FAITS ET MENSONGES SUR LE CLIMAT

par Rudo de Ruijter

Préliminaire 

Ces dernières années les Nations Unies ont alerté l'opinion publique sur les dangers du CO2. Cependant, nous entendons de plus en plus souvent dire que le CO2 ne peut pas être le responsable du réchauffement climatique global.  

Alors, où est la vérité dans tout cela ?  

Pour le savoir j'ai réuni tous les éléments dont on sait qu'ils influencent le climat. Nous pouvons distinguer deux facteurs principaux :  

1° Les variations de distances entre la terre et le soleil et les variations de l'axe de la terre. Ils sont le résultat de la trajectoire des planètes autour du soleil. Ils peuvent être calculés avec précision, de même que les variations de la radiation de soleil sur terre qui en résultent.  

2° Les variations de l'activité solaire et leurs répercussions sur les processus dans l'atmosphère. Ces changements sont beaucoup moins faciles à prédire. Entre d'autres processus je décrirai la vaporisation et la condensation. H2O, sous ses formes de vapeur, des gouttelettes et des cristaux de glace a 25 fois plus d'impact sur le réchauffement global que le CO2.  L'histoire du CO2, et en particulier le rôle joué par les Nations Unies en favorisant la panique pour leCO2, est couverte dans la troisième partie : CO2, panique, affirmations et fraude...  

Introduction 

Pour autant qu'on sache avec nos connaissances encore limitées, la terre est la seule planète dans l'univers où la vie existe. Cette vie a probablement commencé grâce aux acides aminés qui ont été libérés pendant la frappe des météorites, quand la terre avait environ un milliard d'années. Et parce que le rayonnement du soleil augmente avec le temps, dans deux milliards d'années il fera tellement chaud sur terre, que la vie aura probablement disparu. En attendant, faisons au mieux. 

Les derniers milliards d'années ont été caractérisées par un nombre de périodes glaciaires. C'étaient des périodes des dix à des centaines de millions d'années, où des couches de glace de centaines de mètres d'épaisseur ont couvert de grandes parties des continents. En outre, les continents ont voyagé de la région du pôle sud aux positions que nous connaissons maintenant.  Dans la période glaciaire la plus récente, il y a 18.000 ans, les couches glaciaires allaient du pôle nord jusque sur le Canada, sur la Scandinavie et sur la moitié de la Hollande. Les changements de climat ont toujours existé, certains sont prévisibles, d'autres non. 

Première partie : L'horloge de la terre et du soleil 

La terre fait partie d'une horloge passionnante avec plusieurs mouvements qui influencent la radiation. La distance entre la terre et le soleil varie et l'axe de la terre bouge. En 1938, un astronome serbe,  Milutin Milankovitch, a publié une explication.

 La rotation de la terre autour de son axe

La terre fait un tour complet autour de son axe en 24 heures. Cela cause l'alternance du jour et de la nuit avec le réchauffement et le refroidissement quotidien

L'orbite de la terre au tour du soleil

En un an la terre accomplit son orbite autour du soleil. En raison de la position inclinée de l'axe de la terre, les deux hémisphères (du nord et du sud) reçoivent tour à tour la plupart les rayons directs du soleil.  

Dans les pays qui utilisent la division européenne en quatre saisons, l'année est divisée dans des saisons astronomiques par quatre points sur l'orbite terrestre. Ces points, à leur tour, sont fixés par le voyage apparent du soleil par le ciel au cours de l'année. Quand le soleil se lève directement dans l'est et se couche directement dans l'ouest, il marque le début du printemps (mars) et le début de l'automne (septembre). À ces points, partout sur terre, le jour et la nuit ont une longueur égale. Le début du printemps sur l'hémisphère nord est le début de l'automne sur l'hémisphère sud. Nos antipodes font tout à l'envers.

Au point de l'orbite où le soleil de midi est au point le plus haut qu'il puisse atteindre dans l'année, nous avons le début de l'été et de la plus longue journée de l'année sur cet hémisphère. Au point de l'orbite où le soleil de midi est au point le plus bas qu'il puisse atteindre au cours de l'année, nous avons le dé but de l'hiver et le jour le plus court.

