L'effet de serre remis en question par plusieurs physiciens (mis à jour le 21/04/09)

Comme je vous l'ai souvent dit, ce site vise à compléter (ou à corriger, le cas échéant) les nombreuse informations que vous assènent les grands médias et les grands prophètes du "réchauffement climatique global", le plus souvent incompétents. Pour eux, -du moins, ils le tiennent pour tel-, le débat est clos. La cause est entendue : Les traces de CO2 présentes dans l'atmosphère sont, via l'effet de serre, les grands responsables du réchauffement global ! D'ailleurs c'est bénéfique, ajoutent-ils (tant que l'homme ne s'est pas ingénié à en rajouter), puisque si l'effet de serre n'existait pas, nous serions condamnés à vivre à -18°C, autrement dit, au Groenland !

Les affirmations de ces cavaliers de l'apocalypse paraissent revêtues du "consensus" de la quasi-totalité des scientifiques et des médias qui, en réalité, n'ont jamais cherché à vérifier ces théories. Alors, une fois encore, vous admettez tout cela comme un fait acquis et vous pensez certainement qu'il n'existe aucune controverse. Eh pourtant, le crédo de l'effet de serre est très sérieusement contesté par des physiciens spécialistes, théoriciens et thermodynamiciens, qui expliquent que la théorie de l'effet de serre traditionnelle ne tient pas la route, viole les lois fondamentales de la physique et que certains calculs de température qui ont conduits aux chiffres mille fois répétés, sont absolument faux...

Si vous avez eu la curiosité de lire la page consacré aux théories (au pluriel) du réchauffement climatique, vous avez déjà pu constater qu'il existe, au moins, une explication alternative à celle de l'effet de serre du CO2, qui tient suffisamment la route, comme on dit vulgairement, au point qu'un important projet, doté de gros capitaux, a démarré au CERN en 2007 pour en préciser les mécanismes fondamentaux.

Les articles présentés ci-dessous relèvent de la même philosophie qui est de vous expliquer que le débat n'est pas aussi entendu qu'on voudrait vous le faire croire, qu'il existe au contraire de solides arguments qui mettent en doute, cette fois-ci, les thèses actuelles voire l'existence ou l'efficacité de l'effet de serre. L'affaire est d'importance cruciale puisqu'elle touche au coeur même du problème. L'effet de serre que beaucoup (de non-physiciens) considèrent comme une évidence, existe t'il réellement ? S'il existe, est-il vraiment responsable de l'évolution des températures de notre planète et, si c'est le cas, est-il correctement modélisé ?

Nous allons voir ce qu'en disent plusieurs physiciens chevronnés. Attention : Cet article est forcément un peu plus "technique" que les autres, mais il est difficile de faire autrement si on veut comprendre. Comme vous le verrez, les idées naïves et les calculs simplistes ou carrément erronés que véhiculent nombre de publications dont quelques uns ont pourtant reçues le fameux label "peer-reviewed" (acceptées par les pairs), méritent le détour.

Cette longue page est divisée en cinq parties. En voici le plan :

A) Rappels du modèle de l'effet de serre traditionnel (d'après Roy Spencer)

B) La théorie de l'effet de serre "saturé" de Miskolczi.

C) Les critiques apportées aux formulations classiques de l'effet de serre par deux théoriciens allemands Gerhard Gerlich et Ralf Tscheuschner

D) Les lois du corps noir ne s'appliquent pas aux gaz ni aux liquides (physicien américain) addendum du 10 nov 2008.

E) Brève introduction à la théorie de l'effet de serre adiabatique de l'école Russe.

F) Quelques rappels sur le rôle des nuages.

____________________________________________________________________________________________________

Avant de plonger au coeur du problème, il n'est certainement pas inutile de se souvenir de quelques éléments du modèle classique de l'effet de serre. Je vous rappelle que j'ai déjà donné l'explication populaire (et fausse, comme vous le verrez ci-dessous) de l'effet de serre dans cette page, en en soulignant les faiblesses. Ici, nous allons faire beaucoup mieux. Suivez le guide dans cette introduction très pédagogique, inspirée d'un texte de Roy W. Spencer (Chercheur Principal à l'Université de l'Alabama Huntsville, source), un très bon spécialiste en la matière :
_____________________________________________________________________________________________________

A) INTRODUCTION : Comment fonctionne l'effet de serre ( modèle classique) ?

Etape 1 - Le grand principe : L'équilibre radiatif
Tout est dit sur le dessin ci-contre .

1) Placée dans le vide inter-sidéral, la terre ne peut recevoir de chaleur en provenance du soleil que par le biais de radiations lumineuses : le flux solaire incident.

2) Si la terre (ou toute autre planète) n'avait aucun moyen de se débarrasser de cette énergie incidente qui lui parvient perpétuellement du soleil, sa température augmenterait indéfiniment... Mais en fait et heureusement pour nous, la terre ainsi irradiée, parvient à éliminer tout ou partie de l'énergie incidente. Comment fait elle ?

3) La terre réchauffée par les rayons solaires, émet vers tout l'espace des radiations infra-rouges comme tout corps réchauffé au dessus du zéro absolu (0°K). Ce rayonnement émis vers l'espace permet à la terre de se refroidir.

4) L'équilibre est atteint, c'est à dire que la température de la terre reste constante quand la quantité d'énergie incidente (venant du soleil) est égale à la quantité d'énergie perdue par rayonnement infra-rouge émis vers l'espace. Je complète le texte de Spencer en remarquant que la terre se débarrasse aussi d'une partie du flux solaire incident en le réfléchissant suivant un paramètre appelé l'Albedo. L'émission infra-rouge est, elle, caractérisée par un paramètre appelé l'émissivité.

5) Cet équilibre entre ce qui parvient sur la terre et ce qui s'en échappe, s'appelle "l'équilibre radiatif". Notez que, dans ce schéma, et c'est la grande différence avec les idées de O. G. Sorokhtin, G. V. Chilingar et L. F. Khylyuk exposées plus bas, les échanges sont fondamentalement radiatifs et non convectifs.

6) L'introduction des "gaz à effet de serre" générés par les activités humaines est supposée affecter cet équilibre radiatif. Autrement dit, on pense que les gaz à effets de serre, générés par l'activité humaine (et même sa respiration !), empêchent la terre de se refroidir suffisamment, ce qui conduit au réchauffement global. Nous dit-on. Vous verrez ci-dessous que cette idée est énergiquement mise à mal par la théorie de Miskolczi (2008) sans compter les objections fondamentales émises par deux autres physiciens allemands.

Etape 2 - Le déséquilibre radiatif en quelques chiffres ...

Question : Ainsi, nous (les hommes) sommes supposés avoir détruit l'équilibre radiatif de notre belle planète bleue en injectant inconsidérément du CO2 et d'autres GES (gaz à effet de serre) dans son atmosphère...De combien aurions nous perturbé cet équilibre ?

Réponse : On estime que le taux de refroidissement (par émission d'infra-rouges) qui est normalement d'environ 235 Watt/m2 aurait été réduit d'environ 1,6 Watt/m2 par l'accumulation du CO2 anthropogénique dans l'atmosphère depuis le début de l'ère industrielle. Mais nous ne sommes plus au début de l'ère industrielle et compte tenu de l'augmentation de température déjà observée (+0,6 °C /100 ans), nous n'en sommes plus, actuellement, qu'à un déficit de 0,8 Watt/m2 que la terre devrait rattraper en se réchauffant encore plus... disent les tenants de la théorie de l'effet de serre.

Question : Sommes nous absolument certains de l'existence et de la valeur de ce déséquilibre radiatif aussi appelé "forçage radiatif" ? L'avons nous mesuré ?

Réponse : Non. Les instruments actuels en orbite autour de la planète ne sont ni assez sensibles ni assez précis pour détecter de si faibles variations (je rappelle ici que Roy Spencer qui affirme cela est un spécialiste des mesures satellitaires). Ces déséquilibres radiatifs de 1,6 ou 0,8 watt/m2 résultent de calculs purement théoriques. Nous n'en avons pas la preuve expérimentale directe.

Question : Quelle est (ou serait) la conséquence directe de ce "forçage radiatif" sur la planète en terme d'accroissement de température ?

Réponse : Si toutes les choses restaient égales par ailleurs, c'est à dire si la terre ne réagissait pas par l'intermédiaire de rétroactions positives ou négatives à un léger réchauffement, l'effet d'un doublement de la proportion du CO2 dans l'atmosphère (peut-être obtenu à la fin du siècle) serait très faible. La température de la planète augmenterait d'environ 0,56°C (Ou 1°F. certains disent 1,2°C). Pour avoir une idée précise de la contribution humaine, pensez que l'homme rajoute une molécule de CO2 pour 100.000 molécules d'air, tous les cinq ans. C'est une contribution minuscule.

Question: Mais, alors, comment se fait-il que l'on nous promette des hausses de températures très supérieures, de l'ordre de 2 à 4°C, voire 5 ou 6°C?

Réponse : Le problème c'est que, sans doute, la planète (océans, sol, végétation, biotas etc.) peut réagir à une aussi faible variation de température. Par exemple, on peut assister à une modification de l'ennuagement à basse altitude qui protège du soleil ou, au contraire, à haute altitude qui augmente l'effet de serre. Les océans réchauffés peuvent dégazer du CO2 et enrichir encore l'atmosphère en vapeur d'eau qui est un puissant gaz à effet de serre, la végétation peut aussi réagir etc. Ces réactions de la planète peuvent s'opérer soit en essayant de contrer la montée des températures (rétroactions négatives) soit, au contraire, en l'amplifiant (rétroactions positives). Tout le problème est là. Et là aussi se trouvent les principales incertitudes des modèles climatiques qui font des prévisions, comme ceux du GIEC.
Les modèles d'ordinateurs actuels ont choisis presque toujours des scénariis avec des rétroactions positives, donnant ainsi lieu à des prévisions alarmistes, d'où les +4° à +5° prévus par le GIEC au lieu des +0,56°C provoqué par le CO2 seul.

