Réponse n°1 aux critiques de Jean Poitou et François-Marie Bréon

Par Jean-Pierre Bardinet et Camille Veyres

 

Suite à mon article « climat : 22 vérités qui dérangent », publié sur le site Contrepoints : 

http://www.contrepoints.org/2014/06/03/167818-climat-22-verites-qui-derangent

 Le site http://www.sauvonsleclimat.org/climat-22-contre-verites-qui-exasperent/a publié une critique, sous la plume de Jean Poitou et François-Marie Bréon[1], qui nous amène à préciser les graves erreurs de leurs contre-analyses, plus « politiques », dans la mouvance des thèses du GIEC, que crédibles au niveau scientifique.

1.  La TMAG (température moyenne annuelle globale) est stable depuis 1997, malgré une augmentation continue du taux de CO2 : .comment alors soutenir un rapport de causalité entre croissance de concentration du gaz carbonique et température ?

 [Poitou & Bréon] Le rapport de causalité est établi sur des bases physiques.  Le phénomène de l’effet de serre est bien compris depuis plus de 100 ans et accessible a toute personne ayant un peu de culture scientifique.  Il est clairement étable que le CO2 est un gaz à effet de serre et que, si on augmente sa concentration, la température doit augmenter.  Cette augmentation n’est pas nécessairement immédiate du fait des autres facteurs qui jouent sur le climat (aérosols, soleil, volcanisme…) et de la variabilité naturelle du système climatique. Noter aussi que l’inertie propre du système fait que le réchauffement de la basse atmosphère est nécessairement décalé par rapport à sa cause, comme le réchauffement d’une maison met un temps appréciable à se réaliser après qu’on ait mis en marche le chauffage.

 Pour contredire des observations (la stabilité des températures moyennes mondiales depuis 1997, voir la figure en fin de cette note) MM. Poitou et Bréon invoquent une conjecture ("le phénomène de l'effet de serre bien compris depuis plus de cent ans")mais évitent soigneusement de préciser ce qu’ils entendent par ce mot « effet de serre »; ils nous assènent des affirmations péremptoires non argumentées. Le mot « effet de serre » est-il une formule magique, jamais explicitée, qu’il serait formellement interdit d'examiner et de discuter ?

 Voyons de plus près. Un manuel universitaire corédigé par un président du CNRS[2], nous assure qu'il s'agit de l'analogue d'une vitre transparente dans le visible et opaque en infrarouge; pourtant cette analogie a dès 1909, par une simple expérimentation, été montrée fausse par un opticien célèbre le professeur Robert Wood[3]. Par la suite, les thèses d’Arrhénius, considérées comme erronées par les physiciens, ont été oubliées… jusqu’à ce que le GIEC ne les fasse renaître de leurs cendres en « oubliant » de préciser que cela n’a rien à voir ni avec l’atmosphère réelle ni avec les serres horticoles, où le vitrage de la serre évite que l'air chaud et humide aille se perdre dans l'air libre.

Deux physiciens allemands, Gerlich[4] et Tscheuschner, ont pris la peine de procéder à une analyse très détaillée de dizaines de "définitions" de l'effet de serre et ont constaté la plus grande incohérence entre ces définitions et leur absurdité par rapport à la physique. Leur publication de 115 pages dans la revue « International Journal Of Modern Physics» a été laissée pendant deux ans sur le site de discussion arxiv [5] : personne n'a pu la démentir ni proposer une définition de l'effet de serre qui tienne la route. La conclusion de leur réplique "[6], de 2010 est "l'effet de serre est une fabrication de faussaire dans le cadre de la prétendue "science du climat ".

 Deux autres physiciens spécialistes de l'atmosphère ont montré que les idées d'équilibre radiatif-convectif et les définitions de l'effet de serre étaient totalement absurdes et contraires à la physique élémentaire.  Ils concluent " la climatologie a deux branches, la climatologie physique où les conditions aux limites du système –Terre –atmosphère jouent un rôle essentiel, et la climatologie statistique qui compile les évènements météorologiques intervenus sur une période de trente ans[7]. ...Nous trouvons que :

(1) le prétendu "effet-de-serre" atmosphérique ne peut être démontré par les évènements météorologiques intervenus sur une période "climatique" [de la climatologie statistique]

(2) les définitions de la société américaine de météorologie et de l'organisation météorologique mondiale sont à rejeter car contraires à la physique,

(3) les budgets de flux d'énergie dans le système Terre-atmosphère n'apportent ni indice ni preuve de l'existence du prétendu "effet-de-serre"

... Il est temps de reconnaître que l'effet de serre atmosphérique et son impact climatique ne sont fondés que sur des conjectures absurdes ("meritless")".