Sur l'hémisphère nord les saisons astronomiques commencent :   Printemps : environ 21 mars Été :   environ 21 juin Automne :   environ 21 septembre Hiver :        environ 21 décembre 

Dans certains pays, comme l'Australie, le premier jour de ces mois est considéré comme début de la nouvelle saison. Beaucoup de météorologistes emploient cette même division. Cependant, dans la plupart des pays du monde, les gens n'emploient pas ces quatre saisons. L'hiver ne vient jamais aux tropiques. Dans la plupart des pays, les saisons s'accordent avec des étapes de croissance végétative ou avec le début et la fin de la saison des pluies. Les Japonais ont sept saisons. 

Les points de départ du printemps, de l'été, de l'automne et de l'hiver ne divisent pas l'année dans quatre parts égales. Ceci a la cause suivante. L'orbite autour du soleil n'est pas un cercle. Elle l'aurait été, si la terre était la seule planète autour du soleil. Mais en raison des forces d'attraction de, en particulier, Jupiter et Saturne, la trajectoire n'est pas ronde, mais elliptique. (Dans les schémas la forme elliptique a été considérablement exagérée!) Dans cette ellipse le soleil est à un foyer. (L'autre foyer est vide.) Pendant une moitié de l'année la distance entre la terre et le soleil diminue tout le temps, et pendant l'autre  moitié de l'année elle augmente. Ces demi-années ne coïncident pas avec les saisons. 

Le jour où la terre est la plus proche du soleil c'est le 4 janvier. Ce point sur l'orbite s'appelle le périhélie (peri=près, helion=soleil). Le 4 juillet la terre est au plus loin du soleil. Ce point s'appelle l'aphélie. En l'an 2000, le 4 janvier, la terre était à 147.102.782 kilomètres du soleil et le 4 juin à 152.102.294 kilomètres (=3.4% plus). En raison de cette différence l'irradiance du soleil est 6.7 % plus intense le 3 janvier que le 4 juillet. (L'intensité varie inversement avec le carré de la distance.).  Sur l'hémisphère sud c'est l'été, lorsque la terre vient le plus près du soleil le 3 janvier. Cela signifie une chaleur supplémentaire, pendant les longues journées d'été. 

Puisque la terre approche le soleil pendant une moitié d'année et s'éloigne de celui-ci pendant d'autre moitié, la vitesse de la terre sur l'orbite n'est pas constante. La vitesse augmente quand la terre s'approche du soleil et diminue lorsqu'elle s'en éloigne. 

Selon l'astronome Kepler : « La ligne entre une planète et le soleil balaye des secteurs de surface égale pendant des intervalles égaux. » Ceci signifie que sur la part de l'orbite, où la terre est la plus proche du soleil, la vitesse est la plus haute. C'est pourquoi sur l'hémisphère nord la période automnehiver est quelques jours plus courte que la période printemps-été.  

Le point où la terre est la plus proche du soleil est maintenant le 3 janvier. Cependant, ce point se déplace presqu'imperceptiblement. Chaque 58 années c'est un jour plus tard. (Donc le 4 janvier en 2069.) Ceci est provoqué par deux mouvements: l'axe de la terre vacille et l'orbite se déplace autour du soleil. Mais avant que nous passions à ces mouvements, jetons un coup d'œil sur l'influence de la lune.  

Le centre Bary 

La trajectoire de la terre autour du soleil, mentionnée ci-dessus, n'est pas une trajectoire elliptique pure. Ceci est provoqué par la lune, qui tourne autour de la terre (en 27,3 jours). La terre et la lune forment un genre d'unité sur leur trajectoire annuelle autour du soleil. Nous disons que la lune tourne autour de la terre. Il est plus juste de dire, que les deux tournent autour d'un point où elles se maintiennent en équilibre, le centre Bary, leur point de gravité commun. Ce point est situé quelque part entre le centre de la terre et le centre de la lune. Si la terre et la lune avaient eu la même masse, ce point aurait été à mi-chemin. Mais parce que la masse de la terre est 83,3 fois plus grande que celle de la lune, ce point est beaucoup plus proche du centre de la terre, à 4671 kilomètres de lui, c'est-à-dire de 1707 kilomètres audessous de la surface de la terre. C'est la distance moyenne. La distance entre la terre et la lune varie de 14% au cours d'un mois.   