Etape 3 - Les incertitudes des modèles de l'effet de serre :

Tout d'abord, il n'y a pas qu'un seul modèle de l'effet de serre, mais bien plusieurs (voir, par exemple, celui de Lindzen, cité plus bas). Et ces modèles ont considérablement évolué au cours du temps. Partant de l'hypothèse d'Arrhénius (1896, voir ci-dessous) les modèles font maintenant appel aux principes fondamentaux de la théorie des radiations. Ils impliquent aussi la convection des masses d'air (et de gaz à effet de serre) dans l'atmosphère.
Toute la difficulté réside dans la compréhension et dans la description de ce qui se passe exactement dans l'atmosphère. Ainsi, par exemple, on tient compte du fait que l'atmosphère de l'équateur, très riche en vapeur d'eau, donne moins d'importance au CO2 anthropogénique. C'est l'inverse pour les pôles Nord et Sud où l'air est plutôt sec. De même, il faut savoir ce que deviennent les molécules de CO2 réchauffées par les radiations issues de la terre, elle même réchauffée. Tout cela et bien d'autres paramètres, font que les calculs sont assez complexes et, donc, les résultats assez hasardeux. Le résultat brut de tous ces calculs, incluant les rétroactions positives ou négatives, se traduit par une loi logarithmique très simple qui relie la variation projetée de la température du globe à la concentration du CO2 atmosphérique. On appelle "sensibilité " la variation de température qui résulte d'un doublement de la concentration du CO2 atmosphérique. Actuellement le GIEC donne une sensibilité de 3,3 °C environ avec des hypothèses alarmistes sur les rétroactions (le plus souvent "estimées" positives) de la planète. Mais de nombreux scientifiques estiment que ces chiffres doivent être très largement revus à la baisse, au vu des hypothèses douteuses sur les rétroactions.

Compte tenu des ces incertitudes et des données objectives (souvent contrariantes pour les tenants de l'effet de serre) dont nous disposons sur l'histoire du climat de la planète (voir ici), il est parfaitement sain et naturel que de nombreux scientifiques continuent à s'interroger sur l'exactitude des modèles de l'effet de serre, même si beaucoup de propagandistes prétendent que "la science a dit son dernier mot !" ou que "l'affaire est réglée". Il n'en est rien, comme va vous le démontrer la discussion qui suit cette petite introduction. D'autre part, comme vous le verrez en fin de cette page, de nombreux articles paraissent, jour après jour, pour démonter telle ou telle idée fausse sur les rétroactions supposées positives et qui, en fait, s'avèrent négatives (voir ici aussi, pour un autre exemple).
Bonne lecture !

B) La théorie "corrigée" de l'effet de serre : L'effet de serre est constamment saturé !

Ferenc Miskolczi est un physicien de l'atmosphère spécialisé dans les transferts radiatifs. Il a longtemps travaillé au sein de la NASA en tant que directeur de recherches, sur plusieurs projets de mesures à distance (remote sensing) dans l'atmosphère et sur l'évaluation du budget radiatif de la terre.
Il a démissionné de la NASA en 2005 suite au refus de cette dernière de publier les résultats de ses travaux. Il explique le conflit qui l'a opposé à la direction de la NASA, en faisant remarquer que ses conclusions qui montrent qu'il n'y a, en réalité, aucun danger lié au CO2 et que l'effet de serre est en permanence saturé (autrement dit, automatiquement limité) pour des raisons de physique fondamentale, risque de priver la climatologie (et la NASA) de très abondants financements. C'est pourquoi son article (pdf ici) a été publié dans un journal Hongrois (Revu par le pairs) " Idöjaras, 2007, 111, N°1". Une version utilisant ses diapositives a été publiée par le physicien Zagoni ici.

Il est intéressant de remarquer que le Professeur Zagoni qui est, maintenant, un des principaux supporters de la théorie de Miskolczi était, il y a quelques mois à peine, le plus ardent défenseur de la théorie classique du réchauffement anthropogénique en Hongrie. On peut lire cet article du 30 août 2007 dans lequel il fustige les journalistes qui doutent que la cause d'une vague de chaleur sur la Hongrie soit le réchauffement anthropogénique. C'était à peine quelques semaines avant qu'il découvre la théorie de Miskolczi et devienne instantanément sceptique sur la théorie classique de l'effet de serre...Il faut dire que cette nouvelle théorie ne manque pas d'arguments. Notamment, elle prévoit, ex nihilo, que l'effet de serre est déjà saturé et ne pourra plus augmenter et que l'atmosphère a une épaisseur optique constante (c'est à dire quel que soit l'ajout de gaz à effet de serre) de 1,84 et la valeur mesurée est de... 1,87 !

Cet article a fait grand bruit et n'a pas plu à tout le monde parce qu'il met à bas tout l'édifice patiemment installé par le GIEC et ses thuriféraires. Pourtant, à la différence des modèles classiques de l'effet de serre utilisé par le GIEC, le modèle analytique de Ferenc Miskolczi permet d'expliquer un certain nombre d'observations dérangeantes pour les modèles actuels, telles que l'absence de hotspot dans la troposphère, mentionné ci-dessous, entre autres.

A noter aussi que le modèle de Ferenc Miskolczi (publié en 2007) n'est pas un modèle d'ordinateur de l'effet de serre dans lequel on rentre un certain nombre d'équations "plausibles" ainsi qu'un certain nombre de paramètres qui sont plus ou moins "ajustés" pour obtenir le résultat (désiré ?). Il s'agit, cette fois-ci, d'un modèle mathématique, ou plutôt, analytique basé essentiellement sur des considérations d'équilibre énergétique. Cela fait une énorme différence.
Il est évidemment extrêmement difficile de donner une description simple et complète du travail de Ferenc Miskolczi sans faire appel aux équations compliquées qui figurent dans son article. Cependant, on peut apprécier quelques différences fondamentales qui le distinguent des modèles standards qui forment la base de travail des numériciens du GIEC. Et surtout, on peut en apprécier la démarche, les conclusions et les vérifications expérimentales.

1) Dans tous les modèles en vigueur, le CO2 et la vapeur d'eau sont traités en étapes successives : Il n' y a aucune raison qu'il en soit ainsi. Les gaz à effet de serre doivent être traités "en bloc" .

Un des points essentiels et qui demeure obscur (pour moi, comme pour de nombreux scientifiques) dans les modèles classiques de l'effet de serre consiste à appliquer un traitement différent pour les deux gaz à effet de serre principaux : La vapeur d'eau et le gaz carbonique CO2. En effet, pour quelle raison (scientifique, sinon politique) tous les calculs sont centrés sur le deuxième acteur de l'effet de serre : le CO2 qui se trouve être relativement mineur par rapport à l'effet exercé par la vapeur d'eau H20, beaucoup plus efficace et infiniment plus présente dans l'atmosphère ? La réponse est pratiquement invariable, même si elle n'est pas satisfaisante : On considère l'effet du CO2 car c'est lui qui piloterait l'effet de la vapeur d'eau qui ne serait donc qu'une rétroaction liée au réchauffement causé par le CO2. Autrement dit le maître est beaucoup plus petit que son grand esclave...
Si vous insistez, on vous expliquera aussi que le CO2 est beaucoup plus important parce que son temps de résidence est de 100 ans (non prouvé : les mesures donnent 10 ans !) et que celui de la vapeur d'eau est beaucoup plus court. Cette fois encore, cet argument convainc difficilement.

Du point de vue des modèles d'ordinateurs GCM (Global Climate Models) on considère donc -et cela a des implications considérables- que le processus d'évolution du climat se fait par étapes, successives et séparées : Le CO2 réchauffe la planète, puis la teneur en vapeur d'eau de l'atmosphère augmente ce qui à son tour fait monter la température qui, à son tour fait augmenter le taux de vapeur d'eau de l'atmosphère augmentant encore la température etc. Comme on le voit, un tel enchaînement séquentiel ne peut que conduire à une divergence et au fameux "tipping point" (point de basculement) cher à James Hansen, à Al Gore et à leurs admirateurs... Notez au passage que ce faisant, on considère que le taux d'humidité relative reste constant pendant que la concentration du CO2 augmente. C'est la base même du processus séquentiel.

Ferenc Miskolczi fait remarquer que cette procédure n'a aucun sens du point de vue de la physique de l'atmosphère et de l'équilibre des échanges terre-atmosphère-espace. En effet, il ne peut exister d'équations d'équilibre séparées pour les différents gaz à effet de serre. Il n'existe qu'une seule équation d'équilibre (radiatif) qui implique tous les gaz à effets de serre, notre planète et l'énergie solaire, d'un seul coup. L'hypothèse (car c'en est une) des événements séquentiels ne pourrait être validée que si l'équilibre était effectivement atteint par une suite d'échelons distinguables dans le temps. Cette hypothèse n'est pas validée par les observations. Il n'y a donc aucune raison de la faire.
A noter, en passant, que selon les modèles GCM, c'est la vapeur d'eau qui est majoritairement responsable du réchauffement. Le CO2 n'en serait que "l'allumette". On conçoit donc que cette approche, non validée, est absolument cruciale. Même si elle n'est qu'imparfaitement vérifiée, les résultats deviennent vite aberrants ou du moins hasardeux, avec une divergence à la clef : le point de basculement du climat tant agité par les alarmistes.
En conclusion, une théorie correcte de l'effet de serre doit impliquer tous les acteurs (H20, CO2 et les autres), en un seul traitement, au sein des équations d'équilibre. Il n'y a pas d'allumette et d'explosifs pour cette physique même s'il peut y avoir des effets de compensation entre différents gaz à effet de serre.

2) Les équations de base de l'effet de serre (sur les avatars desquelles reposent tous les modèles actuels) établies en 1922 par Milne à la suite d'Eddington (1916) sont erronées parce qu'elles sont incomplètes (dans l'article "Radiative equilibrium: The insolation of an atmosphere". Monthly notices of the Royal Astronomical Society, XXIV, 872-896).

