« Fr-fr adulte carte 15 forçage radiatif » : différence entre les versions

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<br>Le forçage radiatif est la mesure du déséquilibre entre l'énergie qui arrive

<br>chaque seconde sur terre et celle qui repart. Il vaut 3,8 W/m2 (Watt par m2)

<br>pour l’effet de serre et - 1 W/m2 pour les aérosols, soit 2,8 W/m2 en tout.

<ref>[https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/WG1AR5_all_final.pdf#page=715 Figure 8.18, rapport 5 groupe de travail 1] </ref>

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L'effet de serre ({{CO2}} + Other WMGHG (autres GES) + Trop {{O3}} (ozone troposphérique)) représente un forçage positif de <math> 3,8 W/m^2 </math> . Il est donc dans la partie supérieure du graphique.

Le graphe secondaire de droite représente le forçage radiatif sur deux siècles et demi (historique et projections). Dans le 6e rapport du GIEC, le forçage radiatif vaut <math> 2.8 W/m^2 </math>. Les valeurs du forçage en 2100 ont donné leur nom aux 5 scénarios du GIEC (SSP1-1.9 ; SSP1-2.6 ; SSP2-4.5 ; SSP3-7.0 ; SSP4-8.5). On retrouve les couleurs de ces scénarios dans les graphiques des cartes n°5, 11, 15, 21, 22 et 24.

*Pour expliquer cette carte, on peut reprendre la métaphore de la carte \"Effet de serre\". D'un coté, la couverture autour de la Terre s'épaissit, c'est l'effet de serre, donc on accumule en énergie. D'un autre coté, la pièce se refroidit, ce sont les aérosols, on perds en énergie. Que se passe-il ? Faut il plus chaud ou moins chaud sous la couette ? Le forçage radiatif est simplement la mesure de l'impact des deux. On voit que l'effet de serre est plus important, donc dans l'ensemble, l’énergie s'accumule sous la couette.

*Le nom de la carte peut faire peur, mais il manifeste simplement un rayonnement qui a été modifié. Renommer cette carte permet de la simplifier. On pourrait l'appeler \"Rayonnement modifié par l'homme sur la Terre\" ou \"Rayonnement forcé\"

[[Fichier:Figure 7-2.jpg|néant|vignette|Représentation schématique des flux énergétique avec et sans l'influence des nuages.<ref>[https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_Chapter_07.pdf Figure 7.2 du Chapitre 7 du 6è rapport du GIEC.]</ref>]]

Attention : on a simplifié la définition à des fins pédagogiques. Une définition rigoureuse serait la suivante : \"Le forçage radiatif est la mesure du déséquilibre entre l'énergie qui arrive chaque seconde sur Terre et celle qui repartirait si la température était restée fixe depuis 1750\".

Comme la température de la terre a augmenté entre temps, le delta entre les échanges de chaleur instantanés a diminué. De la même façon, en 2050, dans le scénario SSP1-2.6, le forçage sera de <math> 2,6 W/m^2 </math>, mais la température se sera stabilisée, ce qui veut dire que le delta entre l'énergie entrante et sortant sera nul.  

* La carte n°15 laisse croire qu’il arrive <math> 2.8 W/m^2 </math> d’énergie de plus qu’il n’en sort, à chaque instant. Il n’en est rien ! Cette définition est celle du « bilan radiatif » et sa valeur est presque nulle : il entre autant d’énergie qu’il n’en sort (ou alors <math> 1 W/m^2 </math> maximum pour prendre en compte le temps de mise à l’équilibre à cause du réchauffement). Dans le rapport du GIEC, le forçage radiatif est le déséquilibre de flux d’énergie qui existerait si on avait interdit à la surface de la Terre (ou des océans) de se réchauffer par rapport aux valeurs qui existaient en 1750. Mais la surface de la Terre s’est réchauffée (d’environ 1°C) et le « bilan radiatif », à ne pas confondre avec le forçage radiatif, est presque nul. La légende de la figure 8.18 page 699 du 5è rapport du GIEC, au verso de la carte n°15, doit se comprendre comme le flux d’énergie qui ne serait pas restituée à l’espace si la surface de la Terre étaient restée bloquée à sa température de 1750. Comme le bilan radiatif est nul, ce flux d’énergie, appelé « forçage radiatif », est celui qui a réchauffé la Terre.