C'est le centre Bary de la lune et de la terre, qui suit la trajectoire elliptique au tour du soleil. Puisque le centre Bary est à l'intérieur de la terre, la terre restera néanmoins toujours sur l'orbite, mais la plus grande partie de la terre bougera d'un côté vers l'autre tous les 14 jours, comme un contrepoids de la lune. A la pleine lune, lorsque le soleil, la terre et la lune sont plus ou moins alignés, le centre de la terre est à environ 4600 km à l'intérieur de l'orbite. A la nouvelle lune, il est à environ 4600 km à l'extérieur.  

L'axe vacille et l'orbite se déplace 

L'axe de la terre vacille. La prolongation de l'axe forme un entonnoir en 25.800 ans. En ce moment l'axe pointe vers l'étoile polaire, en 12.000 ans vers Vega. En conséquence, les points où le pôle nord et le pôle sud sont à distance égale du soleil (le début du printemps et de l'automne) se déplacent le long de l'ellipse. En même temps, le plus long axe de l'ellipse fait un tour de 360o en 112.000 ans, comme l'aiguille d'une montre avec le soleil comme point central.

La combinaison de ces deux mouvements fait, que le point sur l'orbite avec la distance la plus courte au soleil (maintenant le 3 janvier) se décale d'un jour en 58 années et fait un voyage complet autour du calendrier en 23.000 ans. Dans les mois avant et après le 3 janvier, sur l'hémisphère nord, nous profitons un peu de l'intensité plus forte de l'irradiation du soleil. Mais, parce que ce rayonnement supplémentaire se produit pendant les jours d'hiver courts et l'hiver est également traversé plus rapidement, cet avantage ne compense pas l'inconvénient des étés relativement longs avec moins de rayonnement. Au total, pendant l'année, sur  l'hémisphère nord, nous avons moins de rayonnement. Mais, pour compenser cela, dans 11.000 ans nos descendants auront des étés plus chauds et s'en plaindront.  

L'inclinaison de l'axe terrestre varie  L'inclination de l'axe terrestre varie aussi. En cycles de 41.000 ans, sa position va de 21.5o à 24.5o et vice versa. Aujourd'hui elle est 23.5o et en cours vers une position plus raide. Plus la position est raide, plus le rayonnement se maintient concentré sur l'équateur au cours de l'année.    

L'excentricité de l'orbite varie   Finalement, la forme de l'ellipse varie en 413.000 ans d'un cercle à une ellipse et vice versa. Le plus long axe (la distance entre le périhélie et l'aphélie) reste identique. Au moment où il atteint sa forme la plus elliptique, les différences dans le rayonnement au cours des années sont les plus grandes. Alors, au point avec la distance la plus courte il y a de 23 % plus de rayonnement par rapport au point avec la plus longue distance. (Comme dit précédemment, cette différence de rayonnement est 6.7 % maintenant.) Puisque la plus longue distance ne change pas, l'orbite de la terre, quand elle devient plus circulaire au cours de 206.500 ans, devient plus grande. Le cycle d'une année ne change pas. Ainsi c'est la vitesse moyenne de la terre qui devient plus grande lorsque l'orbite devient plus circulaire. Et quand l'orbite est circulaire, il n'y a plus aucune différence de distance qui cause des différences dans le rayonnement. La vitesse de la terre sur son orbite ne varie pas et les saisons sont de longueur égale.  Les scientifiques peuvent retrouver, en particulier, les cycles plus longs, qui apparaissent par la combinaison de ces mouvements, dans l'histoire des périodes glaciaires. Il est clair, qu'à long terme ces mouvements ont une influence importante sur le climat. Selon le professeur Tyson, en ce moment la terre avance depuis 20.000 ans dans une période de réchauffement de 50.000 ans.  