 

Bref, les mots "effet-de-serre", "forçage radiatif" ne sont là que pour servir de justification pseudo-physique au prétendu "réchauffement climatique dû au CO2 anthropique".

 

En réalité le flux radiatif de la surface absorbé par l'air est -en moyenne, et à un ou deux pourcents près - égal au flux émis par l'air et reçu par la surface: c'est tout à fait différent de la vitre suspendue dans le vide qui absorbe la totalité du rayonnement de la surface et en ré-émet la moitié vers le haut et la moitié vers la surface ! Un article récent (2011) de MM. Dufresne et Treiner (L'effet de serre plus subtil qu'on ne le croit[8]) explique que ce modèle de la vitre de la serre (selon la "définition" donnée par Wikipedia ou celle du manuel universitaire précité et de mille autres livres[9]) est, je cite, "doublement inexact et faux" !

Une autre définition[10], fort différente, dit que l'effet de serre est la quantité "rayonnement de la surface vers l'air moins rayonnement du globe vers le cosmos en haut de l'air". Ramanathan[11] explique "A la température de surface de 288 K l'émission en ondes longues de la surface est environ 390 W/m² alors qu'elle n'est que 236 W/m² en haut de l'atmosphère. Donc (sic) l'atmosphère cause une réduction importante de l'émission en ondes longues, qui est dite être l'effet-de-serre".

Pourquoi est-ce dépourvu de sens physique ? Parce qu'un flux radiatif unidirectionnel est seulement le reflet de la température du corps rayonnant, ou, pour un gaz, du profil de température dans le gaz; le point important est qu'en transfert de chaleur par voie radiative entre deux corps (par exemple l'air et la surface) ce qui compte est émis par A et absorbé par B moins émis par B et absorbé par A, soit ici la différence entre "émis par la surface et absorbé par l'air" et "émis par l'air et absorbé par la surface"; comme l'air des premières centaines de mètres est en moyenne à peu près la même température que la surface (71% du globe sont des océans ou des mers) la transfert est nul, et en fait légèrement en faveur de l'air parce dans la fenêtre de quasi-transparence de la vapeur d'eau, entre 8,5µm et 13 µm, des couches à quelques kilomètres participent au rayonnement de l'air reçu par la surface et que l'air à quelques kilomètres est plus froid (-6,5°C/km) que la surface. Le rayonnement du haut de l'air, essentiellement celui de la vapeur d'eau, n'est pas alimenté par le rayonnement de la surface (de bilan net nul en transfert de chaleur) mais par la condensation de la vapeur d'eau dans les nuages et par le flux solaire absorbé (en haut de l'air) par les gaz traces.

 Evidemment tous ces auteurs –Berger, Ramanathan- et le GIEC ignorent que c'est la pression en surface qui explique la température de surface (détails à la fiche 16) selon la formule simple[12] T= Ttop (P/Ptop) R/(Cp+ Cpi) rigoureusement équivalente au gradient de température (lapse rate en anglais) g/ (Cp + Cpi) que l'aviation civile standardise à 6,5°C/km. Les gaz traces, sur Terre essentiellement la vapeur d'eau, déterminent Ptop et Ttop de la couche qui en haut de l'air rayonne vers le cosmos.

Ce n'est pas le rayonnement infrarouge émis vers l'air qui refroidit la surface, comme dans le prétendu "modèle radiatif-convectif" de l'effet de serre puisque le bilan net entre air et surface est à peu près nul, mais l'évaporation qui thermostate la surface.

 

L'affirmation de MM. Poitou et Bréon qu'il existe un effet de serre et que la température doit augmenter est donc un simple leurre pour détourner l'attention de la réalité observée rappelée par mon article:

 "La TMAG (température moyenne annuelle globale) est stable depuis 1997, malgré une augmentation continue du taux de CO2 : comment alors soutenir un rapport de causalité entre croissance de concentration du gaz carbonique et température ?"

 

En effet les températures depuis 1997 sont "en moyenne",  stables ou décroissantes aux oscillations près produites par les El Niño tous les trois à cinq ans; comme la température est constante alors que la teneur en CO2 croît de façon linéaire, on a une illustration de plus de la relation :     Pente de la croissance de la teneur en CO2  =  d (teneur en CO2)/ dt  = k (T(t)- T0)   où t est le temps.

La pente est constante, quand la température T(t) l'est comme depuis 17 ans.

Cette relation a été démontrée par divers auteurs (Beenstock & Reingewertz, Salby, Park[13]) par des méthodes très différentes. Cette relation exprime que les latitudes intertropicales dégagent plus de CO2 lorsque la température croît, comme on peut le vérifier directement, comme on le verra à la fiche sur le point 16 qui revient en détail sur ce sujet; ça traduit la loi de Henry du dégazage, bien connue des buveurs de boissons pétillantes qui sont meilleures fraîches.