*Il existe une manière simple et graphique d'expliquer le forçage radiatif en reprenant l'image de la carte [[Fr-fr_adulte_carte_13_effet_de_serre_additionnel|effet de serre]]. Notons les flèches de la carte de 1 à 4 (1 pour réflexion, 2 pour insolation, 3 pour infrarouge, et 4 pour la flèche effet de serre). Rajoutons aussi une valeur 5 qui est la quantité d'énergie émise par rayonnement infrarouge à la surface de la Terre. Tout d'abord, il faut dire que chaque corps chaud émet un rayonnement. Plus le corps est chaud, plus il rayonne et renvoie de l'énergie. La quantité d'énergie qui arrive sur terre vaut 2-1. La quantité d'énergie qui sort de la Terre est 3. La quantité d'énergie émise par la terre en rayonnement infrarouge est 5. En 1750, ce qui rentrait valait ce qui sortait, donc 2-1 = 3. On est à l'équilibre. L'effet de serre s'amplifiant, la flèche 4 grossit. C'est la contribution de <math> 2.8 W/m^2 </math>. D'une autre coté, les aérosols augmente la taille de la flèche 1. C'est le <math> -1 </math> car c'est de la quantité d'énergie qui n'arrive pas sur Terre.

{| class=\"wikitable\"

| rowspan=\"3\" |Recep

| E<sub>Soleil</sub>

|E<sub>Refl</sub>

|E<sub>Surf</sub>

| rowspan=\"3\" |Emis

|E<sub>EmisSurf</sub>

|E<sub>Serre</sub>

|E<sub>Espace</sub>

| rowspan=\"2\" |Total

|E<sub>Rechau</sub>  

|E<sub>Refroi</sub>

Les valeurs presentés dans le tableau en <math> W/m^2 </math> sont les suivantes :  

*E<sub>Soleil</sub> : l'énergie émise par le soleil qui arrive a la Terre

*E<sub>Refl</sub> : l'énergie renvoyé du soleil dans l'espace

* E<sub>Surf</sub> : l'énergie qui arrive a la surface de la Terre

*E<sub>EmisSurf</sub> : l'énergie émise par la surface de la Terre

*E<sub>Serre</sub> : l'énergie qui reste sur Terre a cause de l'effet de serre

*E<sub>Espace</sub> : l'énergie qui repart dans l'espace

*E<sub>Rechau</sub> : l'énergie qui réchauffe la Terre

*E<sub>Refroi</sub> : l'énergie qui refroidit la Terre

On a donc E<sub>Rechau</sub> = E<sub>Surf</sub> + E<sub>Serre</sub>, et E<sub>Refroi</sub> = E<sub>EmisSurf</sub>.

Le bilan radiatif actuel est E<sub>Rechau2020</sub> - E<sub>Refroi2020</sub> qui vaut donc  <math> 0.3 W/m^2 </math>,\tet le forçage radiatif vaut E<sub>Rechau2020</sub> - E<sub>Refroi1750</sub> qui vaut donc  <math> 2.3 W/m^2 </math>.

*Aer – Rad Int. [Aerosols – Radiation Interaction] : Interaction Aérosols-Rayonnement. C’est l’interaction des aérosols avec les rayons du soleil. En clair, c’est l’effet occultant. Ils empêchent les rayons du soleil d’arriver au sol. On dit aussi que c’est leur effet direct.<ref>[https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/WG1AR5_SummaryVolume_FINAL_FRENCH.pdf#page=209 Définition de l'interaction  aérosols-rayonnement, glossaire du rapport 5, groupe de travail 1]</ref>

*Aer – Cld Int. [Aerosols – Clouds Interaction] : Intéraction Aérosols-Nuage. Les aérosols sont un noyaux de condensation des nuages qui permet leur fabrication. <ref>[https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/WG1AR5_SummaryVolume_FINAL_FRENCH.pdf#page=209 Définition de l'interaction aérosols-nuages, glossaire du rapport 5, groupe de travail 1]</ref> C’est l’effet indirect des aérosols.

<br>Les RCP permettent d'estimer des concentrations de gaz à effet de serre et d'aérosols qui peuvent être convertis de manière approximative en <math> W/m^2</math>. Les équations approximatives qui permettent de faire cela existent pour le {{CO2}} (en log) le {{CH4}} (quadratique) etc. Le forçage n'est pas prescrit aux modèles de climat, on leur impose soit une évolution des concentrations (quand ils ne représentent pas le cycle du carbone) soit une évolution des émissions (dans ce cas ils calculent aussi les rétroactions du cycle du carbone). Le forçage est le résultat du calcul du code radiatif atmosphérique propre à chaque modèle qui n'est pas un calcul parfait (raie par raie) mais simplifié (bande par bande).

<references />