Deuxième partie : L'activité du soleil  Variations dans l'activité du soleil   En 1843 Samuel Heinrich Schwabe a découvert un cycle d'environ onze ans dans l'activité du soleil. Le nombre de taches solaires est une indication de cette activité. Plus il y a de taches sur sa surface, plus le soleil est active. Depuis 1978 l'activité est mesurée par des satellites. Des quarante premières années de ces mesures nous savons, notamment, que l'énergie moyenne au-dessus de l'atmosphère est de 1366 watts par m2, et augmente et diminue de 0.5 watt au cours de ces onze années.  L'observation des taches solaires a commencé seulement après l'invention du télescope en 1605. En 1611, Galilée et d'autres ont dessiné des cartes précises des taches solaires aux moments spécifiques. Une observation quotidienne a commencé en 1849. En 1894 Edouard Maunder s'est étonné, que les cartes de l'ère de Galilée avaient à peine des taches solaires, comparées à ses propres observations. Ce n'est qu'en 1976 que le travail de Maunder est devenu mieux connu. La conclusion a été tirée, qu'une diminution de l'activité solaire avait provoqué la Petite Ère Glaciaire. C'est la période entre 1430 et 1850, où une diminution des températures moyennes avait été notée. Entre 1600 et 1700 les températures moyennes étaient de 2 degrés au-dessous de la normale. Ce n'est peut-être pas aussi froid que le nom Petite Ère Glaciaire suggère.   Depuis 1979 l'histoire de l'activité solaire peut être tracée en comptant les isotopes cosmogéniques, comme le Carbone-14, le Béryllium-10 et le Chlorine-36. Ces isotopes sont produits dans l'atmosphère, quand les rayonnements heurtent les molécules atmosphériques. Le nombre produit varie avec l'activité solaire. En les comptant dans des sédiments, dans des noyaux de matériel organique et dans la glace, les scientifiques arrivent à reconstruire l'histoire de l'activité solaire. Aujourd'hui, les scientifiques ont une reconstruction depuis 9.000 ans avant JC.

 Le rayonnement dont nous avons parlé jusqu'ici, c'est le rayonnement du soleil sur l'atmosphère terrestre. Ce rayonnement, en fait, peut être considéré comme nom collectif pour l'énergie qui se déplace dans différentes longueurs d'onde. Plus le point d'origine est chaud, plus le rayonnement est concentré dans des longueurs d'onde plus courtes. Plus le point d'origine est froid, plus le rayonnement est concentré dans des longueurs d'onde plus longues.  Le soleil émet la plupart de son rayonnement dans les longueurs d'onde autour de la lumière visible (0.38 - 0.75 micromètre) avec un pic dans la partie vert-jaune. Cependant, le spectre entier des longueurs d'onde est beaucoup plus grand que le graphique du pic de rayonnement suggère. De courts à longs, nous pouvons les grouper dans les rayons gamma (y), les rayons Röntgen (x), les rayons ultra-violets (UV), la lumière visible, l'infrarouge, les micro-ondes, et les ondes radio. En particulier les ondes très courtes de moins de 320 nanomètres (0.000320 millimètre) sont dangereuses. C'est-à-dire, une partie des rayons UV, et tous les rayons X et Y.  

Des molécules qui se divisent  Ces ondes extrêmement courtes ont tellement l'énergie, que lorsqu'elles sont absorbées par des molécules d'oxygène (O2), ces dernières éclatent en deux atomes (O).  Dans le haut de l'atmosphère, au-dessus de 200 kilomètres, il y a tellement de rayonnement d’on- des extrêmement courtes, que des molécules entières de l'oxygène peuvent à peine être trouvées.  Ici le rayonnement fait ioniser les atomes d'oxygène isolés. L'atome absorbe ce rayonnement et émet alors un ou plusieurs électrons.  

L'augmentation de l'énergie cinétique est mesurée comme augmentation de la température.  

En s'approchant de la terre, de plus en plus d'ions positifs et négatifs se rencontrent et forment de nouveau des molécules d'oxygène. À chaque collision du rayonnement dangereux est absorbé. Par la concentration plus élevée des atomes et des molécules plus près de la terre, ce processus se répète de plus en plus vite, jusqu'à ce que, à environ 80 kilomètres au-dessus de la surface, le rayonnement avec les longueurs d'onde les plus courtes ait presque disparu.   L'ozone   Puis, il reste encore des ondes très courtes, en particulier dans la partie ultra-violette, par exemple entre 220 et 330 nanomètres, qui ont encore suffisamment d'énergie pour frapper des molécules de l'oxygène en deux. Les molécules de l'oxygène (O2) sont alors divisées en deux atomes d'oxygène (O). Quand ces atomes libres se heurtent contre des molécules d'oxygène, ils forment une nouvelle molécule, l'ozone (O3). L'ozone est très instable et dès qu'un autre atome d'oxygène libre s'y heurte, il ne forme pas O4, mais deux molécules d'oxygène (O2) normales. Ainsi, l'ozone est décomposé aussi facilement qu'il est créé. 

