Climat : 10 arguments sceptiques qui ne tiennent pas la route

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Motivation :
Exemple de mauvais emploi du texte de Dr Roy Spencer ... par un ingénieur du corps des Mines fort réchauffiste
Le Thu, 4 Sep 2014 11:29:33 +0200 xxx écrivit:
Dans ce cas, à strictement parler le corps plus froid ne "réchauffe" pas le corps plus chaud il ne lui fournit pas de la chaleur ; mais il fait en sorte que le corps
plus chaud se réchauffe encore. As-tu consulté la référence indiquée, au point 2 ?
et le même ensuite de comparer le CO2 à un tricot qui vous tient chaud (même argument dans Pierrehumbert (Physics today Janvier 2011) : "le CO2 est une
isolation planétaire comme la laine de verre pour les parois d'une maison")
Climat : 10 arguments sceptiques qui ne tiennent pas la route
Publié Par Contrepoints, le 30 avril 2014 dans Environnement
La prolifération des mauvais arguments climato-sceptiques devient presque vertigineuse. par Roy W. Spencer, Ph. D., traduit par Skyfall.fr
Il y a quelques très bons arguments pour être sceptique des prévisions de réchauffement climatique. Mais la prolifération des mauvais arguments devient presque
vertigineuse.
Je comprends que beaucoup des choses que nous pensons savoir de la science finissent par être fausses. Je saisis ça. Mais quelques-unes des explications que je
vois sont à la limite du ridicule. Donc, voici mon Top 10 des arguments sceptiques stupides. Je suis sûr qu’il y en a plus, et peut-être en ai-je raté certains
d’importance. Bien.
Mon but évident ici n’est pas de faire changer d’idée des gens qui se sont déjà fait leur opinion, mais d’atteindre plus de 100 commentaires (le plus souvent
désagréables) en réponse à ce billet. Alors aidez-moi ! Dr Roy Spencer

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examen des commentaires du Dr Roy Spencer sur son " Top 10 des arguments sceptiques stupides" (texte complet en annexe)
arguments dénoncé par Dr Roy Spencer
en bleu
ses commentaires en rouge et italiques
mes remarques en noir
1) Il n’y a pas d’effet de serre
En réalité il n'y a pas de définition de l'effet de serre qui soit acceptable et sensée; toutes celles publiées y
compris par les sociétés météorologiques américaine (AMS) ou allemande (DMG), pour ne pas parler de wikipédia,
de l'OMM/WMO (Organisation Météorologique Mondiale) et des manuels universitaires sont différentes,
contradictoires entre elles et toutes sont sur quelque point absurdes car contraires à la physique élémentaire et aux
observations: voir les gros articles (115 pages) des Pfrs Gerlich & Tscheuschner ou des Pfrs Kramm & Dlugi.
La loi d'Ohm, l'induction magnétique d'une bobine ou la loi de la réfraction ont des définitions simples, claires
cohérentes d'un manuel à l'autre et des applications qui les valident.
L'effet de serre est un mythe, un leurre.
Dr Roy Spencer nous dit " rayonnement infra-rouge descendant du ciel puisse-être mesuré, et s’élève à un niveau (~
300 W/m2) qui peut à peine être ignoré ..." Il a là entièrement raison: le rayonnement (ici de l'air) est un reflet des
températures (ici de la vapeur d'eau et très accessoirement du CO2) et on pratique ça en télédétection depuis ... plus
de cent ans: diverses formules ont depuis Angström (1916) été proposées pour paramétrer ce rayonnement de l'air
vers la surface en fonction de la teneur de l'air en vapeur d'eau et de la couverture nuageuse.
Mais si l'effet de serre est "ce rayonnement de l'air vers le sol " (cette définition au moins serait claire) il n'a aucun
effet "réchauffant" parce que en transfert de chaleur ici entre l'air et la surface ce qui compte est rayonnement de la
surface absorbé par l'air moins rayonnement de l'air absorbé par la surface et cette quantité est quasiment NULLE
parce que l'air est très opaque en infrarouge thermique (épaisseur optique de dizaines et de centaines sauf une
"fenêtre") et que le rayonnement de l'air vers la surface vient essentiellement de la couche limite atmosphérique des
premières centaines de mètres qui est à des températures voisines de celles du sol (ne pas oublier que la nuit fait la
moitié de la journée et qu'il y a une inversion nocturne des températures !); le bilan NET est, hors zones polaires où
les nuages chauffent la surface, très légèrement positif pour l'air et négatif pour la surface: la surface "chauffe"
radiativement l'air pour environ un pourcent (1%) du rayonnement émis par la surface et absorbé par l'air; disons en
arrondissant quelques chiffres, en réalité fort variables selon la zone géographique et la saison: de 300 à 400 W/m²
émis par la surface dont 20 W/m² "en moyenne" échappent à l'absorption par la vapeur d'eau et par les nuages qui
absorbent tout le reste.