Ces équations partent de l'hypothèse d'une atmosphère semi-infinie . Elles sont incomplètes parce qu'elles ne contiennent pas les équations d'équilibre énergétique nécessaires. D'autre part, Milne avait déclaré (à tort) que "L'hypothèse d'une épaisseur infinie n'induit qu'un perte très faible ou nulle de généralité"... Ce qui s'avère faux comme le montre le travail de Miskolczi qui lui observe que l'atmosphère est limitée, et d'autre part que le système d'échange de flux entre la terre, l'atmosphère et l'espace extérieur obéit à des lois de conservation de l'énergie qui bouleversent totalement les conclusions. Parmi d'autres anomalies de la théorie classique de l'effet de serre, il en est une qui pose un grave problème et qui n'est toujours pas résolue de manière satisfaisante. Nous allons la rappeler :

Paradoxe de la discontinuité de température à la surface de la terre :

Ainsi, la théorie en vigueur éprouve bien des difficultés à gérer un paradoxe qui est révélateur d'un grave problème. Il s'agit de la différence, indiquée par les modèles classiquement utilisés, entre la température du sol et celle de l'air qui se trouve immédiatement en contact avec le sol. Cette discontinuité trahit, selon Miskolczi, une anomalie ou une erreur fondamentale du modèle de base qui doit être impérativement corrigée. A titre d'illustration voici une représentation du schéma et des équations actuellement utilisées par les modèles traditionnels de l'effet de serre.

Il est impossible, dans le cadre de cet exposé, de détailler la signification exacte de tous les symboles qui figurent sur cette image. Néanmoins, l'examen de la partie située en bas et à droite ( AIR et GROUND) nous montre que le résultat des calculs résultants de l'approximation de Schwarzchild-Milne, donne une température différente pour l'air situé près du sol et pour le sol lui-même. Par exemple, pour une profondeur optique ( c'est le coefficient d'absorption) de 1,84, proche de la réalité objective, la différence entre la température du sol et de l'air en contact serait de 25°C ! Ce qui est évidemment totalement irréaliste. Les modèles informatiques actuels se tirent de ce mauvais pas à l'aide d'adaptations "ad-hoc" inclues dans les programmes.

A l'opposé, la théorie "corrigée" de l'effet de serre avancée par Miskolczi montre que, comme il se doit, cette discontinuité irréaliste n'existe pas. En réalité le paradoxe de la discontinuité à la surface de la terre résulte de la non application de "lois de fermeture" qui imposent des conditions aux limites qui ont été "oubliées" par les théoriciens du siècle dernier, et suivis, sans discussion, par les climatologues actuels.

3) La théorie de Miskolczi considère que l'atmosphère est limitée des deux cotés (haut et bas) et semi-transparente, et non pas semi-infinie et opaque. Il utilise la loi de Kirchhoff.

Sans rentrer dans les détails, mais pour donner un simple aperçu, nous allons expliquer brièvement comment Miskolczi établit ses lois de conservation de l'énergie. Ceux qui veulent en savoir plus sont invités à se reporter aux deux sources suivantes qui abondent de détails sur la procédure employée (source1, rédigée par le Professeur Zagoni ) (source2). L'article original de Miskolczi est, évidemment, moins pédagogique que ces deux sources.

Miskolczi considère que le système terre-atmosphère n'est rien d'autre qu'un système convertisseur de flux d'énergie de courtes longueurs d'ondes ( flux de lumière visible venant du soleil ) en flux de grandes longueurs d'onde (flux Infra rouge). L'énergie rentre dans le système sous forme de longueurs d'ondes visibles (flux FO ). Il évolue dans le système constitué par l'atmosphère (E) et la surface terrestre (S). Il ressort et s'échappe dans l'espace sous la forme d'un flux Infra Rouge (OLR). Dans la figure ci-contre SU représente le (surface up) le flux émis par la surface vers le haut. FO représente le flux rentrant total dû au soleil. EU représente le flux montant (IR) venant de l'atmosphère et ED le flux descendant (IR) de l'atmosphère. Dans son expression la plus élémentaire, la première loi de conservation de l'énergie s'écrit donc comme suit :

OLR = SU -FO + ED -EU

Si on suppose que le système atmosphérique est capable d'absorber la totalité du flux rentrant (FO) pour réchauffer le système. ( FO=OLR).

Cette équation peut être explicitée si on considère que l'on peut appliquer la loi de Kirchhoff aux couples (Surface-Atmosphère) et (sommet de l'atmosphère-espace). Rappelons que la loi de Kirchhoff (pour les systèmes radiants) est une loi qui concerne les échanges de chaleur (et donc d'infra-rouges). Elle stipule qu'un corps (noir ou gris) a un pouvoir absorbant égal à son pouvoir émetteur. Inutile de dire que l'application de cette loi de thermique à l'atmosphère, pose problème. Miskolczi en est parfaitement conscient et il justifie l'utilisation de cette loi à partir de mesures réelles effectuées dans l'atmosphère, comme nous le verrons ci-dessous. Si on applique la loi de Kirchhoff, on obtient les égalités suivantes :

ED = SU (équilibre à la surface)

EU = FO = OLR (équilibre au sommet de l'atmosphère).

Ce qui, introduit dans l'équation générale précédente, donne :

SU= 3/2(OLR) .

Cette équation est illustrée et justifiée ( à 4% près) par Miskolczi sur la figure ci-contre, qui résulte de mesures directes effectuées par radio-sondes.

Remarquons au passage que cette loi et les mesures indiquent que le flux émis (mesures à 61km d'altitude) librement vers l'espace est de 250W/m2 tandis que le le flux émis par la terre est de 375W/m2 . Le rapport (AR4 de 2007) du GIEC basé sur les travaux de Kiehl et Trenberth indique respectivement des valeurs de 235W/m2 et 390W/m2 . Ce qui signifie que le GIEC surestime le flux émis par la terre (et donc sa température) et sous estime le flux qui s'échappe dans l'espace, ce qui donne une plus grande importance à l'effet de serre. Bien que faibles ces écarts ne sont pas négligeables : rappelons-nous que nous bataillons pour les rares W/m2 (de 1 à 3,7 W/m2 ) supplémentaires qui parviennent (ou pas) sur la terre du fait de l'effet de serre...

Le coefficient 3/2 qui figure dans l'équation précédente est crucial. Il fixe une valeur maximale à l'effet de serre. Cette condition est obtenue à partir de l'équation de conservation des énergies auquel le système ne peut déroger quoiqu'il arrive. Ainsi, pour avoir une idée des réactions du système à une brusque perturbation, comme par exemple l'ajout instantané de CO2 dans l'atmosphère, nous baptisons ce coefficient f. La dérivée partielle de l'équation précédente donne :

df/f = d(OLR)/OLR -d(SU)/SU

Un brusque ajout de CO2 dans l'atmosphère donnerait df/f >0. C'est à dire que OLR doit croître plus vite que SU autrement dit, en clair, que le flux partant dans l'espace doit croître plus vite que celui qui est émis par la terre. Ceci entraîne une contreréaction négative qui va faire faire revenir f à sa valeur normale de 2/3 après un court délai.Ceci nécessite un abaissement d'une autre composante de l'effet de serre, par exemple celui de la vapeur d'eau (H2O) qu'il est facile d'éliminer (par exemple sous forme de pluie) pour retrouver le niveau normal de f =2/3 et donc restaurer la température de l'atmosphère et par suite, de la terre.

En clair , l'introduction de l'équation d'équilibre énergétique impose une limite à l'effet de serre que celui-ci ne peut dépasser.... et qui est déjà atteint.

Ceci permet d'expliquer les échecs successifs visant à détecter le fameux hotspot ( décrit ci-dessous plus en détail) prévu par les modèles classiques comme on le voit sur le graphe ci-contre (Douglass et al) (source) qui est montré à plusieurs reprises dans ce site. Autrement dit, il semble bien que la zone troposphérique refuse de se réchauffer 3 à 4 fois plus que la terre comme le prévoient les modèles. Le résultat des mesures (points bleus) est parfaitement conforme avec le modèle de Miskolczi. Ils sont en désaccord avec les résultats des modèles (en rouge).

Après avoir fait usage (et vérifié l'applicabilité) de la loi de Kirchhoff qui constitue une équation de "fermeture" pour l'évolution du système, Miskolczi fait intervenir le théorème du Viriel qui précise que l'énergie cinétique est égale à la moitié de l'énergie potentielle pour un système de particules en interaction gravitationnelle. L'utilisation de ce théorème implique le phénomène de convection qui fait remonter l'air chaud et descendre l'air froid (comme dans la théorie de l'effet de serre adiabatique de Sorokhtin, Chilingar et Khylyuk où la convection est prioritaire, voir ci-dessous). Dans le modèle de Miskolczi, l'atmosphère est en équilibre hydrostatique déterminé par les forces gravitationnelles. A partir de considérations impliquant la pression de radiation, l'énergie cinétique peut être assimilée au flux IR montant de l'atmosphère EU et l'énergie potentielle est assimilée au flux infra-rouge montant de la surface terrestre SU . Cette utilisation du théorème du viriel est délicate. Elle perturbe sérieusement les tenants de la théorie classique, tout comme d'ailleurs l'application de la loi de Kirchhoff.. L'utilisation du théorème du viriel permet de calculer la fraction de SU qui repart librement dans l'espace, c'est à dire celle qui n'est pas absorbée par l'atmosphère. .

Les équations ultrasimplifiées rappelées ci-dessus qui permettent de comprendre comment Miskolczi a établi sa loi de conservation de l'énergie n'impliquent nulle part que l'atmosphère ne renvoie pas intégralement le flux reçu par la terre vers l'espace. En effet, une partie est absorbée par l'atmosphère. Ceci est paramètré par l'absorption optique (ou son inverse la transmittance). Cette transmittance est déterminée par le jeu complexe des fenêtres de transmissions infra-rouges des différents gaz à effet de serre (dont Miskolczi est un spécialiste). Bien entendu, ce paramètre fondamental est introduit dans les équations complètes et c'est pour cette raison que cette théorie est qualifiée de théorie "semi-transparente" et non d'infiniment absorbante comme la théorie classique.

