Le rétro-rayonnement : une hérésie physique

1. Introduction

Les rapports du GIEC (WG1) s’appuient sur le bilan radiatif de la Terre, en particulier à la surface du sol.

Or, le rayonnement solaire arrivant à la surface du sol est très insuffisant pour justifier la température moyenne de 15°C qui y règne : par comparaison, la température moyenne à la surface de la Lune (qui reçoit le même rayonnement que la Terre), pour autant que cela ait un sens, est de l’ordre de -80°C :

Pour justifier la température terrestre de 15°C, dans un bilan purement radiatif, il faudrait que la surface de la Terre reçoive environ 390 W/m2, en application de la Loi de Stefan Boltzmann (F = σT4, où F (en W/m2) est le flux énergétique, T la température absolue, et σ la constante de Stefan Boltzmann = 5,67 10-8) ; or le soleil n’en délivre que 340, et la surface du sol n’en reçoit finalement que de l’ordre de 160 à 165 une fois déduits l’albédo (rayonnement purement réfléchi) et la perte en ligne par absorptions dans la traversée de l’atmosphère.

Pour apporter le complément nécessaire, le GIEC s’appuie sur une théorie dite de l’ “effet de serre atmosphérique“, selon laquelle l’atmosphère absorberait le rayonnement infra-rouge remontant de la surface du sol, et le renverrait, amplifié, après absorption, par rétro-rayonnement vers la surface du sol.

Le Diagramme de Wild & al, dans l’AR5 (AR5/WG1 p 181) en est une parfaite illustration, avec son rétro-rayonnement (“Back Radiation”) de 342 W/m2 :

Cette théorie est une hérésie physique : c’est ce que nous allons démontrer.

 

2. La Physique du GIEC : le rétro-rayonnement du verre de la serre.

Nous nous appuyons sur le site Planet-Terre, une émanation de l’Ecole Normale Supérieure de Lyon (https://planet-terre.ens-lyon.fr/services/apropos), qui a pour mission “de permettre aux professeurs des établissements secondaires de disposer de ressources documentaires et pédagogiques destinées à leur formation, à l’actualisation de leurs connaissances ou à une ouverture de leur champ disciplinaire, dans le cadre des programmes de l’enseignement des collèges et lycées : Compte-rendu, comité d’orientation et de suivi 2009”.

Planet-Terre explique l’ “Effet de Serre” de la façon suivante (https://planet-terre.ens-lyon.fr/article/explication-effet-de-serre.xml) :

Dans le schéma de gauche, la surface du sol est assimilée à un corps noir : recevant 100 (W/m2), elle se stabilise à la température de rayonnement correspondante (selon la Loi de Stefan Boltzmann), et, à l’équilibre, rayonne donc vers le cosmos à cette même température, la même énergie 100 (W/m2).

Dans le schéma de droite, on a placé une lame de verre qui laisse passer le rayonnement solaire, mais absorbe et bloque les Infra-rouges émis par la surface du sol. Pour que l’ensemble s’équilibre, il faut donc que ce soit le verre qui rayonne les 100 reçus du soleil : jusque là, on est d’accord.

Mais continuons le raisonnement de Planet-Terre : la lame de verre, fine, rayonne nécessairement la même quantité dans les deux sens : si elle rayonne 100 vers le cosmos, elle rayonne aussi 100 vers le sol, … qui reçoit alors 200 (100 solaires + 100 du verre), … et donc se réchauffe (c’est là que réside l’ “effet de serre”) ; … de ce fait, pour que l’ensemble s’équilibre, la surface du sol rayonne donc 200, ce qui permet ensuite d’équilibrer le verre, qui, recevant 200 peut donc émettre 100 ver le cosmos, et 100 vers le sol.

Comme le sol ne reçoit directement que 100, et que le verre rayonne la même quantité vers le haut et vers le bas, les 100 supplémentaires sont produits par un mécanisme de rebonds successifs, selon le schéma suivant extrait de “Bilan énergétique de la Terre et rôle de l’Effet de Serre” (Jean-Louis Dufresne, CNRS Senior Research Scientist Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD), Institut Pierre Simon Laplace (IPSL)) (http://www.lmd.jussieu.fr/~jldufres/IUFM_Creteil/Dufresne_bil_serre_terre.pdf) :

Ce raisonnement présente deux défauts rédhibitoires, que nous allons développer, et qui le rendent inapplicable.

 

3. Défaut n° 1 : insuffisance.

Reprenons ce diagramme :

Si on applique le raisonnement de Planet-Terre, le rétro-rayonnement est égal à :

100 (1/2 + 1/4 + 1/8 + …) = 100

Le rétro-rayonnement ne peut pas excéder le rayonnement initial.