La formation de l'ozone a lieu, en particulier, audessous d'une altitude de 80 kilomètres. Entre 20 et 30 kilomètres d'altitude la densité de l'air est assez grande pour y trouver une plus grande concentration d'ozone. Nous l'appelons la couche d'ozone. Ne vous faites pas trop d'illusions : la concentration moyenne de l'ozone dans l'atmosphère est seulement 3 molécules sur 1 million de molécules d'air et dans la couche d'ozone c'est 9 molécules sur 1 million.   Néanmoins, si vous superposez toutes les molécules d'ozone dans l'atmosphère, vous obtenez une couche de quelques millimètres d'épaisseur. Cela est juste assez pour nous protéger contre les rayons UV avec des longueurs d'onde entre 240 et 320 nanomètres. Sur les rayons avec des longueurs d'onde entre 290 et 320 nanomètres nous savons qu'ils causent le cancer de peau.   L'importance de la couche d'ozone est publiquement connue seulement depuis 1971, en relation avec un projet pour construire une flotte d'avions supersoniques. Ils voleraient beaucoup plus près de la couche d'ozone, où la résistance de l'air est inférieure. Selon des scientifiques l'émission de l'hydroxyde (OH-) causerait la destruction de la couche d'ozone. En 1974 on a découvert l'influence des chlorofluorocarbones (CFC). Au siècle dernier ils ont été employés de plus en plus massivement dans les réfrigérateurs, les climatiseurs, les vaporisateurs sous pression et le nettoyage industriel. Il s'est avéré que le CFC se décompose par le rayonnement UV. De ceci surgissent des atomes de chlore, qui sont les catalyseurs puissants. Un simple atome de chlore peut détruire des dizaines de milliers de molécules d'ozone l'une après l'autre.  Le projet pour les avions supersoniques a été arrêté et des CFC ont été interdits. Cette interdiction a seulement commencé en 1987. En raison des intérêts des industries elle n'est entré en vigueur que très lentement. Quelques produits de remplacement se sont avérés nocifs pour l'ozone aussi. De nos jours l'interdiction a toujours beaucoup d'exceptions. Depuis 1956 des mesures de la concentration d'ozone ont été faites à partir de la terre en Antarctique. Depuis le milieu des années 60 des observations continues sont faites en plusieurs endroits autour du monde. Depuis 1978 elles ont également faites par satellite.  L'ozone semble être rare au-dessus de l'Antarctique. Ici en 1981 un trou temporaire est apparu, un secteur avec une concentration d'ozone fortement réduite. Ce phénomène se répète tous les ans entre août et décembre. Trois ans après, le petit trou était devenu de la taille du continent antarctique entier. 

Depuis 1985 des publications paraissent à ce sujet, qui reçoivent une attention mondiale. En 1998 le trou avait grandi jusque deux fois la taille de l'Antarctique. En 2008, après quelques hauts et bas, la taille était redevenue comme celle de 1998. Entre 1970 et 1995 la concentration du chlore dans l'atmosphère a triplé. Depuis, elle s'est stabilisée à ce niveau.  Selon des scientifiques de l'Inspection Antarctique Britannique (British Antarctic Survey), le trou apparaît au-dessus de l'Antarctique en raison du fait qu'ici, pendant la nuit polaire, les températures dans la stratosphère (c'est-à-dire, entre 10 et 80 kilomètres d'altitude) descendent à -80o Celsius. À ces températures les cristaux de glace accélèrent les réactions chimiques.   Lors de certaines éruptions volcaniques des cendres très fines sont poussées jusqu'à 20 kilomètres d'altitude, comme à celles de l'EL Chichòn au Mexique en 1982 et du Pinatubo sur les Philippines en 1991. Ces cendres reflètent une partie du rayonnement solaire entrant, mais elles sont également réchauffées par le rayonnement d'ondes longues, venant aussi bien de la surface de la terre, comme de l'atmosphère et comme du soleil. Ceci mène à un réchauffement de la stratosphère (+ 4o C). Les CFC réagissent chimiquement avec les cendres sulfureuses, accélérant la décomposition de l'ozone. Au bout de quelques années les cendres ont disparu de la stratosphère. C'est pourquoi l'influence de telles éruptions volcaniques est considérée comme provisoire.