Pour être plus complet, précisons que la théorie de Miskolczi démontre que l'atmosphère utilise le principe du minimum d'énergie. Ce faisant, elle est caractérisée par une valeur toute particulière de l'absorption optique (appelée profondeur optique égale à 1,84 sachant que la profondeur optique effectivement mesurée est égale à 1,87) qui joue un rôle absolument central dans l'évolution du système. En effet, lors de n'importe quelle perturbation du système (e.g. plus ou moins de CO2 ou de H2O introduits) le système va évoluer pour satisfaire aux équations d'équilibre afin de restaurer cette profondeur optique d'environ 1,84. Par exemple, en retirant de la vapeur d'eau de l'atmosphère pour compenser un ajout de CO2 .

Comme je l'ai fait remarquer, l'application de la loi de Kirchhoff et du théorème du Viriel à l'atmosphère sont conceptuellement délicates. Afin de vérifier la validité de ces applications, Miskolczi présente le tableau ci-contre qui rassemble les résultats de mesures par radiosondes.

On constate bien que la loi de Kirchhoff semble bien s'appliquer pour l'atmosphère, de même que le théorème du Viriel ( SU =2EU).

Les lois de conservation d'énergie et de d'équilibre radiatif sont également vérifiées par les mesures des radio-sondes. dont Miskolczi était un expert à la NASA.

Remarques sur l'efficacité des rétroactions climatiques (source ici):

La survenue de l'évènement El Niño de l'année 1998 nous fournit une illustration directe de la manière dont réagit le système climatique à la suite d'un réchauffement intense et bref. Ceci est illustré sur le graphe ci-contre :

A partir des données publiées par la World Meteorological Organisation ou de n'importe quel relevé crédible de températures tels que ceux que vous pourrez trouver dans cette page, vous pourrez observer que le réchauffement causé par El Niño a été "surcompensé" dans les années suivantes par un refroidissement (relatif) de la température qui s'est prolongé jusqu'en 2001 environ. On sait que l'El Niño très intense de 1998 a été suivi par un La Niña (froid) pendant les deux années suivantes.

Il est (selon moi) assez étonnant que cet évènement, pourtant révélateur de la manière dont évolue la machine climatique n'ait, à ma connaissance, fait l'objet d'aucune étude attentive. En effet, il est assez rare que la Nature nous fournisse un sujet d'étude aussi pertinent : Une brusque et forte hausse de température liée à des phénomènes océaniques s'est produite en 1998, suivie par un refroidissement énergique nous donnant ainsi l'occasion de voir "en direct" comment le climat à réagi...En fait, c'est une véritable expérience naturelle qui s'est déroulée sous nos yeux.

Il est hors de doute que ce réchauffement brutal de la surface de la planète et surtout de son océan pacifique, a expédié une grande bouffée de vapeur d'eau dans l'atmosphère. Comme chacun sait, la vapeur d'eau est un puissant gaz à effet de serre et, selon les modèles en vigueur, ce serait elle qui serait responsable des 3/4 ou des 4/5èmes du réchauffement global (par effet de rétroaction positive, supposée dans les modèles d'ordinateurs).
Or, cet afflux de vapeur d'eau et cette brutale poussée de fièvre de la planète (au point que dix ans après, en août 2008, la température n'est jamais remontée aussi haut et loin s'en faut, voir ici), n'a provoqué aucun effet de rupture ou de divergence du climat comme le prévoient les modèles classiques. Au contraire, la température s'est brutalement refroidie dans les deux années qui ont suivi (-0.3°C en une seule année). S'il existait une rétroaction positive à un réchauffement de la planète et à l'afflux d'un gaz à effet de serre comme la vapeur d'eau, cela aurait dû se voir sur les graphiques de températures, au moins comme un prolongement de l'effet d'El Niño sur quelques années.

De fait, si on rapproche le graphique des température de celui de l'occurrence des El Niño et des La Niñas, on ne voit aucune tendance à la divergence lors des réchauffements de la température. (voir cette page : les effets océaniques)
Cette observation est cohérente avec les résultats du modèle de Miskolczi et incompatible avec les modèles plus ou moins divergents de l'effet de serre traditionnel.

4) Illustration pédagogique : Il existe une analogie hydraulique de l'effet de serre traditionnel. On peut la modifier pour illustrer la théorie de Miskolczi. (d'après l'auteur du site)

Les chercheurs pédagogues ont trouvé une analogie hydraulique de l'effet de serre. Elle est bien connue aux Etats-Unis sous le nom "the bucket analogy", l'analogie du seau. Vous en trouverez une autre explication ici.

Cette analogie qui est beaucoup plus astucieuse et plus proche de la réalité des modèles que celle de la serre de jardin, (fausse comme vous le verrez ci-dessous et malheureusement popularisée par certains sites), est représentée sur la partie gauche du dessin ci-contre.

a) Illustration de la théorie classique de l'effet de serre

L'idée est la suivante : Vous disposez d'un seau cylindrique en plastique dans lequel vous avez percé des petits trous (disons 2mm de diamètre) équidistants suivant une génératrice verticale du cylindre, comme représenté sur le dessin. En utilisant un robinet ajustable, vous faites couler de l'eau dans le seau jusqu'à obtenir un équilibre stable à une hauteur h qui affleure en général à un trou. Ceci peut être facilement obtenu en ajustant le débit d'eau.
Le jeu est le suivant : Le flux du robinet d'eau représente le flux solaire entrant. La hauteur d'eau, la température de la terre. Les petits trous représentent les fenêtres optiques de l'atmosphère par lesquelles peut s'échapper l'énergie du soleil qui a impacté la terre. L'équilibre de température est atteint ( i.e. le niveau d'eau s'est stabilisé ) lorsque l'énergie entrante (le flux d'eau entrant) est égal au flux d'eau sortant (énergie infra-rouge rayonnée dans l'espace). Si maintenant vous bouchez un petit trou en dessous du niveau atteint par l'eau (i.e. si vous ajoutez du CO2 dans l'atmosphère), le niveau de l'eau va monter (la température va monter) jusqu'à se stabiliser à un autre point d'équilibre. A noter qu'il y a deux raisons possibles pour cela : D'une part, comme la hauteur d'eau au dessus des trous restants est plus importante, le débit va augmenter à travers les petits trous non bouchés restants. D'autre part, l'eau peut aussi trouver un nouveau trou en montant...

Inutile de préciser que, comme toutes les analogies de ce genre, celle-ci est susceptible de nombreuses critiques. Ce n'est guère qu'une illustration.

b) Modification de l'analogie hydraulique pour la théorie de Miskolczi : L'effet de serre est saturé.

Toujours en gardant à l'esprit qu'il ne s'agit de rien d'autre que d'une illustration pédagogique, on se souvient que le principe de conservation de l'énergie (et de la loi de Kirchhoff) utilisé par Miskolczi impliquent que, parvenu à un certain point, l'effet de serre (et la température) ne peuvent plus augmenter parce que toute augmentation de CO2 (par exemple) est immédiatement compensée par la disparition d'une quantité ad-hoc de vapeur d'eau dans la haute troposphère, c'est à dire à l'endroit où l'effet de serre est le plus efficace. Sur ce dernier point voir le rapport AR4 (2007) du GIEC qui précise au chapitre 8, page 632 que :" Dans de telles circonstances, pour un réchauffement uniforme, la plus grande variation fractionnelle de la vapeur d'eau et donc la plus grande contribution au feedback, se produit dans la haute troposphère").

Cet effet de rétroaction négative qui s'oppose à toute augmentation de l'effet de serre peut-être aisément simulé dans l'analogie du seau en perçant à une hauteur hmax un petit trou de plus grande surface que la somme des surface des petits trous percés auparavant. Sur mon dessin, j'ai choisi une forme triangulaire sur le dessin de manière à montrer que le niveau (la température) peut encore monter faiblement si on bouche de plus en plus en plus de petits trous (si on ajoute de plus en plus en plus de CO2). Ainsi, lorsque l'on a bouché suffisamment de petits trous (i.e. ajouté suffisamment de CO2) le niveau ( la température) est parvenu à cet étiage. Il ne peut plus monter ou très légèrement. L'effet de serre est saturé comme dans le modèle de Miskolczi. Le trou triangulaire (ou d'une forme quelconque) représente la rétroaction négative de la vapeur d'eau qui disparaît si l'effet de serre atteint sa valeur de saturation. Ceci n'est rien d'autre que l'idée du thermostat, chère à Roy Spencer (ici) . Selon ce dernier et aussi selon la théorie de Miskolczi, la pluie et les nuages (de basse altitude) constituent des rétroactions efficaces pour maintenir la température de la terre dans des limites raisonnables...

5) Conclusion et compléments accessibles pour en savoir plus :

• Le calcul complet de Miskolczi abouti à une sensibilité totalement négligeable de 0,24°C (ou K) au lieu de 3,3°C (GIEC) pour un doublement du CO2 atmosphérique. Les rétroactions sont incluses dans les deux cas.
• L'effet de "runaway" ou de point de non retour est physiquement impossible. Une divergence climatique ne peut exister.
• Plus de discontinuité de température entre la surface et l'air au contact.
• Le réchauffement récent ne peut être dû à l'augmentation du taux des gaz à effet de serre.

Dans l'analyse de cet article pour Friends of Science (source en anglais), (texte en français ici (Merci à JMR pour la traduction) ), Ken Gregory fait remarquer que la théorie de Miskolczi prévoit que les taux des gaz à effet de serre (CO2 et H2O par exemple) doivent se compenser dans la zone de l'atmosphère qui est proche de la stratosphère (où l'effet de serre est majoritaire). Ainsi et en bref, l'augmentation de CO2 continuelle mesurée par le site de mauna Loa (voir ici) devrait, selon cette théorie, s'accompagner d'une baisse continuelle de l'humidité relative. A noter que les théories classiques de l'effet de serre prévoient exactement le contraire c'est à dire que plus de CO2 entraîne plus de H2O.. C'est donc un test discriminant. Alors, voyons ce que nous disent les mesures effectives en haute atmosphère dont on trouve les résultats sur ce site de la NOOA.

Les données de la NOAA sont reportées sur le graphique ci-contre. Rappelons que l'humidité relative est la fraction de vapeur d'eau dans un volume donné d'air relative à la quantité totale de vapeur d'eau que ce volume d'air pourrait contenir à la même température et à la même pression.