Or, si on reprend le diagramme de Wild & al, dans l’AR5 (AR5/WG1 p 181), le rétro-rayonnement (“Back Radiation”) est égal à 342 W/m2 pour un rayonnement incident de 161 W/m2 :

… soit plus de 2 fois le rayonnement initial : on voit bien que le raisonnement de Planet-Terre est insuffisant pour justifier cette intensité.

Alors, Planet-Terre utilise un artifice, en considérant un système à plusieurs couches, chaque couche étant réchauffée par la couche inférieure, qu’elle réchauffe elle-même par rétro-rayonnement :

On peut considérer qu’il est nécessaire d’ajouter une seconde couche de gaz par dessus la première (sachant que le modèle à une couche ne peut être « épaissi » pour prendre en compte la présence de plus de gaz). Cette couche additionnelle absorbe le rayonnement infrarouge issu de la première couche, et l’émet à son tour dans toutes les directions, soit pour moitié vers l’espace et pour moitié vers le bas.

On peut empiler encore plus de couches absorbantes (des couches de gaz complètement absorbantes sont des couches de type corps noir). Il s’ensuit qu’avec N couches empilées, la puissance totale qui arrive au sol (incidente) est égale à (N+1) fois la puissance qui arriverait sans atmosphère.”

Mais ce raisonnement (similaire à un calcul aux éléments finis) est spécieux, pour 2 raisons :

  1. combien de couches faudrait-il pour modéliser l’atmosphère terrestre ? 342 / 161 = 2,12 : ce nombre ne correspond à rien : dans un calcul aux éléments finis, le nombre couches ne joue que sur la précision.
  2. la basse atmosphère est totalement opaque au rayonnement infra-rouge terrestre, et ceci jusqu’à la haute troposphère : nous sommes dans le verre, et l’atmosphère n’en contient qu’une seule couche, … épaisse de plusieurs milliers de mètres.

… Et Planet-Terre est d’ailleurs consciente du défaut de ce raisonnement, puisqu’elle poursuit :

Malheureusement, la modélisation par empilement de couches noires a un inconvénient majeur : elle conduit à l’emballement de l’effet de serre. Comme la puissance incidente totale est égale à (N+1) fois la puissance reçue du Soleil, ce modèle multi-couches prédit que, pour une atmosphère suffisamment épaisse (N grand), la Planète pourrait devenir plus chaude que le Soleil. Le modèle n’est alors plus valable. Il faut alors considérer que les propriétés optiques et radiatives des gaz changent lorsqu’on se rapproche d’une telle température.”

… on croit rêver : Planet-Terre prône un raisonnement tout en sachant qu’il ne fonctionne pas dans la réalité.

 

4. Défaut n° 2 : dérogation au 2nd Principe de la Thermodynamique.

Ce second défaut est beaucoup plus grave, eu égard à la mission éducatrice de Planet-Terre.

Le second principe de la Thermodynamique s’énonce de la façon suivante (Wikipedia) :

Toute transformation d’un système thermodynamique s’effectue avec augmentation de l’entropie globale incluant l’entropie du système et du milieu extérieur.

(Sachant que : L’entropie d’un système thermique est maximale quand la température est identique en tout point).

En rayonnement, en application de ce second principe de la thermodynamique, le transfert de chaleur ne peut donc aller que du plus chaud au plus froid, les deux côtés cherchant à égaliser leur température.

En admettant une émissivité égale à 1 de chaque côté, le transfert de chaleur d’un corps A vers un corps B, selon la Loi de Stefan Boltzmann, est égal à la différence des flux de rayonnement : σ(TA4-TB4).

Si B est le cosmos, TB est nulle (zéro absolu), et donc le refroidissement est égal au rayonnement σTA4.

Mais si A et B sont à la même température, le transfert d’énergie est nul : si je mets mes deux mains face à face, elles vont, bien sûr, rayonner l’une vers l’autre de l’ordre de 500 W/m2 (à 37°C), mais elles ne vont pas se réchauffer mutuellement, sinon, on finirait par se brûler : le transfert de chaleur est nul.

De la même façon, dans le schéma de Planet-Terre, le verre ne peut pas réchauffer le sol : la flèche descendante qui va du verre au sol est bien un rayonnement, mais pas un transfert de chaleur ; et donc, ce schéma ne peut pas prétendre être un bilan énergétique.

Alors comment l’équilibre s’établit-il ?

Tant que le sol ne peut pas évacuer le rayonnement qu’il reçoit, du fait de l’opacité du verre à son rayonnement infra-rouge, il s’échauffe car les Joules reçus (100 par seconde et par m2) s’accumulent. Il ne peut arrêter de s’échauffer que s’il arrive à évacuer ces 100 W/m2, … ou si sa température augmente jusqu’à s’équilibrer avec celle du soleil.

