifurcation de la température en fonction de la teneur en CO2 dans l'atmosphère, avec un ensoleillement plus faible qu'aujourd'hui (le papier est un article de synthèse sur le climat Neoproterozoic) . On peut faire le même type de schéma pout le rayonnement d'ondes courtes incidentes, mais en tout cas la présence d'un albédo rend de multiples solutions de température possible, même pour un rayonnement stellaire entrant et un l'effet de serre. Par exemple, si la Terre était recouverte de glace comme par magie aujourd'hui, ce serait une situation tout à fait stable et il n'y aurait pas de tendance à échapper à cet état à moins que l'effet de serre a été considérablement améliorée ou que le soleil se soit renforcé fortement. C'est un gros problème dans les études d'habitabilité planétaire, surtout si une planète succombe à un sort d'effet boule de neige tôt dans son histoire, quand le soleil est pâle. Une fois que vous commencez à faire fondre la glace toutefois, la température saute rapidement à une tendance très chaude.
Ceci est pertinent à un article récent de Rosing et al (2010) qui visait à montrer que le paradoxe du "léger soleil" peut être résolu par un albédo plus faible plutôt que par un effet de serre considérablement améliorée. Ce document est intéressant, et est un exemple de bon scepticisme scientifique, dans le sens que les auteurs proposent une nouvelle idée pour un sujet encore ouvert pour la recherche. L'idée est problématique cependant, puisque même pour l'insolation au Neoproterozoic, vous donnez un coup sur dans une terre boule de neige à des niveaux de CO2 environ 3 x plus présents, et la situation est encore pire pour le début de l'insolation de la Terre, qui est quelque 20-25% inférieur à celui d'aujourd'hui. Il n'existe aucun mécanisme pour ajuster l'albédo de manière à compenser les variations de température, tandis que les silicates à long terme agit comme une rétroaction négative entre concentrations de CO2 et de la température au cours du temps géologique.
Lindzen a plaidé en faveur d'un système climatique relativement insensible dans le passé, dans ce cas, il serait difficile d'expliquer l'ampleur des grands changements climatiques dans le passé, allant des boules de neige, les cycles PETM, glaciaires-interglaciaires, etc Toutefois, en faisant valoir que le climat serait refroidit de seulement de 2,5 degrés lorsque vous supprimez toutes les émissions de CO2 dans l'atmosphère est vraiment ignorer plusieurs articles sur le sujet qui montrent le contraire. C'est tout le contraire, il est prouvé que le CO2 fournit le bloc de construction pour l'effet de serre terrestre, à la fois parce qu'il absorbe fortement près du pic d'émission pour la Terre, et parce qu'il permet à la Terre d'être assez chaude pour maintenir un effet de serre de la vapeur d'eau puissant.
http://www.skepticalscience.com/co2-free-atmosphere.htm
75% de l'effet de serre est causée par la vapeur d'eau et les nuages, qui tombent sous forme de pluie lorsqu'elle se refroidit. Cela fait de la vapeur d'eau une forte rétroaction positive à tout changement de gaz à effet de serre non condensé. Le CO2 constitue 80% du gaz à effet de serre sans condensation. Le retrait de CO2 serait équivalent à enlever la plupart de l'eau, annulant encore plus de l'effet de serre et refroidissant la Terre de 30 C.La suppression de toutes les émissions de CO2 ferait peu de différence.
"La couverture nuageuse dans les modèles est mal traitée et inexactement prédite. Pourtant les nuages réfléchissent soixante-quinze watts par mètre carré. Étant donné que le doublement du dioxyde de carbone changerait le flux de chaleur en surface par seulement deux watts par mètre carré, il est évident qu'une petit changement dans la couverture nuageuse peut fortement affecter la réponse au dioxyde de carbone ". (Richard Lindzen)
La capacité de CO2 à réchauffer la surface de la planète grâce à l'absorption du rayonnement infrarouge est bien connue. Ce qui est beaucoup moins apprécié, toutefois, c'est juste comment le gaz est efficace dans le maintien de l'effet de serre qui contribue à caractériser le climat moderne.
La question de savoir comment le climat pourrait changer dans une ambiance totalement exempte de CO2 a été mis en place récemment dans un témoignage devant le sous-comité de la Chambre des sciences et de la technologie. Une réponse a été fournie par le MIT scientifique Dr Richard Lindzen, qui a proposé qu'une telle élimination hypothétique de l'ensemble des émissions de CO2 dans l'air se traduirait par un refroidissement global d'environ 2,5 degrés, probablement. Dr. Cicerone, qui était également sur le panneau, a exprimé son désaccord même si il n'a pas vraiment fournir une meilleure réponse de sa part.