Ce graphique est très parlant : En effet, alors que le taux de CO2 a continuellement augmenté dans l'atmosphère depuis 1948, l'humidité relative de l'atmosphère autour du HOTSPOT dont il est longuement question ci-dessous (c'est à dire autour de 300mb de pression soit à 9-10 km d'altitude), a nettement baissé (de l'ordre de 21,5%) pendant la même période (courbe en bleu foncé).

Autrement dit, tout se passe comme si, conformément à la théorie de Miskolczi, la vapeur d'eau exerçait une rétroaction négative lors d' une augmentation du CO2. Je vous rappelle que la théorie classique prévoit, elle, une contre réaction positive... (nécessaire d'ailleurs pour son scénario de +4 ou 5°C en cent ans.)

Nous allons en savoir beaucoup plus, et très bientôt sur cette question grâce à la publication prochaine des résultats des sondeurs AIRS (Atmospheric InfraRed Sounders) à bord des satellites AQUA qui vont nous donner la réponse à cette question absolument cruciale : La vapeur d'eau atmosphérique exerce-t-elle une contre réaction positive ou négative dans l'atmosphère. Si la réponse est : rétroaction négative, cela justifie le modèle de Miskolczi et porte un coup fatal aux modèles classiques du GIEC. Nous verrons, mais je crois savoir que les résultats vont en surprendre beaucoup... Pour l'instant, (le 4 août 2008) les chercheurs de l'AIRS travaillent à leur communiqué.

En conclusion provisoire pour cette partie B) sur la théorie de Miskolczi,

Voici un tableau résumant l'historique de l'évolution de la sensibilité climatique à un doublement du taux de CO2 dans l'atmosphère, selon les différentes théories. La sensibilité climatique est mesurée par l'élévation de température terrestre correspondant au doublement du CO2. (tiré de cette source)

Compléments pour en savoir plus :

L'article original est ici (source). En pdf et en anglais. Cet article est de lecture difficile.

Un résumé en anglais présenté par le physicien Miklos Zagoni à partir des diapositives présentées à diverses conférences par Miskolczi. Ce résumé nécessite la lecture de l'article complet.

Une présentation simplifiée (en anglais et en 4 parties) par David Stockwell de la théorie de Miskolczi, suivie de forum de discussion. Nettement plus accessible quoique complète. (source de la partie 4 )

Une analyse en anglais de l'article de Miskolczi par Ken Gregory pour le site Friends of Science. Très accessible. (texte en français ici, merci à JMR pour la traduction)

Une discussion assez approfondie sur cette théorie (en anglais). En 6 parties.

Enfin, voici deux phrases extraites des articles de Stockwell et Ken Gregory qui font réfléchir :

David Stockwell (source) : "L'énergie du système (surface de la terre / atmosphère) ne peut continuellement augmenter alors que les énergies rentrantes et sortantes doivent rester identiques pour conserver le système en équilibre. Ainsi, la température de l'atmosphère doit rester à peu près constante."

Le physicien Miklos Zagoni dit "Cela n'a aucun sens de s'imaginer qu'un système "attend" nos émissions de CO2 pour augmenter sa température, si par ailleurs les conditions énergétiques sont favorables au réchauffement alors que la ressource nécessaire (un réservoir pratiquement infini de gaz à effet de serre sous forme de vapeur d'eau dans les océans), est à sa disposition." (source : Ken Gregory FOS).

D) Addendum du 10 nov 2008 : Les lois du corps noir ( Kirchhoff, Planck, Stefan et Wien) ne s'appliquent ni aux gaz ni aux liquides.

C'est ce que démontre une série d'articles écrits récemment par le professeur Pierre-Marie Robitaille.

Le professeur Robitaille (ci-contre) est un spécialiste des radiations de l'Université de Columbus dans l'Ohio.Il s'est intéressé aux radiations comme corrélaire à ses travaux sur l'imagerie par résonance magnétique nucléaire. A noter que Robitaille ne s'est pas intéressé à l'effet de serre mais à l'astrophysique et, plus particulièrement, à la photosphère solaire. (voir son site ThermalPhysics)

Entre 2003 et 2008, il a étudié, en profondeur, le concept d'Universalité des lois de Kirchhoff (autrement dit les limitations du domaine d'application des lois de Kirchhoff et des autres lois du corps noir (ou gris) à d'autres éléments que les cavités en graphite ou tapissées de noir de carbone pour lesquelles elles ont été initialement établies).Il a cherché, notamment, à savoir quels étaient les véritables supports théoriques et expérimentaux en faveur de cette "Universalité" qui n'a guère été disputée jusqu'à ce jour.
Ses études, rassemblées dans plusieurs articles publiés dans des revues à comité de lecture, l'on conduit à examiner en grands détails, l'historique de ces lois fondamentales de la théorie des radiations en partant directement des travaux initiaux de Kirchhoff (1859) puis de son élève, Max Planck et, enfin, jusqu'à la formulation d'Einstein de 1917. Voici les références de quelques uns de ses articles sur ce sujet :

• A propos de la validité des lois de Kirchhoff sur l'émission thermique. IEEE Trans. Plasma Science 2003, 31(6), 1263-1267.
• Une analyse critique de l'Universalité des lois de Kirchhoff : Retour aux lois de Stewart pour l'émission thermique.
  Volume 3 Progress in Physics volume 3, July, 2008 (pdf accessible) ( à noter que Balfour Stewart ne prétendait nullement à l'Universalité des lois du corps noir)
• Radiation du corps noir et particule de carbone - Volume 3 -Progress in Physics- July, 2008 (pdf accessible)
• La Radiation du corps noir : l'erreur de Kirchhoff se propage au delà d'Einstein. American Physical Society , Joint section New England Sections of APS and AAPT 2005 Spring Meeting. (source)
• Le petit moteur de chaleur : transfert de chaleur dans les solides, les liquides et les gaz. Progress in Physics 2007 (pdf ici, accessible à un niveau étudiant en sciences)
• Vous trouverez quelques autres articles sur ce sujet en cherchant avec Scholar Google "P-M Robitaille Blackbody"

Voici, en vrac, quelques phrase tirées des articles de P-M Robitaille... Celui-ci remet gravement en cause l'Universalité des lois du corps noir et, en particulier, son application aux liquides et aux gaz (comme Gerlich et Tscheuschner ci-dessus, mais de manière plus fondamentale)

"It is also improper to utilize laws experimentally verified only in the solid and apply them to other states of matter. The belief that blackbody radiation is universal is invalid as previously discussed "(source)
en français : "Il est inapproprié d'utiliser des lois vérifiées seulement pour les solides en les appliquant à d'autres états de la matière. La croyance que la radiation du corps noir est universelle est incorrecte comme discuté ci-dessus"

""As a result, claims of universality can no longer be supported on the basis of Einstein's derivation of the Planckian relation. A solid is required. Therefore, blackbody radiation remains exclusively a property of the solid state. The application of the laws of Planck [3], Stefan [7] and Wien [8] to non-solids is without both experimental and theoretical justification." (source pdf)
en français : "Il en résulte que l'affirmation de l'universalité ne peut pas être soutenue par la démonstration de la relation de Planck par Einstein. Ainsi, les radiations du corps noir demeurent exclusivement une propriété de l'état solide. L'application des lois de Planck, Stefan et Wien à des non-solides se fait sans aucune justification expérimentale ou théorique."

"Our inability to link Planck’s equation to physical reality is based in large part on the assumption that the perfect reflector was able to produce blackbody radiation. This erroneous assumption has reinforced the belief that virtually any object can produce a blackbody spectrum."
en français :" Notre incapacité à relier l'équation de Planck à la réalité physique repose, en grande partie, sur l'hypothèse que le réflecteur parfait est capable de produire la radiation du corps noir. Cette hypothèse erronée a renforcé la croyance, qu'en pratique, n'importe quel objet peut produire un spectre du corps noir."

Voici ce que Max Planck (photo ci-contre), lui-même, a écrit (source) " ...There was a fundamental mistake…namely, the paying of attention solely to the result given by experimental measurements and entirely ignoring the inner realities of the inner processes".
en français : "...Il y avait une erreur fondamentale ...qui consistait à ne tenir compte que des mesures expérimentales en laissant totalement de côté les réalités profondes des processus internes."

Robitaille fait aussi remarquer que Planck avait prudemment noté que les corps soumis à des convections ne pouvaient obéir aux lois du corps noir (ou gris), ce qui est, bien entendu, le cas des gaz et des liquides chauffés. Il est curieux que ceci ait été oublié par beaucoup de physiciens et par les climatologues et autres physiciens de l'atmosphère...Ces derniers invoquent généralement le LTE (Le local thermodynamic equilibrium) l'équilibre local thermique, ou, pour simplifier, le fait que les molécules contenues dans l'atmosphère sont en équilibre thermique, pour valider l'application des lois du corps noir aux gaz à effet de serre de l'atmosphère. Or même si la condition LTE est valable jusqu'à la troposphère, il n'en reste pas moins que ces gaz conservent la totalité de leurs degrés de liberté et n'en deviennent pas pour autant des solides auxquels seuls s'appliquent les lois du corps noir. A noter que le refroidissement de la stratosphère est généralement expliqué par les climatologues par la disparition du LTE ( l'équilibre thermique local) lorsque la concentration des gaz descend en dessous d'une certaine limite. En bref, ils estiment que les lois de Kirchhoff ne s'appliquent pas aux gaz à effet de serre contenus dans la stratosphère. En réalité et si l'on suit Robitaille, les lois du corps noir ne s'appliquent guère plus aux gaz à effet de serre dans la totalité de l'atmosphère. Autrement dit, si l'équilibre thermique local (LTE) est une condition nécessaire à l'application des lois du corps noir, il n'en est aucunement une condition suffisante.