Dans notre cas, le sol ne peut les évacuer que vers le verre … qui va donc lui-même s’échauffer jusqu’à pouvoir les évacuer. L’équilibre global n’est atteint que lorsque :

  1. le verre atteint une température Tv lui permettant d’évacuer ces 100 vers le cosmos : σTv4 = 100
  2. le sol atteint une température Ts lui permettant lui-même de les évacuer vers le verre : σ(Ts4-Tv4) = 100

Ainsi, le sol n’est pas réchauffé par le rétro-rayonnement du verre, mais par l’accumulation de l’énergie solaire, liée au déséquilibre radiatif à la surface du sol … jusqu’à ce qu’un nouvel équilibre radiatif s’établisse. Les transferts de chaleur (ou le bilan énergétique) s’établissent donc de la façon suivante :

Ce qui rend le raisonnement du GIEC trompeur, c’est que, s’agissant de l’effet dans le vide (où les échanges de chaleur ne se font que de façon radiative), bilan radiatif et bilan énergétique donnent, en terme de températures, le même résultat : dans les deux cas, le sol monte à la même température, et le verre aussi, s’il est totalement opaque aux infra-rouges.

Mais un rayonnement n’est pas un transfert de chaleur : le transfert de chaleur par rayonnement est une différence de rayonnement.

Et cela fait une différence importante dans le bilan énergétique de la Terre où interviennent d’autres modes d’échange de chaleur.

 

5. Dans l’atmosphère réelle

Dans l’atmosphère réelle, deux autres phénomènes interviennent :

  • la convection qui remonte de l’air chaud venant du sol,
  • l’évaporation, qui prélève de la chaleur latente de vaporisation au sol, et la restitue à sa condensation.

 

Dans la serre agricole (supposée fermée sur tous les côtés), ces deux facteurs sont confinés et s’arrêtent lorsqu’ils atteignent le verre. Le schéma fait alors apparaître les différents transferts de chaleur du sol au verre :

–    Convection : a

–    Evaporation/condensation : b

–    Rayonnement : c

–    a+b+c = 100

Nota : pour être tout-à-fait exact, les 100 que le verre doit évacuer ne peuvent pas l’être en totalité par rayonnement, car l’atmosphère elle-même est relativement opaque à ces infra-rouges ; et donc, une grande partie d sera évacuée par convection :

d+e = a+b+c = 100

Dans l’atmosphère réelle de la Terre, où l’air se refroidit avec l’altitude, il ne peut y avoir aucun transfert de chaleur par rayonnement du haut vers le bas.
Prétendre le contraire, c’est déroger au second principe de la Thermodynamique.

6. L’application de la théorie du GIEC dans la littérature

Confondre rayonnement et transfert de chaleur dans un même diagramme est une source de confusion et d’erreurs de raisonnement :

  • tous les corps rayonnent à leur température, selon la Loi de Stefan Boltzmann, indépendamment de leur environnement : F = σT4 ;
  • mais il n’y a d’échange de chaleur qu’entre des corps à des températures différentes, et uniquement du plus chaud au plus froid, par différence de flux : σ(TA4-TB4).

Voici par exemple ce schéma, trouvé dans le livre “CLIMATS” de Marie-Antoinette Mélières (docteur en physique) et Chloé Maréchal (docteur en géochimie, chercheuse en paléoclimatologie) (Fig.3 p 96), où on additionne allègrement des choux (transferts de chaleur) et des navets (rayonnement) pour arriver à un chiffre spectaculaire (492 W/m2), qui n’a aucune signification physique, et où :

  • la seule source de chaleur est le soleil, et on n’en reçoit que 168 W/m2,
  • l’atmosphère, qui est plus froide que la surface ne peut donc pas la réchauffer.

On a créé 324 W/m2 à partir de rien ; de plus, encore une fois, ces 324 W/m2 dérogent à la théorie du GIEC exposée plus haut, selon laquelle ils ne devraient pas pouvoir excéder les 168 reçus originellement : l’atmosphère ne peut quand même pas rétro-rayonner plus qu’elle ne reçoit.Et donc la part du transfert énergétique par rayonnement terrestre n’est pas 390, mais 168 – 78 – 24 = 66 W/m2, qui se répartissent entre :

  • rayonnement direct vers le cosmos (au travers de l’étroite Fenêtre atmosphérique, transparente aux Infra-rouges)
  • transfert de chaleur vers l’atmosphère, par absorption du rayonnement terrestre par le CO2 et la vapeur d’eau qu’elle contient.

 

Bien sûr, ce rayonnement de 324 W/m2 vers la surface du sol existe bien, comme ma main gauche rayonne bien 500 W/m2 vers ma main droite en vis-à-vis, mais ce rayonnement ne réchauffe pas la surface de la Terre : il doit être simplement soustrait des 390 qui proviennent de la surface pour évaluer le refroidissement de la surface du sol.