La teneur en CO2 est donc bien une conséquence des températures et ne peut en être la cause

 Voici la figure de la série HadCRUT4 des anomalies des températures de surface et série des teneurs en CO2 (en rouge et échelle de droite) de 1997 à 2013:

salby26.jpg

( on la trouve aussi vers la fin de : http://www.pensee-unique.fr/news.html#plat )

Noter que la TMAG (température moyenne annuelle globale) est constante sur les 17 dernières années

Pente de la courbe du CO2 = d[CO2]/ dt = constante =  k (T(t) – T0)

Comme chacun le sait maintenant dans le monde anglo-saxon (cette information a été reprise par leurs médias), la température du globe n'a pas augmenté depuis près de 16 ans. Selon les observations du Professeur Salby, cela devrait donc correspondre à une augmentation pratiquement linéaire du taux de CO2 en fonction du temps durant la même période. En effet, la dérivée temporelle d'une fonction linéaire du temps est bien une constante.


Note : Ceux qui pourraient s'étonner de cette observation due, selon Salby, à un "effet d'accumulation du CO2" dans l'atmosphère, peuvent en avoir l'intuition en se rappelant qu'un humidificateur d'appartement augmente progressivement le taux de l'humidité d'une pièce d'habitation sans que la température de la source varie notablement (elle s'est un peu refroidie avant d'atteindre l'équilibre). De même, l'eau portée à ébullition dans une casserole aura une température constante de 100°C environ, tandis que la vapeur d'eau échappée chargera peu à peu l'atmosphère en humidité. A noter que, dans ces deux cas, il s'agit de changements de phase, tout comme l'est, par exemple, le dégazage du CO2 dissous dans les océans.

J'ai reporté sur le graphique http://www.pensee-unique.fr/images/salby26.jpg le graphe des variations de températures de 1997 à nos jours, selon le HadCRUT4 (en bleu) ainsi que le graphe (en rouge) représentant la hausse du taux de CO2 dans l'atmosphère (données NOAA, Mauna Loa).
Comme on le voit, la variation du taux de CO2 dans l'atmosphère a effectivement subi une croissance pratiquement parfaitement linéaire (pointillés verts) durant cette même période où la température du globe est restée constante, aux fluctuations près.

 Conclusion: Les teneurs en CO2 sont donc bien une conséquence des températures. 

 La constance des températures réfute donc toutes les prédictions de réchauffement assistées par ordinateur faites depuis 1975.

 Addendum: Rappelons que la supposée moyenne mondiale des températures a été croissante de 1860 à 1880, de 1910 à 1945, de 1975 à 2005 et décroissante de 1880 à 1910, de 1945 à 1975 et est stable depuis 1997.


 

 


[1] du CEA et co-rédacteur du dernier rapport IPCC-GIEC et du résumé à l'intention des décideurs

[2] Delmas, Mégie et Peuch Physique et Chimie de l'atmosphère Belin 2005  639 pages consacre seulement un très court paragraphe page 417 à l'effet-de-serre  "l'absorption par l'atmosphère et la réémission par une couche plus froide permet de maintenir (sic!) une température de surface de 288°K. Cet effet est appelé couramment effet de serre."  Et ensuite passe aux équations de la vitre suspendue dans le vide entre la surface et le cosmos, avec un flux air vers surface moitié de ce qu'il est en réalité! Quel admirable "modèle" !

Et "modéliser" un gaz convectif un des meilleurs transporteurs de chaleur  par une paroi de bouteille thermos est une idée vraiment curieuse

"Note on the Theory of the Greenhouse". The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 1909, Vol. 17, pp. 319–320  il emploie deux serres (petites boîtes) l'une avec un vitrage opaque en infrarouge l'autre avec un vitrage en NaCl transparent en infrarouge jusque vers 18µm et ne voit pas de différence significative.

Prof. Dr. Gerhard Gerlich était professeur à l'Institut für Mathematische Physik, Technische Universität Braunschweig

http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0707/0707.1161v4.pdf   115 pages, 205 références; cet article a été critiqué pour quelques bonnes et beaucoup de mauvaises raisons http://scienceofdoom.com/2010/04/05/on-the-miseducation-of-the-uninformed-by-gerlich-and-scheuschner-2009/  Le paragraphe 3-3 rapporte et discute toutes sortes de définitions bizarres et erronées de l'effet-de-serre

[6] réplique de décembre 2010  aux commentaires sur leur article,  en 41 pages http://arxiv.org/pdf/1012.0421.pdf&embedded=true

[7] G. Kramm, R. Dlugi Scrutinizing the atmospheric greenhouse effect and its climatic impact Natural Science  Vol.3, No.12, 971-998 (2011) doi:10.4236/ns.2011.312124 (108 références)

[8] revue Découverte n°373 Mars-Avril 2011, pp. 32-43

greenhouse gases, and is re-radiated in all directions. Since part of this re-radiation is back towards the surface and the lower atmosphere, it results in an elevation of the average surface temperature above what it would be in the absence of the gases.