La lecture des articles de P-M Robitaille est un vrai régal pour un physicien qui s'intéresse aussi à l'histoire des découvertes et à la manière dont certaines extensions non prouvées de concepts fondamentaux parviennent à franchir l'épreuve du temps... Inutile de préciser que ces considérations constituent une objection majeure à l'encontre des fondements même de la théorie classique de l'effet de serre .... défendue, en particulier, dans cet article d'A.P Smith qui voudrait être une réponse aux critiques de Gerlich et Tscheuschner et qui utilise, lui aussi, la loi de Stefan pour les gaz à effet de serre...

Ceci étant dit, et comme vous le voyez, il n'y a que très peu de certitudes en physique. Autrement dit, avant d'appliquer les lois du corps noir aux gaz à effet de serre comme le font les modélisateurs du GIEC, il conviendrait d'abord de démontrer qu'elles conviennent. Aussi étrange que cela paraisse, ceci ne semble n'avoir jamais été fait.

Et ce n'est pas la pseudo "explication" du météorologue PierreHumbert du site RealClimate qui répondait à un internaute avisé qui lui posait la très bonne question sur la difficulté de considérer les gaz à effet de serre comme des corps noirs (ou gris) ainsi que sur la nécessité de considérer les processus quantiques dans les processus d'absorption/émission, qui rassurera un physicien tant soit peu sérieux. Voici ce que répond Pierrehumbert et qui est tout à fait typique de l'état d'esprit des climatologues actuels :

"Et pour ce qui est de la première partie de votre question, même si les gaz à effet de serre ne sont pas des corps noirs, les lois de Kirchoff (NDLR sic : il faut deux h à Kirchhoff) s'appliquent quand même. Ceci signifie que l'émission est le produit du coefficient d'absorptivité/émissivité (c'est ici que vos effets quantiques interviennent) par la fonction de Planck ... ".

PierreHumbert ne fait rien d'autre ici que d'affirmer une certitude infondée et d'ânonner la loi classique du corps noir de Max Planck, comme si elle s'appliquait aux gaz, en s'autorisant à "bricoler" le coefficient d'absorptivité/emissivité pour essayer de prendre en compte le spectre de raies de ces derniers. Ceci constitue une extension exagérée et injustifiée des lois du corps noir et notamment de celle de Planck et de Stefan qui sont pourtant utilisées, telles quelles et sans sourciller, par les théoriciens de l'effet de serre...

Heureusement, des professeurs de physique patentés, comme ceux du départe:ment d'Astrophysique de l'Université du Michigan, enseignent correctement la physique à leurs étudiants. Voici une phrase extraite d'un cours de cette université : "Remember, Wien's law and the Stefan-Boltzmann Law apply only to continuous thermal emission." "Rappelez vous que la loi de Wien et de Stefan-Boltzmann s'applique seulement à l'émission thermique continue." C'est (peut-être) le cas de l'émission du soleil ou des étoiles denses (gaz chauds comprimés) ou encore des gaz des moteurs de fusées. Par contre, ce n'est pas le cas d'un gaz raréfié à basse température comme les gaz à effets de serre contenus dans l'atmosphère qui présentent un spectre de raies distinctes et pour lequel le calcul exact ne peut être fait qu'en utilisant la physique quantique. Ce calcul, trop complexe, est actuellement hors de notre portée tout comme l'est, par voie de conséquence, une théorie correcte de l'effet de serre.

Note : Un argument de spectroscopie élémentaire permet de s'inquiéter sur ce genre "d'approximation" qui régit aussi la mise en oeuvre des bilans de transferts radiatifs (évoqués plus haut, tel que celui de Kiehl et Trenberth ) dans lesquels on imagine que toute radiation IR entrante sort, sans aucune perte.

Voici le tableau des modes de vibration des molécules de CO2 (tiré du site de l'Univ de Lyon). Comme on le voit, la molécule de CO2 possède un mode de vibration symétrique qui est donc inactif en Infra Rouge (mais actif en spectroscopie Raman). Cela veut dire que si l'on excite une molécule de CO2 par excitation lumineuse directe ou par collision, une partie de l'énergie ainsi transférée à la molécule va se retrouver, lorsque l'équilibre thermique sera atteint, sous la forme de vibration symétrique de la molécule. Ce mode de vibration symétrique étant inactif en IR, cela veut dire que la molécule n'émettra aucun rayonnement IR correspondant à ce mode de vibration. Il y a donc forcément un rendement lumineux inférieur à un.. C'est la négation même du spectre continu du corps noir, de la loi de Planck et de celle de Stefan.

Activités Raman et IR du CO2

La bande d'absorption/émission du mode v2 se trouve à 15 microns. Celle du mode v3 est à 4,2 microns. La bande correspondant au mode v1qui ne crée aucun moment dipolaire n'existe pas dans le spectre d'absorption. Ce mode n'émet, ni d'absorbe, d'infra-rouge. Ses états excités sont pourtant peuplés par désexcitation et collision. Il est, pour le moins, étonnant que l'application universellement répandue des lois du corps noir au CO2 atmosphérique fasse totalement l'impasse sur ce genre de question.
Comme disait Max Planck "...Il y avait une erreur fondamentale ...qui consistait à ne tenir compte que des mesures expérimentales (NDLR , c'est à dire celles effectuées sur les cavités en graphite) en laissant totalement de côté les réalités profondes des processus internes."

On ne peut mieux dire... C'est d'ailleurs très exactement ce qu'en conclut le Prof. Robitaille.

Compléments du 13 Jan. 2009 : Le Professeur Robitaille m'a signalé qu'il vient d''écrire deux articles supplémentaires qui concernent la difficulté (ou plutôt, l'impossibilité) d'appliquer les lois du corps noir, dont la loi de Stefan, aux océans de la planète qui constituent quand même 70% de sa surface (sans parler de la surface des continents qui eux aussi...). La démarche de Robitaille est identique à celle que j'indique ci-dessus : Il s'agit de comprendre comment les molécules des océans se désexcitent en émettant des radiations lorsqu'elles sont réchauffés. C'est typiquement une démarche de spectroscopie quantique, conforme à la phrase de Planck citée ci-dessus et qui ne laisse pas "de côté les réalités profondes des processus internes" que s'obstine à ignorer la théorie standard de l'effet de serre .

Le premier de ces article (source) analyse en détail les multiples modes de relaxation des molécules d'eau (image ci-contre) . Ces modes de relaxation sont responsables de l'émission d'infra-rouges lointains ou de micro-ondes qui surviennent lorsque ces molécules sont réchauffées et donc placées dans des états excités. On constate immédiatement que ces émissions n'ont rien à voir avec celle du corps noir (ou gris) qui suivent la loi de Planck.

Le second article (source) intitulé " Le Réchauffement global et l'émission micro-onde" étudie les implications de l'analyse précédente pour les modèles du réchauffement climatique. Le résumé précise que ".. Parce que les océans sont probablement des émetteurs moins efficaces que ce qui est généralement envisagé"..ou, plus loin, .."De plus les océans se révéleraient être incapables d'augmenter leurs émissions dans le spectre micro-onde en réponse à une élévation de la température comme prédit par la loi de Stefan. Ces résultats sont importants en ce qui concerne la modélisation du réchauffement climatique".

C'est donc encore une critique très argumentée de l'application de la loi de Stefan, cette fois-ci, non pour l'atmosphère mais pour la planète elle-même. Elle remet donc en cause le calcul trivial des +33°C attribués à l'effet de serre naturel, puisque ce calcul suppose que l'émission de la planète suit la loi de Stefan, comme indiqué plus haut, ce qui est démenti par l'analyse de P-M Robitaille.

Voici ce qu'en conclue le Professeur Robitaille (communication privée et autorisée) : " Considérant le manque de données suffisamment précises sur l'équilibre radiatif de la terre, je crois que très peu de personnes sont en mesure, de nos jours, de s'avancer sur les conséquences du réchauffement de la terre, ou même, de la gravité du problème."

C'est dit dans le langage mesuré des scientifiques mais c'est très sévère...

E) Il existe une théorie alternative et très différente de la théorie de l'effet de serre classique : Entre terre et troposphère, les échanges se font majoritairement par convection et non pas les radiations IR . C'est la théorie de l'effet de serre adiabatique.

Mais alors, si on remet en doute l'existence de l'effet de serre comme ci-dessus, va se demander le lecteur attentif, qu'est ce qui réchauffe notre planète et l'empêche de ressembler à un astre mort comme la lune, très chaude sur sa face éclairée et très froide à l'ombre ? On pourrait répondre que les océans qui recouvrent 71% de la surface de notre planète jouent déjà un rôle crucial pour répartir et conserver, lors de sa rotation, la chaleur qui lui est dispensée par le soleil. Comme chacun sait, il n'y pas d'océans sur la lune. Mais cela ne suffit pas.
Et de fait, il existe, au moins, une théorie alternative à l'effet de serre classique (que j'appellerai "radiatif"). Cette théorie, très différente, provient de l'école Russe. Elle porte le nom "d'effet des serre adiabatique".
Le principe de base est assez simple :

• Dans la troposphère (la partie basse de l'atmosphère, jusque vers 10km et plus précisément pour des pressions supérieures à 0,2 atm), les échanges sont très majoritairement convectifs (et non radiatifs).Cela nous rappelle ce qu'avait dit R. W. Wood en 1909 (voir ci-dessus)
• Les températures de la troposphère et de la surface terrestre sont majoritairement déterminées par le comportement adiabatique de la colonne d'air. Adiabatique signifie "sans échange de chaleur avec l'extérieur". En bref, c'est l'équivalent d'une sorte d'effet de Foehn : l'air comprimé (donc près de la surface) s'échauffe. Dilaté, il se refroidit.

Tout ceci est expliqué en détail dans le chapitre 3 du livre de O. G. Sorokhtin, G. V. Chilingar et L. F. Khylyuk, qui est paru en 2007 aux éditions Elsevier "Developments in Earth and Envionmental Sciences", sous le titre "Global warming and global cooling -Evolution of climate on earth". Cette théorie "adiabatique" permet, entre autres, de retrouver, avec une précision étonnante (mieux que 1%), la variation quasi linéaire de la température avec l'altitude, de la troposphère. Cette théorie permet aussi d'expliquer l'effet de conservation de la chaleur terrestre, la nuit, par temps nuageux... sans effet radiatif et que j'évoque ci-dessous, et bien d'autres choses encore comme la température de l'atmosphère sur Vénus.
La théorie de l'effet de serre adiabatique montre qu'un doublement du taux de CO2 dans l'atmosphère augmenterait la température de 50 à 100 fois moins que la théorie du GIEC.