Le diagramme de Wild & al de l’AR5 est également repris dans le livre “Le climat, la terre, et les hommes” (de Jean Poitou, Pascale Braconnot et Valérie Masson-Delmotte : chercheurs du Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement de Gif sur Yvette), avec des valeurs légèrement différentes,  Fig 2.10 page 42 :

7. Bilan énergétique à la surface de la Terre

Dès lors qu’il n’y a pas de transfert de chaleur par rétro-rayonnement, le diagramme de Wild & al ci-dessus doit être corrigé de la façon suivante si on veut y voir un bilan énergétique :

La surface reçoit 161 W/m2 par rayonnement solaire, et renvoie, à l’équilibre, 161 W/m2, répartis de la façon suivante :

–    84 par évaporation (chaleur latente),

–    57 par rayonnement (pour partie directement au cosmos, et pour partie vers l’atmosphère)

–    20 par convection.

Bien sûr, ce n’est pas neutre, car ce schéma modifié ne peut pas expliquer la température moyenne de 15°C de la surface, qui ne reçoit finalement, radiativement, que 161 W/m2, alors que dans le diagramme original, cette “back radiation” était censée apporter à la surface du sol l’énergie nécessaire pour justifier les 390 W/m2 correspondant à ces 15°C.

Pour répondre à cette question, il faut sortir du “tout radiatif”, car la surface de la Terre est en déséquilibre radiatif : elle reçoit 161 W/m2 et n’en renvoie que 57 ; et c’est justement ce déséquilibre qui la réchauffe :

En effet, l’atmosphère de la Terre a toujours contenu du CO2, un gaz qui bloque et absorbe une petite partie des infra-rouges rayonnés par la surface (dans une bande d’absorption étroite aux alentours de 15 µm).

De ce fait, la surface du sol a toujours reçu plus de rayonnement qu’elle ne pouvait en renvoyer. … et donc, en supposant partir de -36°C (moyenne théorique pour 161 W/m2 reçus), elle s’est réchauffée : les océans ont fondu, puis ont commencé à s’évaporer : l’atmosphère a commencé à s’enrichir en vapeur d’eau, un autre gaz qui bloque et absorbe les Infra-rouges, … jusqu’à opacifier presque complètement (environ 85%) l’atmosphère aux infra-rouges terrestres, ce qui a accru le déséquilibre radiatif, et la température a donc continué de s’élever.

Cette élévation de température a pris fin lorsque 2 phénomènes, dus au réchauffement lui-même, sont venus compenser le déséquilibre radiatif, alors que l’opacification était quasiment à saturation :

  • principalement l’évaporation qui permet d’évacuer, sous forme de chaleur latente, plus des 4/5 du déséquilibre (84 W/m2 selon le diagramme de Wild ci-dessus),
  • mais aussi la convection (20 W/m2 selon ce même diagramme), qui fait remonter cette chaleur et de la chaleur sensible (air chaud), jusqu’en haut des nuages et de la troposphère.

Le mécanisme de régulation à la surface du sol est simple et particulièrement performant :

  • l’atmosphère est déjà quasiment opaque aux infrarouges terrestres dans les bandes d’absorption de la vapeur d’eau et du CO2 : plus de vapeur d’eau (ou de CO2) n’y changerait pas grand-chose : opaque, c’est opaque.
  • chaque degré supplémentaire, quelle qu’en soit la cause, augmente l’évaporation (donc les 84 W/m2) de 7% en moyenne, soit 6 W/m2, qui compensent très largement cette augmentation de température, et cela de façon quasi immédiate.

 

8. Conclusion

Le raisonnement du GIEC, tel qu’il est exposé dans les diagrammes des rapports successifs du WG1, et dans de nombreux ouvrages de référence, fait apparaître un réchauffement de la surface du sol par rétro-rayonnement, par l’atmosphère, du rayonnement infrarouge terrestre qu’elle a absorbé (rétro-rayonnement, par ailleurs amplifié).

Ce réchauffement par rétro-rayonnement est une hérésie physique, car l’atmosphère est globalement moins chaude que la surface : elle ne peut donc pas la réchauffer par rayonnement, en application du second principe de la Thermodynamique ; la seule source de chaleur de la Terre est le Soleil ; il n’y en a pas d’autre.

En fait, la surface de la Terre est en déséquilibre radiatif, et c’est ce qui cause son réchauffement, jusqu’à ce que ce déséquilibre soit compensé par l’évaporation et la convection que le réchauffement provoque (rétroaction négative).

C’est cette évaporation qui constitue le principal régulateur de la température.

Cette approche par le bilan énergétique est particulièrement importante, car elle démontre de façon indiscutable la rétroaction négative de l’évaporation alors que le GIEC cherche absolument à invoquer une rétroaction positive (amplificatrice). Plus de vapeur d’eau, c’est plus d’évaporation, et donc plus de refroidissement (chaleur latente), et non pas le contraire.