Il se peut que Lindzen ai juste donner une estimation sur le dessus de la tête lors d'une audience, mais la question n'en est pas moins intéressante car elle fournit une perspective sur la façon de décomposer l'effet de serre en ses composants individuels.
On pourrait naïvement penser que la suppression de toutes les émissions de CO2 dans l'atmosphère produirait un changement de température similaire à celle de doublement du CO2, juste dans l'autre sens. Même sans tenir compte de la nature complexe des rétroactions, cette conclusion serait fausse cependant. Le forçage radiatif du CO2 généré par le changement passe par le logarithme de la concentration, et donc retirer l'ensemble du CO2 générerait un impact beaucoup plus grand que si vous l'aviez doublé . En fait, quand vous arrivez à de très petites quantités de CO2 (de l'ordre de quelques parties par million), le forçage radiatif est beaucoup plus rapide que logarithmique puisque vous ouvrez de nouvelles fenêtres dans la bande centrale de 15 microns où la Terre est fortement électroluminescente (c'est pour cette raison que les changements de concentration de méthane sont couramment citée comme étant «plus puissant que le CO2», ce qui n'est vrai que molécule pour molécule dans l'atmosphère moderne, comme le méthane est en train descendre à des concentrations de fond beaucoup plus basse par rapport au CO2).
Même ce raisonnement qualitatif aurait pu conduire Lindzen à une meilleure réponse approximative de seulement 2-3 C, ce qui serait encore trop petit si les rétroactions négatives sont complètement neutre. C'est toujours qualitatif cependant, et obtenir un meilleur contrôle sur la question nécessite une modélisation du transfert radiatif et des simulations qui peuvent gérer adéquatement une atmosphère à effet de serre. De là, la première question qu'on peut se poser est combien de l'effet de serre total est fourni par le CO2 ? Cela dépend de l'ambiance de fond, car l'absorption par d'autres molécules qui se chevauchent donnera un ratio différent que si cette molécule était tout seul, même à la même concentration. Lorsque vous effectuez ces calculs avec des absorptions qui se chevauchent, il a été constaté par Schmidt et al (2010) que le CO2 contribue à environ 20% de l'effet de serre moderne. L'effet de serre peut être définie énergiquement par :
où Ts et Te sont la température de surface (288 K) et la température d'émission (255 K), respectivement. σ est la constante de Stefan-Boltzmann. Il s'ensuit que le seul CO2 fournit près de 30 W/m2 de forçage radiatif, beaucoup plus grand que le ~ 4 W/m2 lorsque vous le doublez dans le climat actuel. En supposant qu'on a la même sensibilité climatique, l'estimation d'une baisse de 2,5 ° C pour un forçage de -30 W/m2 de Lindzen impliquerait que le CO2 actuellement qui serait doubler réchaufferait la planète de seulement un tiers de degré à l'équilibre, ce qui est bien au-dessous des limites des estimations du GIEC et même très faibles par rapport aux normes les plus sceptiques.
À ce stade, nous devons incorporer des rétroactions dans le problème pour obtenir une meilleure idée de comment la nature fonctionne vraiment. Il est souvent citée que «la vapeur d'eau est le plus important gaz à effet de serre." Cela est vrai dans le sens où elle constitue l'essentiel de l'opacité infrarouge dans notre atmosphère (~ 50%) et les nuages une autre (25 %), mais parce qu'elle condense à des températures similaires à celle de la Terre elle est de très courte durée dans l'air car elle passe par l'évaporation, la condensation, et le cycle des précipitations. En raison de la dépendance en température de la pression à laquelle l'eau sature, cela fait de la vapeur d'eau une rétroaction. Une autre interprétation serait alors que les gaz à effet de serre non-condensé (principalement le CO2, seulement environ 5% de l'effet de serre est fournie par l'ozone, le méthane, N2O, etc) sont "les plus important", car ils fournissent le réchauffement suffisant pour produire le squelette par lequel l'effet de serre de la vapeur d'eau peut être assez fort.