Lecteurs curieux : Vous trouverez ce livre, dont je vous conseille la lecture ici.

Mise à jour du 20 décembre 2008 : Un article de G.V.Chilingar, O.G. Sorokhtin, L. Kilyuk et M. V. Gorfunkel vient de paraître (source ici) dans la revue (référée) Environnement Geology (Springer Verlag) ( Environ Geol DOI : 10.1007.s00254-008-1615-3)

On part des mêmes constatations que celles des articles initiaux de Sorokhtin qui sont, je vous les rappelle :

• L'atmosphère est en équilibre nécessairement instable parce que les gaz chauds se trouvent en bas et donc en dessous des gaz froids qui se trouvent en altitude.
• Il en résulte nécessairement de puissantes cellules de convection-advection (voir définition de ces termes ici) qui assurent la compression (vers le bas) et la dilatation (vers le haut) des gaz de l'atmosphère. Le processus d'élévation de température par compression de l'air, à proximité de la planète, est un processus adiabatique. C'est lui qui donne une température vivable à notre planète (+15°C) au lieu des -18°C (sans atmosphère)
• L'équilibre thermique terre-atmosphère-soleil est assuré par ces courants d'advection-convection qui sont efficaces tant que la pression est supérieure à 200mbar (c'est à dire de 0 à 8km d'altitude, environ)
• Au delà de 8km d'altitude, l'énergie reçue de la part du soleil et remontée dans l'atmosphère par les convections est évacuée par l'émission de radiations vers l'espace.
  
  
  Autrement dit, selon cette théorie, les propriétés radiatives des gaz à effet de serre ne joueraient aucun rôle en dessous d'une altitude de 8km environ (c'est à dire pour les pressions supérieures à 200mbar) . C'est la convection qui dominerait. A l'évidence, cette théorie est absolument divergente par rapport à la théorie des gaz à effet de serre habituelle qui considère que tous les échanges sont radiatifs. Inutile de préciser que la théorie de Sorokhtin et al n'a pas les faveurs des tenants du GIEC. C'est le moins que l'on puisse dire.
  Voici un tableau présentant de façon synoptique les différences majeures entre la théorie de l'effet de serre classique (radiative, type Arrhénius ou GIEC) et la théorie de l'effet de serre adiabatique (convective, pour faire court) :

• Théorie classique (radiative) d'Arréhnius et du GIEC	Théorie adiabatique (ou convective) de Sorokhtin et al.
  C'est une théorie d'échanges radiatifs	C'est une théorie essentiellement thermodynamique
  Dans tous les cas, ce sont les échanges radiatifs entre la terre, l'atmosphère (gaz à effet de serre) et le soleil qui déterminent la température de la planète.	En dessous de 8 km d'altitude, les échanges entre la terre et l'atmosphère se font par convection. Au dessus de cette altitude, ce sont les processus radiatifs qui dominent...
  L'effet de serre naturel : Ce sont les échanges radiatifs avec les gaz à effet de serre qui réchauffent la température de la terre de -18°C à +15°C	L'effet de serre naturel qui réchauffe la température de la terre de -18°C à +15°C résulte de la compression adiabatique des masses d'air au dessus de la surface.
  La proportion des gaz à effets de serre dans l'atmosphère tels que le CO2, le CH4, H20 etc. jouent un rôle décisif dans la détermination de la température de la planète.	La proportion des gaz à effets de serre dans l'atmosphère tels que le CO2, le CH4, H20 etc. ne joue qu'un rôle négligeable. Ils n'interviennent que par leurs capacités calorifiques et ils changent légèrement la valeur de la pression atmosphérique.
  L'augmentation de température résultant d'un doublement de la proportion de CO2 dans l'atmosphère serait d'environ +0,7°C (sans rétroactions) pour la terre.	L'augmentation de température résultant d'un doublement de la proportion de CO2 dans l'atmosphère terrestre serait d'environ +0,025°C (sans rétroactions, voire négative si on tient compte des effets annexes)
  Planète Vénus : Compte tenu de la complexité physico-chimique de l'atmosphère Vénusienne, le calcul de l'effet de serre radiatif est très complexe et les résultats approximatifs.	Planète Vénus : La théorie adiabatique rend compte, assez précisément, de la distribution des températures dans l'atmosphère Vénusienne et avec une grande précision pour celle de l'atmosphère terrestre.

Comme vous le voyez, le point clef de la divergence entre les deux théories résulte de la réponse à la question :
Les échanges thermiques atmosphère-surface terrestre, sont-ils dominés par la convection ou par les processus radiatifs ?

A ce propos le lecteur curieux pourra consulter, en particulier, la page 77 du livre (de lecture accessible) de Craig Bohren "What light through Yonder windows break ? More experiments in atmospheric physics" (Dover Ed). Craig Bohren est professeur de météorologie et de sciences de l'atmosphère à l'Université de Pennsylvanie. Entre autres et dans ce petit livre, Craig Bohren décrit une expérience réelle d'échange radiatif pratiquement annihilé par un léger flux d'air, ce qui montre que les échanges convectifs sont beaucoup plus efficaces que les échanges radiatifs (comme le pensait Robert Wood cité ci-dessus)).

Bien que la théorie adiabatique de Sorokhtin et al soit vivement contestée par les tenants de la théorie radiative d'Arrhénius, il faut reconnaître qu'elle passe avec succès un certain nombre de tests critiques. Comme il est indiqué dans le tableau ci-dessus, cette théorie permet de retrouver la distribution de la température de l'atmosphère terrestre (jusqu'à la troposphère) avec une très grande précision (erreur inférieure à 1%) en utilisant un mode de calcul très différent du calcul classique. Ce qui est encore plus étonnant c'est que cette théorie adiabatique retrouve avec une assez bonne précision la distribution des températures de l'atmosphère Vénusienne où les conditions sont pourtant totalement différentes de celles de la terre. Par exemple, la pression atmosphérique sur le sol de Vénus est de 90,9 atm au lieu de 1 sur la terre et sa composition chimique est totalement différente. La figure ci-dessous, extraite de l'article cité, donne une assez bonne idée des performances de cette théorie adiabatique...

Comparaison des températures en °K observées et calculées (par le modèle de l'effet de serre adiabatique) dans l'atmosphère en fonction de l'altitude (en km) pour la terre et pour Vénus.

Terre : Calculée 5, mesurée 4.

Vénus : Calculée 3, mesurées 1 et 2.

Alors, les échanges thermiques planète-atmosphère sont-ils majoritairement radiatifs (comme le pensent les tenants du GIEC), convectifs (comme le pensent Sorokhtin et al) ou, encore, sont-ils un mélange des deux ? Cette question ne pourra être définitivement tranchée que lorsque les instruments de mesure, transportés par les satellites, seront capables de mesurer des déséquilibres radiatifs aussi petits qu'une fraction de 1 watt/m2 ce qui, selon Roy Spencer, cité au début de cette page, est encore hors de notre portée.

Mis à jour le 21 décembre 08

F) Compléments de l'auteur du site pour démonter des idées fausses pour la physique, généreusement propagées sur les nuages, effet de serre et albedo.

On trouve très fréquemment, dans les médias et dans de très nombreux article scientifiques (hélas!), des affirmations plus ou moins erronées concernant "l'effet de serre des nuages". Voici quelques éléments de réflexion qui vous permettront d'y voir un peu plus clair sur cette importante et délicate question :