Mais, compte tenu de la qualité des auteurs cités plus haut, on peut légitimement se poser la question de savoir si cette confusion entre rayonnement et transfert de chaleur, qui permet d’occulter cette rétroaction négative, n’a pas un caractère volontaire.

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26 réponses

  1. Tout ce beau raisonnement s’effondre quand on sait que les gaz ne rayonnent pas et encore moins comme des corps noirs. Les GES absorbent des IR – c’est prouvé et c’est à la base de la spectroscopie IR – donc de l’énergie. Cette énergie ne les chauffe pas parce que la température des gaz est une fonction de la vitesse des molécules que l’irradiation ne modifie pas. Elle est stockée sous forme d’énergie (mécanique) de vibration et elle doit être évacuée sinon les molécules exploseraient ! Elle ne peut le faire que par collisions avec d’autres molécules ce qui augmente leur vitesse et donc leur température. Les gaz ne rayonnent pas ni par rayonnement thermique ni par luminescence qui sont les deux seuls modes d’émission possibles et donc la physique est incapable d’expliquer comment ils rayonneraient et de plus aucune loi physique ne les obligent à se désexciter au contraire des atomes (principe de Pauli). Tant qu’on n’admettra pas ces évidences , pour des raisons d’ailleurs que je ne m’explique pas, ou ne démontrera pas qu’elles sont erronées la cause est entendu et toutes ces discussions sont stériles

    1. C’est votre avis, que je ne partage pas, et je ne suis probablement pas le seul.
      Je ne vois pas comment on peut expliquer un diagramme OLR (Outside Longwave Radiation) si les gaz à effet de serre ne rayonnent pas vers l’espace : je ne vois pas bien d’où proviennent les 240 W/m2 que la Terre est bien obligée de renvoyer vers l’espace après les avoir reçus.

      1. Je souscris entièrement à ce que dit ici M. Jean Marc Bonnamy.
        Comparer ce qui se passe entre deux mains qui rayonnent l’une vers l’autre à la même intensité et qui par conséquent n’échangent pas de chaleur entre elles avec ce qui se passe entre la surface du sol et la basse atmosphère est pour moi une hérésie.
        Le sol rayonne vers la basse atmosphère alors que l’inverse est faux. Les gaz à effet de serre ne rayonnent vers le bas que de façon extrêmement minime. Statistiquement le rayonnement des gaz à effet de serre vers le sol est en effet négligeable. L’énergie absorbée est transmise , ainsi que l’énonce M. Bonnamy aux autres molécules. C’est la raison pour laquelle l’atmosphère est réchauffée, indirectement certes, mais réchauffée néanmoins, par l’intermédiaire du rayonnement du sol.
        Je ne vois pas par ailleurs le rapport de ces constatations avec le rayonnement en haut de l’atmosphère vers l’espace. Là encore statistiquement le rayonnement des gaz à effet de serre vers l’extérieur explique les choses correctement. Plus on est haut en altitude, moins il y a de pression, moins il y a de transfert d’énergie par collisions et plus il y a émission d’un rayonnement vers l’extérieur de la part des gaz à effet de serre.

        Autrement dit, l’émission des gaz à effet de serre vers l’extérieur est maximale en haut de l’atmosphère et minimale en bas. C’est une affaire de statistiques.

        Votre théorie, M. Moranne, dit le contraire… C’est une hérésie.

        Je pense que votre problème vient de ce que vous n’analysez pas correctement pourquoi le sol et la basse atmosphère sont à la même température.
        Pour vous, vous constatez, sans l’expliquer, qu’ils sont à la même température et vous en déduisez qu’ils rayonnent l’un vers l’autre un rayonnement de même intensité comme le font les deux mains.
        Ce n’est pas ainsi qu’il convient de raisonner. Le sol rayonne vers la basse atmosphère et donc la réchauffe, selon le processus complexe expliqué par M. Bonnamy, jusqu’à ce que la basse atmosphère soit à la même température que le sol. Pourquoi les choses se stabilisent-elles ? Parce que la basse atmosphère évacue par convection vers le haut ( en raison du second principe de la thermodynamique ) l’énergie qu’elle reçoit du sol par rayonnement. Ainsi la basse atmosphère reste à la même température que le sol parce qu’elle est en équilibre thermique et non pas parce qu’elle rayonnerait vers le sol.

        1. Pourtant, le rayonnement de l’atmosphère vers le sol (les fameux 340 W/m2 d’IR du diagramme de Trenberth) est parfaitement mesurable (et mesuré) ; d’où peut-il provenir si ce n’est des GES ?
          Non, l’atmosphère n’est pas réchauffée (significativement) par thermalisation du rayonnement absorbé par les GES, mais par conduction/convection à partir du sol (comme de l’eau dans une casserole chauffée par une plaque).
          Dans votre 3ème alinéa, vous admettez donc que les GES rayonnent, au moins vers l’espace ? Je ne suis pas sûr du tout que Bonnamy l’admette.