Solar radiation at the frequencies of visible light largely passes through the atmosphere to warm the planetary surface, which then emits this energy at the lower frequencies of infrared thermal radiation. Infrared radiation is absorbed by greenhouse gases, which in turn re-radiate much of the energy to the surface and lower atmosphere. The mechanism is named after the effect of solar radiation passing through glass and warming a greenhouse, but the way it retains heat is fundamentally different as a greenhouse works by reducing airflow, isolating the warm air inside the structure so that heat is not lost by convection.

La réalité est qu'entre la surface et l'air il n'y a pas de transfert radiatif de chaleur (ou un tout petit flux en faveur de l'air) et que l'air ne réchauffe pas la surface  qui se refroidit par évaporation. (voir fiche16)  et l'élévation de température découle en réalité  du rapport Psurface/ Ptop des pressions en surface et en haut de l'air là où l'air rayonne vers le cosmos.

[10] BERGER A., and TRICOT, Ch., 1992. The Greenhouse Effect. Surveys in Geophysics, 13, pp. 523-549.

http://www.lmd.ens.fr/wavacs/  Rémy Rocca slides 71 à 83 assure (slide 72) "The difference is due to the greenhouse effect: the trapping of infrared radiation by the atmosphere. Surface is heated by the presence of the atmosphere (lucky us !)"

http://www-ramanathan.ucsd.edu/files/pr72.pdf   V Ramanathan Trace-Gas Greenhouse and Global Warming  Volvo environmental Prize lecture 1997

[12] La même formule simple est vraie sur Vénus avec Ptop = 0,1 atmosphère, Psurface  = 92 atmosphères Ttop  230 K avec un exposant R/(Cp+Cpi) de 0,17 et Tsurface = 734 K (460°C); sur Terre ces mêmes grandeurs valent "en moyenne" 0,53 atmosphère, 1 atmosphère, 255 K, l'exposant vaut 0,19 et Tsurface =287,7 K (14,7°C);

[13] Kuo C. et al Coherence established between atmospheric carbon dioxide and global temperature  Nature 343, 709 - 714 (22 February 1990); doi:10.1038/343709a0  cet article de chercheurs de Bell Labs emploie des techniques "télécom" de traitement des deux séries temporelles température et CO2 dans le domaine fréquentiel pour établir que les teneurs suivent les températures

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2009GL040975/abstract (article gratuit); cet article d'un professeur de géologie à Yale emploie des techniques dans le domaine fréquentiel pour établir que les teneurs suivent les températures selon la formule dCO2/dt = k(T(t)-T0); il localise les zones de dégazage et d'absorption à la figure 4 de l'article et figure 15 de l'article http://people.earth.yale.edu/sites/default/files/files/Park/Park_2011_CO2coherence.pdf

M. Beenstock, Y. Reingewertz,  N. Paldor Polynomial cointegration tests of anthropogenic impact on global warming  Earth Syst. Dynam., 3, 173–188, 2012  cet article de deux économistes professeurs à Tel-Aviv et d'un météorologiste démontre par les tests statistiques de co-intégration  de séries temporelles développés en économétrie depuis les années 1985-1995 pour éviter des corrélations infondées qu'il ne peut y avoir de corrélation qu'entre dCO2/dt et T(t) et qu'il faut différentier une fois la série temporelle des teneurs en CO2 avant de chercher des corrélations avec la série des températures

Pour le professeur Murry Salby  remarquable pédagogue voir ses conférences de 2011, 2012, 2013

http://www.youtube.com/watch?v=2ROw_cDKwc0   à Hamburg 2013 http://www.youtube.com/watch?v=ZVCps_SwD5w&index=3&list=PLILd8YzszWVTp8s1bx2KTNHXCzp8YQR1z à Sidney  2012   https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=YrI03ts--9I à Sidney  2011

http://www.skyfall.fr/wp-content/2013/08/autour-de-salby-et-du-co2.pdf

Voir aussi http://www.rocketscientistsjournal.com/2007/06/on_why_co2_is_known_not_to_hav.html#more  sur le dégazage et la loi de Henry

D. Wunch et al  The covariation of Northern Hemisphere summertime CO2 with surface temperature in boreal regions    http://www.atmos-chem-phys.net/13/9447/2013/acp-13-9447-2013.pdf

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