 

Pour ce qui est du chlore et d'autres composants chimiques, cela prendra un bon moment, avant qu'ils aient disparu de la stratosphère. A cette altitude il n'y a pas de pluie qui les ramènerait à la surface terrestre.  Le trou dans la couche d'ozone couvre maintenant régulièrement l'Australie et la Nouvelle Zélande. Ici nous trouvons le pourcentage du cancer de peau le plus élevé dans le monde. Au-dessus du reste du monde, l'épaisseur de la couche d'ozone varie. L'Europe aussi, a souvent un rayonnement UV dangereux. À la télé Belge, dans les prévisions météorologiques, ils avertissent quand le rayonnement UV est élevé. Par contre, aux Pays Bas ils n'avertissent pratiquement jamais. Au milieu des années quatre-vingt-dix, un jour je leur ai demandé pourquoi. Confidentiellement ils m'ont indiqué qu'ils n'avaient pas le droit. Apparemment il y a des intérêts plus importants que la santé publique.  

Peut-être il est utile d'insister sur le fait, que l'ozone ne concerne que la protection contre une partie minuscule du spectre de rayonnement électromagnétique. Tous les ans, nous produisons des millions de tonnes de produits chimiques et la plupart d'entre eux mènent à un changement de la composition de notre atmosphère. Sans cesse de nouveaux produits chimiques sont inventés. Les intérêts commerciaux sont élevés et, de nos jours, la plupart des scientifiques sont payés par des entreprises. Déjà depuis 40 ans, on n'entend plus beaucoup parler des dangers des produits chimiques dans l'atmosphère.  

Radiation qui n'atteint pas la surface D'après des  mesures réalisées d'une part par des satellites, d'une part depuis la surface de la terre, il s'avère que des parts importantes du spectre de rayonnement sont arrêtées par notre atmosphère.   

Longueurs d'onde stoppées par l'atmosphère. 1 m = 1.000 millimètre = 1.000.000 micromètre = 1.000.000.000 nanomètre

Ceci garde également beaucoup de chaleur en dehors. En particulier à des centaines de kilomètres d'altitude, où les ondes extrêmement courtes se heurtent aux molécules et atomes, les températures peuvent atteindre 1500o Celsius. Plus près de la surface, il y a des couches d'air avec beaucoup moins d'activité, comme entre 11 et 20 kilomètres d'altitude, où la température est le plus souvent -40o Celsius.   

Les 10 kilomètres inférieurs (33.000 pieds)  La majeure partie de l'air est concentrée en dessous de 10 kilomètres d'altitude; c'est la troposphère. Ici nous trouvons nos conditions atmosphériques bien connues avec du vent, des nuages et de la précipitation. La marque de 10 kilomètres est simplement une moyenne approximative. La troposphère se lève à environ 17 kilomètres dans les tropiques, et à environ 7 kilomètres ou moins aux pôles. Des nuages cirrus se trouvent souvent au-dessus de 10 kilomètres et le dessus des cumulonimbus peut atteindre une altitude de 20 kilomètres ou même plus.   Régulièrement plus de la moitié de la terre est couvert par des nuages. Les nuages reflètent une partie du rayonnement, absorbent une partie et laissent passer une partie. En règle générale, plus un nuage est épais, plus il reflète.    

En théorie les nuages ne devraient pouvoir absorber que 20% du rayonnement entrant. Dans la pratique, il s'avère que cela peut être le double. La différence vient des particules de poussière minuscules dans les nuages.   Les nuages absorbent à la fois la radiation des ondes courtes et longues du soleil et la radiation des ondes longues de la terre. Cette énergie radiante est transformée en énergie cinétique et résulte dans une augmentation de la température du nuage. À leur tour, les nuages émettent de l'énergie en grandes ondes.

De toute la radiation qui atteint la troposphère, environ la moitié atteint la surface terrestre. Selon le type de surface, plus ou moins de cette radiation est reflétée. Sur la neige fraîche c'est 90 %, sur l'eau cela varie de 8 à 100 % selon que le soleil est droit audessus ou près de l'horizon. Le sable sec du désert reflète environ 37 %, alors que la forêt tropicale ne reflète que13%. L'asphalte reflète le moins: environ 4 %. En moyenne environ 30 % de toute la radiation sur la surface terrestre serait reflétée.