          1. Quelle source indique-t-elle qu’un rayonnement d’une intensité aussi extravagante que celle que vous annoncez, supérieure ou égale à celle en provenance du soleil, proviendrait de l’atmosphère et irait au sol ? Ce rétrorayonnement est une hérésie ou n’est pas une hérésie ? Il faudrait savoir !

            Désolé, mais je ne crois pas une seule seconde qu’une source sérieuse puisse annoncer une telle chose, qui ne peut-être qu’une vue de l’esprit à mes yeux.

            L’atmosphère et les gaz à effet de serre ne sont pas des sources de chaleur comme l’est le soleil.

            En outre le rayonnement est un mode de chauffage comme l’est la convection/ conduction.
            En vertu de quoi ce mode là ne réchaufferait-il pas l’atmosphère ? Cela n’a aucun sens.
            Ce mode réchauffe bel et bien l’atmosphère et de façon très significative. Le processus de chauffage est fort bien expliqué par M. Bonnamy. On peut lire aussi les écrits de M. Geuskens à ce sujet. M. Geuskens est spécialiste de spectroscopie.

            1. Je crains malheureusement de ne pouvoir vous donner que des sources que vous allez contester (comme le diagramme de Trenberth ou de Wild).
              Je n’ai lamais dit que l’atmosphère était une source de chaleur : un rayonnement ne chauffe que si sa cible (le sol en l’occurrence) est plus froide, ce qui n’est pas le cas.
              Pouvez-vous me dire où M.Geuskens affirme que les gaz ne rayonnent pas ?

              1. De sources contestables sont-elles des sources fiables ?
                J’ai en ma possession un article étudiant les mesures faites par le programme AERI dans la région des pôles. Il est fait par un tenant des théories du GIEC. Ses conclusions sont extrêmement prudentes. Ses chiffres n’ont tien à voir avec les 340 W/m2 du diagramme de Trenberth.
                Ce chiffre de 340 W/m2 relève de la pure invention, comme conséquence de l’existence d’un soi-disant effet de serre naturel que l’on pose comme seule explication possible au fait indéniable que l’irradiance solaire ne suffise pas à expliquer la température de 15°C environ qui règne au sol. Ce n’est rien d’autre qu’un raisonnement circulaire typique !

                De mon côté, je vous ai démontré très rigoureusement qu’un tel effet de serre naturel n’existe pas. Vous n’admettez pas que cette démonstration soit rigoureuse : c’est votre problème. Pourtant, non seulement elle est rigoureuse, mais en outre la méthode de calcul employée est parfaitement conforme aux mesures faites sur notre lune du côté du jour. Elle tire son origine dans les calculs eux aussi parfaitement corrects de deux grands scientifiques, MM. Gerlich et Tscheuchner.

                Par ailleurs je n’ai jamais dit ni que M. Geuskens ni que moi-même nous contestions que les gaz à effet de serre rayonnent. Ils rayonnent statistiquement très faiblement dans la basse atmosphère où ce rayonnement est minimal, et beaucoup plus fortement dans la haute atmosphère où il est maximal.
                Votre conception de l’opacité des gaz à peu près analogue à celle des solides, qui eux ne rayonnement en effet qu’en surface, me parait également erronée. Les gaz à effet de serre rayonnent statistiquement à tous les étages de l’atmosphère, en augmentant l’intensité de ce rayonnement avec l’altitude. Les collisions qui se produisent étant statistiquement bien moins nombreuses puisque la pression diminue, le rayonnement devient, lui, plus intense.

                1. Je n’ai pas dit que ces sources étaient contestables ; j’ai dit que vous les contesteriez probablement.
                  Par ailleurs, en tant que transfert de chaleur, un rayonnement n’a d’intérêt qu’en fonction de sa source et de sa cible (différence de T^^4) ; en dehors de cela, un rayonnement n’indique qu’une température, pas un réchauffement ni même un pouvoir réchauffant (on ne réchauffe pas le cosmos).
                  Et donc, le fait que l’atmosphère rayonne vers la surface ne signifie pas qu’elle la réchauffe : en fait, c’est le contraire.

                  1. Je vous rassure je suis entièrement d’accord avec la dernière partie de votre intervention.
                    Je renouvelle ma demande : où sont les mesures ( et pas les modèles ) qui prouveraient qu’il existe un rayonnement non négligeable de la basse atmosphère vers le sol ?

                    1. Il me semble me souvenir que j’en avais trouvées, faites par un labo de l’école Polytechnique il y a quelques années.

  2. Bravo pour cette clarification. Je partage tout à fait le contenu de cet article. Dans mon livre, « Réchauffement climatique, une affaire entre la nature et l’homme », j’ai publié un diagramme très proche de celui du paragraphe 7. Je mets aussi en avant que l’évaporation constitue le principal régulateur de la température.