Il ya eu un certain nombre d'études qui examinent l'évolution du système climatique sans CO2 dans l'atmosphère. Ces expériences sont décrites par exemple dans Pierrehumbert et al (2007), ou par Voigt et Marotzke (2009). A partir de ces documents, on peut déclencher une terre boule de neige avec une réduction suffisante des émissions de CO2 dans l'atmosphère. Une réduction substantielle de la vapeur d'eau, illustré ci-dessous, à partir de Lacis et al (2010) ainsi que l'augmentation de l'albédo de surface sont des rétroactions importantes ici, en montrant que la suppression des émissions de gaz sans condensation (principalement le CO2) dans l'atmosphère peut faire s'effondrer près de la totalité de l'effet de serre terrestre. Dans les expériences de Lacis et al, retirer le CO2 de l'atmosphère génère un refroidissement d'environ 30 ° C, une grande différence d'ordre de grandeur avec la réponse de Lindzen.
Pourquoi pourrait-on se soucier de cette situation hypothétique de toute façon ? Mis à part Lindzen, il ya un certain nombre d'applications intéressantes pour les cas avec un faible soleil et un faible co2. Le souci des «grands» changements climatiques (ie, à l'échelle de la Terre boule de neige...), c'est qu'il y a bifurcation (au sens large, des points de basculement) dans le système. C'est-à-dire que l'on peut imaginer tirer vers le bas le CO2 de l'atmosphère et déclencher une terre boule de neige, bien que cela prendrait des valeurs extrêmement plus élevées de CO2 (beaucoup plus élevé que le montant initial) pour revenir au point initial sur cet état glaciaire ( ce qui est aussi appelée couramment l’hystérésis ). C'est au moins une façon d'avoir une planète couverte de glace avec des niveaux de CO2 très élevées. En effet, comment s'échapper précisément à une terre boule de neige à part entière est l'une des questions non résolues de la science climatique. . Illustré ci-dessous (à partir de Pierrehumbert et al. 2011, accepté) est une esquisse de bifurcation de la température en fonction de la teneur en CO2 dans l'atmosphère, avec un ensoleillement plus faible qu'aujourd'hui (le papier est un article de synthèse sur le climat Neoproterozoic) . On peut faire le même type de schéma pout le rayonnement d'ondes courtes incidentes, mais en tout cas la présence d'un albédo rend de multiples solutions de température possible, même pour un rayonnement stellaire entrant et un l'effet de serre. Par exemple, si la Terre était recouverte de glace comme par magie aujourd'hui, ce serait une situation tout à fait stable et il n'y aurait pas de tendance à échapper à cet état à moins que l'effet de serre a été considérablement améliorée ou que le soleil se soit renforcé fortement. C'est un gros problème dans les études d'habitabilité planétaire, surtout si une planète succombe à un sort d'effet boule de neige tôt dans son histoire, quand le soleil est pâle. Une fois que vous commencez à faire fondre la glace toutefois, la température saute rapidement à une tendance très chaude.
Ceci est pertinent à un article récent de Rosing et al (2010) qui visait à montrer que le paradoxe du "léger soleil" peut être résolu par un albédo plus faible plutôt que par un effet de serre considérablement améliorée. Ce document est intéressant, et est un exemple de bon scepticisme scientifique, dans le sens que les auteurs proposent une nouvelle idée pour un sujet encore ouvert pour la recherche. L'idée est problématique cependant, puisque même pour l'insolation au Neoproterozoic, vous donnez un coup sur dans une terre boule de neige à des niveaux de CO2 environ 3 x plus présents, et la situation est encore pire pour le début de l'insolation de la Terre, qui est quelque 20-25% inférieur à celui d'aujourd'hui. Il n'existe aucun mécanisme pour ajuster l'albédo de manière à compenser les variations de température, tandis que les silicates à long terme agit comme une rétroaction négative entre concentrations de CO2 et de la température au cours du temps géologique.
Lindzen a plaidé en faveur d'un système climatique relativement insensible dans le passé, dans ce cas, il serait difficile d'expliquer l'ampleur des grands changements climatiques dans le passé, allant des boules de neige, les cycles PETM, glaciaires-interglaciaires, etc Toutefois, en faisant valoir que le climat serait refroidit de seulement de 2,5 degrés lorsque vous supprimez toutes les émissions de CO2 dans l'atmosphère est vraiment ignorer plusieurs articles sur le sujet qui montrent le contraire. C'est tout le contraire, il est prouvé que le CO2 fournit le bloc de construction pour l'effet de serre terrestre, à la fois parce qu'il absorbe fortement près du pic d'émission pour la Terre, et parce qu'il permet à la Terre d'être assez chaude pour maintenir un effet de serre de la vapeur d'eau puissant.
http://www.skepticalscience.com/co2-free-atmosphere.htm