Ajoutons que c'est la gravitation, et non pas des fariboles radiatives même baptisées "effet de serre", qui fait que
la surface est à une température supérieure à celle de la tropopause; le gradient de température de la troposphère est
en gros en g/(Cp+ Ch) avec g accélération de la pesanteur 9,81 m/s² Cp chaleur spécifique de l'air à pression
constante 1005 J/kg (on a affaire à un système ouvert et il faut raisonner en enthalpie), Ch chauffage de l'air en
altitude dû à l'absorption de l'infrarouge solaire par la vapeur d'eau et à la condensation de la vapeur d'eau (les nuages
sont en altitude, dans le ciel !). Ce gradient de -6,5°C/km est à cause de ce chauffage du haut de l'air moindre que le
gradient g/Cp = -9,8°C/km dit de l'adiabatique sèche qui donnerait une tropopause de trente ou quarante degrés plus
froide.

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Le gradient dT/dz =- g/(Cp+ Ch) est rigoureusement équivalent à la relation température pression (presque
complètement ignorée des manuels récents de météorologie):
T/Tréférence = (P/Préférence)R/(Cp+ Ch)
notons une formule identique sur Vénus avec un exposant 0,17 au lieu de 0,19 sur Terre.
rappel:
- Ch dT = Cp dT –R T dp/p ; R = Cp – Cv = 8,31451 / (masse molaire moyenne); dT/T= (dp/p) (R/( Cp+ Ch))
dp= - ρ g dz ou dp/p = - g/(R Tv) dz donc dT/dz= (dp/dz) (dT/dp) = (- g p/RT) (RT/p) /(Cp+ Ch) = -g / (Cp+ Ch)
Des relations analogues expliquent pourquoi la température du manteau et du noyau de la Terre atteignent des
milliers de degrés: voir cours de géologie.
Soulignons que ce n'est pas parce qu'il y a un chauffage que le bas de l'air est à une certaine température (idem
pour le bas du manteau) mais parce que l'air qui monte se dilate (moindre pression en altitude) et donc se
refroidit; et il se refroidit d'ailleurs moins que l'adiabatique s'il contient de la vapeur d'eau chauffée par le soleil (le
jour !) ou de la vapeur d'eau qui se condense.
La température de surface est, comme le montre la formule précédente, déterminée par la température de référence
(255 K en gros) et la pression de référence (400 mbar en tropical, 530 mbar en moyenne, 800 mbar au pôle en hiver),
qui sont "en moyenne" celles de la couche la plus haute de la vapeur d'eau, d'épaisseur optique unité, qui produit (à
80%) le rayonnement vers le cosmos et le refroidissement du globe
2) L’effet de serre viole la seconde loi de
la thermodynamique
En l'absence de définition sensée de "l'effet de serre" on peut seulement constater que si on appelle "effet de serre"
(au n°1 ci-dessus selon la "définition" de Dr R. Spencer) le rayonnement de l'air vers la surface, alors le bilan radiatif
net est en faveur de l'air et est de l'ordre d'au plus 1% du flux de la surface absorbé par l'air; le bilan radiatif NET
refroidit la surface et ne la "réchauffe" pas par un apport net de chaleur.
La nuit la surface se refroidit par le rayonnement (non absorbé par l'air) qu'elle envoie au cosmos à travers la fenêtre
de la vapeur d'eau et est légèrement réchauffée par l'air: c'est l'inversion de températures où l'air est, en altitude, de
minuit au début de la matinée, a une température supérieure à celle de la surface (de 10°C en zone tempérée à 40°C
dans certains déserts).
Et comme déjà dit AUCUN apport de chaleur (ou "chauffage" ou "réchauffement") n'est nécessaire pour que
la température de surface soit ce qu'elle est : elle est déterminée par la gravitation et par la position et la
température de la couche qui en haut de l'air rayonne vers le cosmos !
Les affirmations répétées (AMS, DMG, ...) que l'air chauffe le sol et lui apporte de la chaleur radiative sont des
absurdités effectivement contraires au principe de Clausius qui dit que la chaleur va du chaud vers le froid: ceci se
voit sur les analyses de textes faites par les Pfrs Gerlich et Tscheuschner (et ici en annexe)
commentaire Dr Roy Spencer: "le débit
dépend de la température de ces deux
corps, et changer la température du corps
plus froid va changer la vitesse de
refroidissement (et donc la température)
du corps plus chaud"
Evidemment ! Tout corps rayonne à sa température ; le transfert de chaleur NET va du chaud vers le froid en
rayonnement thermique infrarouge aussi; s'il s'agit de corps solides en contact, on a la loi de Fourier de la
conductivité thermique, ce que supposait Fourier dans son mémoire de 1824 qui supposait peut-être un éther solide.