    La nature ne nous montre pas une rétroaction positive de la vapeur d’eau. Elle obéit à des mécanismes plus complexes qui mériteraient un chapitre entier.

  3. Je suis un peu étonné que Madame Marie-Antoinette Mélières, docteur en physique, aie pu commettre une erreur monumentale de cette importance. Emportée par la mode actuelle chez les physiciens, qui voient des transferts par rayonnement partout, elle n’a probablement pas saisi l’énormité de ses affirmations (par l’image). Cela ne correspond pas à son attitude de tous les jours devant les médias : elle est en effet généralement beaucoup moins “activiste” en face des journalistes, et les ramène souvent sur terre lorsqu’ils s’embarquent dans des considérations plus ou moins farfelues.

  4. Un miroir parfait réfléchit tout et n’absorbe rien, il reste froid ! mais le flux de retour va réchauffer un objet interposé.
    En altitude, la nuit, tout le monde constate que l’on se refroidit moins quand le ciel est couvert que lorsqu’il est dégagé.
    Concernant l’effet de serre ce que je crois comprendre, c’est qu’à forte pression (surface de la terre) une molécule de CO2 qui reçoit un photon va immédiatement accélérer son mouvement brownien et va percuter les autres molécules de gaz il y a bien échauffement local, la convection intervient etc …
    Quand la pression est plus faible, dans la stratosphère, la molécule de CO2, percutée par un photon a le temps de le réémettre dans toutes les directions y compris vers le sol qui ne pourra être atteint car l’atmosphère est opaque. Que pensez vous de ce raisonnement ?
    D’avance merci.

  5. Bonjour Monsieur Morane,

    D’après votre schémas je comprends que la Terre ne peut recevoir de l’énergie qu’en provenance du soleil.
    Cela signifie que les gaz à effet n’ont pour vous pas la propriété de renvoyer en toute direction de l’espace le rayonnement infrarouge qu’ils auront absorbé ou que celui ne pourra jamais atteindre la surface de la Terre ?

    Aussi j’aimerais savoir ce qui pour vous empêche que la Terre ne se refroidisse de trop durant la nuit, serait-ce simplement du à l’inertie thermique des terres et des océans ?

    En vous remerciant par avance de bien vouloir m’éclairer sur ces différents points.

      1. Merci pour lien mais j’ai déjà lu vos précédents articles et ne comprends toujours pas d’après votre schéma ce qui permet d’empêcher la Terre de trop se refroidir durant la nuit (ou plus exactement sa températures de surface), surtout si vous me dîtes que l’inertie thermique ne joue pas un grand rôle.

        Aussi je me permets de renouveler ma question en la reformulant : les gaz à effet ont-ils selon-vous la propriété de renvoyer en toute direction de l’espace le rayonnement infrarouge émis par la Terre qu’ils auront absorbé, et si oui celui-ci parviendra-t-il jusqu’à sa surface ?

        Si vous parvenez à répondre mes interrogations, je pourrais alors de mon côté tâcher convaincre les partisans de la thèse réchauffiste et ceux qui comme moi ont de sérieux doute quant à sa validité que la théorie de l’effet de serre radiatif est à bonne à jeter dans les poubelle de l’histoire de la physique.

        PS : Veuillez m’excuser d’avoir mal écrit votre nom dans mon précédent message.

        Cordialement,

        1. Vous avez dû mal me lire, ou hors contexte : l’inertie thermique joue un grand rôle sur Terre, du fait qu’elle nivelle.
          Sauf dans la Fenêtre atmosphérique, les GES rendent l’atmosphère opaque.
          Comme tous les corps opaques, elle ne rayonne donc que depuis sa surface :
          – sa surface basse située à quelques mètres ou dizaines de mètres, qui rayonne vers le sol à la même température donc sans transfert de chaleur (l’air est réchauffé par conduction/convection, et non pas par rayonnement du sol),
          – sa surface haute, en haut de la vapeur d’eau et du CO2, qui rayonne vers le cosmos.
          Même s’il y a du rayonnement à l’intérieur, il se neutralise localement.

          1. Merci pour ces précisions monsieur Moranne.
            J’avais sauté la partie 4 de votre article mentionnant le 2nd principe de la thermodynamique, car j’avais déjà entendu cet argument, mais du coup j’ai raté la partie la plus intéressante et qui aurait permit de répondre à mes interrogations :
            “Tant que le sol ne peut pas évacuer le rayonnement qu’il reçoit, du fait de l’opacité du verre à son rayonnement infra-rouge, il s’échauffe car les Joules reçus (100 par seconde et par m2) s’accumulent. Il ne peut arrêter de s’échauffer que s’il arrive à évacuer ces 100 W/m2, … ou si sa température augmente jusqu’à s’équilibrer avec celle du soleil.
            Dans notre cas, le sol ne peut les évacuer que vers le verre … qui va donc lui-même s’échauffer jusqu’à pouvoir les évacuer.”