• Qu'est ce qu'un nuage ? Tout le monde sait qu'outre les gaz qui constituent l'air (N2 et 02), l'atmosphère contient aussi une proportion notable de molécules d'H2O sous forme de gaz (ou vapeur), très majoritaire par rapport aux concentrations des autres molécules telles CO2, NH4, 03 etc. Ces molécules triatomiques présentent toutes des bandes d'absorption infra rouge et sont dont donc susceptibles de conduire au fameux "effet de serre", s'il existe, comme je l'ai précisé ici. Comme je l'ai dit plus haut, ces molécules de gaz sont certes capables d'absorber certaines parties du spectre infra-rouge mais certainement pas de réfléchir la lumière de quelque nature qu'elle soit. Les nuages sont bien différents !
  Dans certaines conditions de température (point de rosée) et de pression et aussi en présence de noyaux de condensation (tels que SO2, par exemple), les molécules d'eau sont capables de se condenser en minuscules gouttelettes d'eau liquide ou solide (glace). C'est ce qui constitue les nuages. Les nuages ne sont pas des gaz comme certains semblent le croire mais bien des amas de fines gouttes d'eau. Ces amas de gouttelettes font partie de ce que l'on appelle communément les aérosols qui ne sont rien d'autre que des ensembles de particules microscopiques en suspension dans l'air. Ainsi, et à la différence des gaz, les nuages peuvent réfléchir les rayonnemments issus de la terre ou du soleil. Vis à vis du problème qui nous préoccupe, La physique de ces objets est totalement différente de celle du gaz H20. Dépendant des conditions atmosphériques (comme, par exemple le degré d'humidité de l'air), les nuages peuvent se former à différentes altitudes. On les connaît sous les noms de cirrus (les plus élevés, en forme de barbules), les cumulus, les stratocumulus et les redoutables cumulonimbus qui peuvent exister à des faibles altitudes et s'élever jusqu'à plus de 10km. Les stratus, souvent situés près du sol, donnent ce que l'on appelle communément le brouillard. Mais tout cela n'est que de l'eau (ou de la glace comme dans les cumulonimbus). Rien que de l'eau condensée. C'est un liquide ou un solide en suspension et absolument pas un gaz ! A titre d'exemple d'observation courante, notez que lorsque vous faites bouillir de l'eau dans une casserole, c'est bien le gaz vapeur d'eau qui s'élève au dessus du récipient. Mais compte tenu de la température relativement basse de l'air ambiant, ce gaz, cette vapeur d'eau se condense immédiatement en un fin brouillard bleuté qui, lui, est constitué de gouttelettes d'eau condensée qui s'élèvent dans l'air à cause de la convection thermique qui règne au dessus de la casserole. Donc, c'est bien clair : hors les nuages et dans l'atmosphère, H20 est un gaz invisible à l'oeil nu. Les nuages, eux, sont constitués d'eau liquide (ou de glace solide). Ces nuages, visibles à l'oeil nu et qui nous apparaissent comme blanchâtres, bleuâtres ou grisâtres, réfléchissent et diffusent la lumière. La propriété de réflexion est mesuré par l'albedo. Les gaz (comme H20 gaz, CO2, NH4 etc.) n'ont pas d'albedo. Ils ne réfléchissent pas la lumière parce que la taille des molécules est trop petite par rapport à la longueur d'onde des radiations lumineuses, ce qui n'est pas le cas des gouttelettes d'eau qui, elles, sont beaucoup, beaucoup plus grosses.
• Qu'est ce que l'albedo ? : L'albedo (albedo est masculin contrairement à une opinion très répandue) se définit comme le rapport entre l'énergie lumineuse réfléchie par rapport à l'énergie incidente. Un corps parfaitement noir qui ne réfléchit rien (parce qu'il absorbe tout) a un albedo de 0. Une surface parfaitement blanche se comporte comme un miroir et a un albedo égal à 1. Rappelons une fois encore (pour Al Gore et bien d'autres) qu'il s'agit bien ici de réflexion et non d'absorption ! Cet albedo dépend de la longueur d'onde des rayons incidents. Ainsi, certaines vitres dites athermiques ont été conçues pour avoir un grand albedo pour les radiations infra-rouges (pour réfléchir les rayonnements chauffants) mais un très faible albedo pour les radiations visibles, ce qui permet de voir à travers. Par exemple, l'albedo de la terre, pour les rayonnements infra-rouges, est estimé à 0,31 environ, en moyennant sur les parties foncées de la planète (les forêts, les laves etc.) et les parties plus blanches comme les glaces des pôles.
  L'albedo des nuages varie évidemment suivant leur densité en gouttelettes d'eau. Cependant et pour l'oeil humain, l'apparence est trompeuse. N'oubliez pas que c'est la réflexion (l'albedo) dans les longueurs d'onde infra rouges qui compte pour le réchauffement (ou le refroidissement) de la planète.
• L'absorption des rayonnements infra-rouges par les nuages. Comme vous le savez, c'est ce qui serait responsable de l'effet de serre causé par les nuages, car selon les modèles en vigueur, cette absorption infra-rouge aurait pour conséquence un émission (back-warming) de radiations infra rouges vers la terre. On sait que l'eau liquide (et donc l'eau des nuages) a un grand pouvoir absorbant vis à vis des radiations infra-rouges mais on éprouve les plus grandes difficultés à inclure les nuages dans les modèles d'effet de serre...au point qu'il sont le plus souvent négligés.
  A en croire les résultats publiés, les nuages à haute altitude, les cirrus (les barbules en forme de langue de chats) auraient un faible albedo (ça se voit à l'oeil nu ! Ils sont très peu denses) et par contre, présenteraient un fort effet de serre, c'est à dire une ré-émission infra rouge très efficace. A l'inverse, les nuages à basse altitude présenteraient un fort albedo (fort pouvoir réfléchissant pour les radiations infra rouges) mais une faible ré-emission infra-rouge, c'est à dire un faible effet de serre. Tout cela est illustré dans le schéma ci-contre extrait d'un article du CNES (dans lequel on mentionne encore les fameux -18°C !) que vous trouverez ici.
  
  

• A ce sujet, mentionnons une observation d'expérience très courante que tout le monde connaît.
  Voici le scénario classique : Après une belle journée ensoleillée, le sol s'est gorgé de soleil et la température a augmentée. Le soir venant, le ciel se couvre peu à peu jusqu'à étaler au dessus de notre tête, une épaisse couverture de nuages tels que, par exemple, des strato cumulus, très fréquents sous nos latitudes. La nuit vient et il est d'observation courante de constater que le thermomètre descend assez peu. Tout le monde sait que les nuits à forte couverture nuageuse sont plutôt douces et que la température n'est pas très différente de celle de la journée. En présence de nuages de basse altitude, il et certain que cela provient de l'albedo des nuages qui réfléchissent vers le sol, la chaleur que le sol à acquis pendant la journée. Autrement dit, l'effet de l'albedo des nuages est parfaitement sensible et perçu par tous. Rien à voir avec l'effet de serre, contrairement à ce que l'on vous dit...
  A contrario, nous savons tous qu'un ciel clair, la nuit, provoque un abaissement notable de température. Au printemps, le sol est couvert de gelée blanche. En l'absence de couverture nuageuse à basse altitude, les radiations infra-rouges sont irradiées vers l'espace sans réchauffer la température terrestre. C'est l'expérience contraire de la précédente qui démontre l'efficacité évidente de l'albedo des nuages et non pas de l'effet de serre comme beaucoup s'obstinent à le croire et à le répéter inconsidérément !
  Considérons de nouveau une belle journée ensoleillée qui se termine cette fois-ci par un léger voile, très haut dans le ciel. Ce voile constitué de cirrus est généralement annonciateur d'une perturbation. Il est situé à très haute altitude. Ces cirrus sont censés être des nuages d'albedo très faible mais dont l'efficacité serait redoutable pour produire de l'effet de serre autrement dit pour réchauffer la terre. Qu'observe t'on dans ce cas là ? Si la perturbation n'est pas arrivée dans la nuit et vous a recouvert de nuages, vous constaterez aisément que la température nocturne baisse notablement à peu près comme si le ciel était totalement clair ...
  Autrement dit, si l'effet de serre des cirrus existe, il est peu perceptible pour un observateur attentif.
  L'effet de l'albedo des nuages qui réfléchissent la chaleur durant la nuit, lui, est tout à fait évident.

• Bref, cher lecteur, ne laissez plus parler autour de vous de "l'effet de serre des nuages" (qui dépende la nature des nuages) sans mentionner le fort pouvoir réflecteur des nuages qui, lui, est très perceptible et qui n'a strictement rien à voir avec l'effet de serre !
  Ce que beaucoup confondent, mais pas vous !

En guise de résumé, le tableau ci-dessous à droite (source ici) vous donne un représentation synoptique de nos connaissances actuelles en matière d'effet des nuages selon leur épaisseur et leur altitude. On observe que, pris dans leur globalité, les nuages refroidissent la planète. Ce refroidissement correspond à -27,7 W/m2 à comparer avec l'effet réchauffant du CO2, généralement donné pour + 1 à 2 w/m2. Il n'y a pas photo ! Les nuages jouent un rôle beaucoup plus important que le CO2 sur la température de la planète. Un peu plus ou un peu moins de nuages et l'effet du CO2 est imperceptible...

C'est parce que l'effet des nuages doit être considérable que beaucoup de scientifiques sérieux se posent encore des questions au sujet de leur influence sur la température terrestre. Il est très difficile d'avoir des idées très claires à ce sujet et l'importance des nuages dans la température terrestre ne peut être sous-estimée quelle que soit la cause de la formation de ces nuages comme je vous l'explique ici. Les modèles de l'effet de serre sont actuellement gravement déficients sur cette question (voir ici), ce qui n'améliore ni leur crédibilité ni celle de leurs prévisions (prédictions) à 100 ans.

C'est pour en savoir plus long sur cette question fondamentale qu'un satellite appelé CALIPSO  (Cloud-Aérosol Lidar Infrared Pathfinder Satellite Observations) vient d'être lancé ( le 28 avril 2006 à 13h02 ) conjointement par la NASA et le CNES. Nous en saurons bientôt beaucoup plus sur les rayonnements infra-rouges que les nuages de haute altitude envoient vers notre planète par simple réflexion (albedo) ou.... par effet de serre (s'il existe et s'il n'est pas saturé !). Encore un peu de patience ...

_________________________________________________________________________________________________________

Conclusion (provisoire...) : Les modèles de l'effet de serre utilisés par la trentaine de simulation sur ordinateur utilises par le GIEC, souffrent, pour le moins de quelques critiques. Outre que l'on ignore encore l'effet réel de la nébulosité qui est pourtant fondamentale, les bases mêmes des équations posent problème. Il existe aussi des théories alternatives aux théories classiques qui ne manquent pas d'atouts. En bref, affirmer que "the game is over (Donald Kennedy, ex éditeur de Science) ou que "the science is settled" (la science est achevée) comme beaucoup l'ont fait est, pour le moins, faire preuve d'ignorance.

Et que penser de la réponse récente (en 2008) du président du GIEC, le Dr. Rajendra K. Pachauri ( ci-contre) qui est diplômé en économie et auquel on demandait ce qu'il pensait des "sceptiques" ?

"There is, even today, a Flat Earth Society that meets every year to say the Earth is flat. The science about climate change is very clear. There really is no room for doubt at this point."

Soit "Il y a encore de nos jours une Société de la Terre Plate qui organise des rencontres tous les ans pour affirmer que la terre est plate. La science sur le changement climatique est très claire. Il n'y a vraiment pas de place pour le doute dans cette affaire."

Autrement dit, tous ceux qui s'expriment dans ces pages (en particulier ici) et qui sont pourtant des chercheurs chevronnés comme F. Miskolczi, Richard Lindzen, Roy Spencer, R. Pielke Sr, P-M Robitaille, Gehrard Gerlich, Ralf Tscheuschner, Sorokhtin et al etc...ainsi que ceux qui ont rédigé le rapport du NIPCC, ou encore les 9000 et quelques PhD docteurs-ès-sciences qui ont signé cette pétition et des milliers d'autres (voir la fin de la page lien pour les différentes pétitions signées par les chercheurs sceptiques), seraient des "terre-platistes" ?

...ça en fait quand même beaucoup, non ?

"La science sur le changement climatique est très claire", dit Pachauri.

Vraiment ? Vous trouvez ?
Pour un économiste ou un ingénieur en chemin de fer, peut-être. Pour un physicien, elle ne l'est pas...