Augmenter la température de l'air et surtout la quantité de vapeur d'eau augmente l'altitude zréférence , diminue la
pression Preférence donc augmente Tsurface puisque Psurface est en gros constant vers 1013 mbar.
Voir aussi sur Vénus: en surface Psurface =92 atmosphères, Préférence =0,1 et Tréférence =230 K; ça donne 735 K en

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surface. Même si le solaire qui arrive en surface y est, dit-on, de 30 W/m², le rayonnement infrarouge thermique de
corps noir de la surface de Vénus, 17 kW/m², est certainement contrebalancé par un presque égal rayonnement de
l'air vers la surface sinon la surface perdrait des kW/m² et serait très très froide pas à 460°C!
"changer la vitesse de refroidissement (et
donc la température) du corps plus
chaud"
là l'argumentation de Dr Roy Spencer est très inexacte et incorrecte
l'idée d'un refroidissement radiatif de la SURFACE est incorrecte et trompeuse; le refroidissement se fait par
évaporation (72% de la surface du globe en océans et mers et lacs) et 15% en surfaces végétales avec une bonne
évapotranspiration et, accessoirement, par convection turbulente de la couche limite (les premières centaines de
mètres)
3. Le CO2 ne peut être responsable du
réchauffement parce que le CO2 émet des
IR aussi vite qu’il en absorbe
Non. Quand une molécule de CO2 absorbe un photon
infrarouge, le parcours moyen dans l’atmosphère est si
court que la molécule transmet de l’énergie aux
molécules environnantes avant qu’elle ne puisse (en
moyenne) émettre un photon infrarouge dans son état
temporairement excité. Il est également important de
préciser que la vitesse à laquelle une molécule de CO2
absorbe des IR est pratiquement indépendante de la
température, mais la vitesse à laquelle il émet des IR
augmente fortement avec la température. Il n’est pas
nécessaire qu’une couche d’air émette autant d’IR
qu’elle en absorbe… en fait, en général, les taux
d’émission et d’absorption IR sont très loin d’être
égaux.
Dr Roy Spencer a raison
Les collisions entre molécules assurent la thermalisation complète jusque vers 50 km ou 60 km d'altitude.
L'excitation des molécules d'un gaz-trace dépend des collisions qui sont plus fréquentes et plus énergiques quand le
gaz est plus chaud (voir la loi de Maxwell de la distribution des vitesses en fonction de la température). Pratiquement
aucune molécule en dessous de 60 km ne ré-emet après avoir absorbé un photon; elle émet après des millions de
collisions.
Nota : On trouve souvent une formulation trompeuse "une molécule de CO2 absorbe un photon et en émet un moitié
du temps vers la surface moitié du temps vers le haut" pour justifier la "vitre de la serre" qui émet moitié vers le haut
moitié vers le bas. La vitre de la serre est une ânerie car le flux infrarouge thermique de l'air vers la surface est égal
au flux de la surface absorbé par l'air et n'en est pas la moitié! Sur Vénus on aurait 16 kW/m² et 8 kW/m² ... la
surface de Vénus serait très très froide car perdant 8 kW/m²....
4. Le CO2 refroidit / ne réchauffe pas
l’atmosphère
Il y a une confusion permanente dans le vocabulaire entre
* faire varier la température (qui ici est un effet de la pression et de la gravitation)
** apporter de la chaleur en bilan NET
La fraude et les âneries prospèrent grâce à ces ambigüités trompeuses.
Le CO2 absorbe seulement 1% ou 2% du rayonnement de la surface car il est en proportion uniforme dans l'air alors
que la vapeur d'eau est "collée" à la surface; mais comme déjà rabâché le bilan NET est nul entre l'air et la surface.
Le CO2 rayonne vers le cosmos à 220 K depuis le bas de la stratosphère entre 600 cm-1 et 720 cm-1 (de l'ordre de 17
W/m²) alors que la vapeur d'eau, vers 255 K rayonne sur tout le spectre de 10 cm-1 à 2000 cm-1 et donc rayonne vers
le cosmos au moins dix fois plus que le CO2. On a là un refroidissement radiatif de l'atmosphère en haut de l'air
Le CO2 stratosphérique assure disons 20/240 = (1/12)ème du refroidissement de la couche de référence, la surface
(1/10) ème (via la fenêtre de la vapeur d'eau) et la vapeur les (10/12) ème.
Dans la stratosphère le CO2 fait les (2/3) du rayonnement vers le cosmos et l'ozone (1/3); le CO2 y est donc
"refroidissant" alors que l'ozone assure le gros du "chauffage" en absorbant les UV solaires; le CO2 "au dessus de la
vapeur d'eau" absorbe l'infrarouge solaire fortement vers 4,3 µm et très peu à 2,7 µm pour quelques W/m².