            Ce que je comprend, et n’hésitez pas à me corriger si je me trompe ou commet une imprécision, c’est qu’en l’absence de gaz dit à effet de serre l’atmosphère serait totalement transparente aux rayonnement infrarouges émis depuis la surface de la Terre et la température chuterait alors plus rapidement à mesure qu’on s’élève en altitude. Autrement dit en l’absence de ces fameux gaz à effet de serre l’on observerait un plus grand écart de température entre la partie inférieure de la troposphère et sa partie supérieure.

            Comme le disait un peu plus haut un lecteur ne se produit en réalité, du fait de l’absorption du rayonnement infrarouge par les gaz à effet de serre, qu’un échauffement local, qui va donc ainsi ralentir le processus d’évacuation de la chaleur (la convection qui remonte de l’air chaud venant du sol se faisant moins bien).

            Aussi je pense qu’il serait intéressant de se pencher plus sérieusement sur le rôle que joue l’inertie thermique dans le faible refroidissement nocturne de la Terre comparé à celui de la Lune ou de la planète Mars :

            “En fait, le sol martien, sec et granuleux, ne peut emmagasiner que peu de chaleur. Son inertie thermique est très faible comparée à celle de la Terre et de ses océans.”
            “Les pierres géantes de la Lune sont caractérisées par une certaine inertie thermique et restent chaudes toute la nuit. Par contre, les régolithes qui sont de fines particules de sable perdent leur chaleur rapidement.”

  6. L’effet de serre ne fait que restituer dans l’atmosphère une partie du rayonnement solaire. Les seules sources de chaleur pour la surface de la Terre sont le rayonnement solaire et l’activité terrestre interne. C’est évident pour tout le monde, sauf, semble-t-il, pour quelques esprits fragiles qui ont subi un lavage de cerveau…

      1. Mon commentaire est général et malheureusement récurrent. Si vous vous sentez visé, je vous prie sincèrement de m’en excuser et je demande à juste titre à Monsieur Moranne de le retirer. Par ailleurs je ne prétends pas répondre à vos interrogations, Monsieur Moranne le fera bien mieux, même si son article est assez clair, me semble-t-il. A ma décharge il faut bien comprendre qu’il est lassant à la longue de devoir toujours se heurter aux mêmes incompréhensions.

  7. Dans le domaine infrarouge, le terme « rétro-rayonnement » est malheureux. C’est un terme purement « politique » mal défini et non physique. Nous ne savons pas s’il recouvre une réflexion ou une émission en retour.

    La question posée soulève indirectement plusieurs autres interrogations :
    • Y a-t-il transfert d’énergie de l’air vers le sol ? Non
    • Une source rayonnante induit-elle un transfert d’énergie ? Oui s’il y a le vide autour ; non dans la plupart des cas.
    Pour mesurer le rayonnement de l’air, nous sommes obligés de refroidir les détecteurs pour observer un transfert d’énergie. À la température ambiante, les détecteurs ne mesurent rien du tout.
    Le CO2 et la vapeur d’eau rayonnent dans toutes les directions, seulement aux deux extrémités de l’atmosphère.
    • Au sommet de l’atmosphère, avec un transfert d’énergie dans le cosmos.
    • Depuis la basse couche de l’air vers le sol, sans transfert d’énergie, sauf dans la fenêtre de transparence. (8-13 microns), car le sol rayonne vers l’air à la même température.
    Les gaz mineurs bloquent une partie de la fenêtre de transparence. La chaleur ne revient jamais au sol (sauf en Arctique) ; elle va du sol vers le cosmos, en étant freinée. Elle contourne l’obstacle avec l’aide de l’évaporation, de la poussée d’Archimède, de l’agitation thermique des molécules.
    Le CO2 naturel (300 ppm) a effectivement créé un réchauffement de 3 °C. Le surplus de CO2 depuis 60 ans (100 ppm) contribue à 0,26 °C supplémentaire. Et c’est tout. Le réchauffement mesuré de 0,9 °C est dû à d’autres causes, comme je l’explique dans mon livre.

    La nuit, le réchauffement solaire cesse ; le sol n’a plus d’apport énergétique ; la vapeur d’eau n’extrait plus de chaleur du sol. L’évaporation n’a plus lieu d’être ; la convection disparaît, le sol devenant plus froid. Seul le rayonnement persiste, mais il ne représente qu’un tiers du refroidissement diurne du sol.

    Pour comprendre les phénomènes, il est indispensable d’abandonner une représentation purement radiative. Et d’utiliser le bon vocabulaire avec des termes définis .

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