La référence à une planète sans atmosphère (la Lune) sert souvent de leurre: la température du sol de la Lune va de

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+115°C sous le soleil à -200°C sur la face non éclairée.
5. L’ajout de CO2 dans l’atmosphère n’a
aucun effet car l’atmosphère est déjà
100% opaque dans les bandes
d’absorption du CO2
commentaire Dr Roy Spencer: Tout
d’abord, non, elle ne l’est pas, et c’est en
raison de l’élargissement des bandes
d’absorption dû à la pression.
Sur le bord de la fenêtre de la vapeur d'eau il peut y avoir des fréquences optiques vers 750 cm-1 où l'épaisseur
optique de la vapeur d'eau et des nuages est moindre que 1 ou 2 et où l'épaisseur optique du CO2 est entre 0,2 et 1: là,
et là seulement, le supplément d'absorption du rayonnement de la surface par l'air par doublement de la teneur du
CO2 est non nul et est de l'ordre de 0,8 W/m² (exemple du profil de référence "moyennes latitudes été" MLS).
Il n'y a donc pas de saturation de l'absorption par l'air du rayonnement de la surface, mais le supplément
d'absorption rapporté au rayonnement de la surface est de l'ordre de deux millièmes: 0,8 W/m²/ 375 W/m²=
0,2% (deux pour mille)
5. (suite) Deuxièmement, même si
l’atmosphère était 100 % opaque, cela
n’aurait pas d’importance.
Comme au supplément d'absorption de l'air correspond un supplément de rayonnement vers la surface, on a 0,8 W/m²
qui ne partent plus vers le cosmos et 0,8W/m² de plus rayonnés par l'air vers la surface; mais la surface se refroidit
essentiellement par évaporation à en gros +6 W/m²/°C là où l'évaporation est de 100 W/m² (1200 mm d'eau); le flux
infrarouge de l'air reçu par la surface autour de 15 µm est absorbé par un micron d'eau liquide; au prix d'un
réchauffement de la surface de 0,1°C ou 0,2°C le minime supplément d'évaporation alimente la condensation à
quelques dizaines ou milliers de kilomètres et, par là, le rayonnement du globe vers le cosmos. Ce qui n'est plus
rayonné en un point l'est un peu plus loin.
Et de plus les +0,8W/m² sont en fait +0,4 W/m² (toujours en moyenne sur 24 h) parce que le doublement des ppm de
CO2 augmente l'absorption de l'infrarouge solaire à 2,7 µm et à 4,3 µm d'environ 0,8 W/m² (soleil à 53° de distance
zénithale ou 37° d'élévation.au dessus de l'horizon) ; l'infrarouge reçu par la surface est donc augmenté de seulement
0,8-0,4 = 0,4 W/m²
La localisation du rayonnement de ces 0,4 W/m² vers le cosmos est modifiée par le doublement des teneurs en
CO2 mais pour un millième de sa valeur car 0,4 W/.m² (changement) /240 W//m² (valeur moyenne)= 0,001 7)
mais le rayonnement total du globe reste inchangé. Et ce millième échappent à toute mesure.
6. La température dans la basse
atmosphère est due au gradient de
température adiabatique
Non, le gradient adiabatique décrit comment la
température d’une parcelle d’air change par la
compression/expansion adiabatique lorsqu’elle
baisse/augmente d’altitude. Ainsi, cela peut
expliquer comment les températures changent au
cours de renversements convectifs, mais pas ce
qu’est la température absolue. Expliquer la
température absolue de l’air est une question de
budget énergétique
Le gradient dT/dz =- g/(Cp+ Ch) n'est certainement pas adiabatique parce qu'il contient un terme Ch qui traduit le
chauffage par le haut en altitude
Par contre le gradient "diabatique" décrit parfaitement l'effet de la gravitation que Dr Roy Spencer ne
mentionne pas explicitement non plus que le chauffage par le haut
La relation T/Tréférence = (P/Préférence)R/(Cp+ Ch) contient Tréférence qui résume le rayonnement du globe vers le cosmos qui
varie un peu entre l'équateur et les pôles mais bien moins que Préférence (voir cartographie du rayonnement du globe
vu du satellite)
Vous ne pouvez pas écrire une équation basée
sur la physique pour obtenir la température
moyenne à n’importe quelle altitude sans
utiliser de budget énergétique Expliquer la
Pour chaque couche de quelques km de l'air de la troposphère on a un bilan
solaire absorbé + condensation = rayonnement vers le cosmos par venant au cosmos (non absorbé par une couche au
dessus)