Pas toute la radiation reflétée ne disparaît dans l'espace. Ici aussi, des gouttelettes d'eau, de la vapeur d'eau et d'autres molécules absorbent une partie de cette radiation et la transforment en chaleur. La plus grande partie de la chaleur serait produite dans le ciel. Les nuages ont normalement un effet modérateur sur la production de chaleur, en raison de la réflexion. Ils ont également un effet modérateur sur le transfert de chaleur vers l'espace. Quand il est nuageux la nuit, la surface terrestre perd moins de chaleur.

Radiation moyenne: 340 Watt/m2

Ci-dessus j'ai mentionné que la radiation au-dessus de l'atmosphère est 1366 kilowatts par mètre carré. Ceci est mesuré dans la section transversale du faisceau. Sur la surface, cette radiation est distribuée sur une sphère. 

La formule pour calculer la surface de la section est Pi*r2. La formule pour la surface d'une sphère est 4* Pi*r2. Ainsi, l'énergie qui vient par la section transversale du faisceau est distribuée, au cours de 24 heures, sur une surface qui est quatre fois aussi grande. Cela veut dire, que la radiation moyenne qui peut atteindre la surface lest ¼ de 1366 kW/m2. Le plus souvent ceci est arrondi à 340 kW/m2. 

Bien que ces 1366 kW/m2 soient souvent mentionnés comme une constante, ce nombre varie avec la distance entre la terre et le soleil et avec l'activité solaire. Nous avons également vu, que par exemple

La quantité de radiation maximale par jour varie avec la longueur du jour et la position entre l'équateur et les pôles.  Dans le graphique vous pouvez voir, qu'au pôle nord, autour du 21 juin, plus de rayonnement frappe la surface en 24 heures qu'à l'équateur.   

Rayonnement diffus ou « squattering  Par des gouttelettes d'eau, les cristaux de glace, le pollen, la poussière, la fumée et d'autres particules, une partie du rayonnement est diffusée. La quantité de diffusion dépend de la distance que le faisceau voyage par l'atmosphère et la quantité de poussière, de particules et de gouttelettes d'eau dans le ciel. Ainsi, le rayonnement total qui atteint un endroit particulier consiste en partie de rayonnement direct (avec la formation d'ombres), et en partie de rayonnement diffus. 

L'albédo 

[Illustration Wiki-commons]   L'albédo (littéralement « blancheur ") est le degré auquel une surface reflète la lumière du soleil. Plus une surface est blanche et polie, plus elle reflète. La neige et la glace reflètent presque toute la lumière, et c'est pourquoi il ne fait pas chaud facilement aux pôles. De cette façon, la calotte glaciaire sur le Groenland existe depuis plus de 12.000 ans.  

L'albédo de la plupart des surfaces varie avec les longueurs d'onde. C'est pourquoi elles ont de la couleur (les longueurs d'onde de la lumière réfléchie), quand elles réfléchissent la lumière visible. Bien que nous ne puissions pas le voir, cela se produit également avec les rayons infrarouges.   Le mot albédo est également employé pour la réflexion moyenne d'un objet. Parfois il est exprimé en pourcentage comparé à une surface avec une réflexion idéale (albédo géométrique) et d'autres fois comme pourcentage comparé au rayonnement entrant (albédo capté). Selon Kaufmann la terre a un albédo géométrique de 39 %. Selon de Pater & Lissauer l'albédo géométrique est 36.7 % et l'albédo capté 29 %.  Cette réflexion dépend fortement de la nébulosité et peut varier jusqu'à 5% au cours d'une journée.  L'albédo joue un grand rôle dans des théories de changements climatiques d'aujourd'hui, j'y reviendrai dans « CO2, panique, affirmations et fraude... » 

Absorption et émission  Le rayonnement qui reste réchauffe finalement la surface terrestre (terre et mer). Trois quarts de la surface se composent de mers ou sont humides. Et de toute l'énergie, absorbée par l'atmosphère, 68% est absorbé par l'eau dans une de ses phases (glace, eau liquide, vapeur d'eau.).  L'eau est une excellente substance pour l'absorption de chaleur. Quand le soleil est droit au-dessus de la surface, l'eau de mer reflète seulement 2%. Pour réchauffer 1 gramme de l'eau d'un degré Celsius 1 calorie (Joule 4,1813 Joule) de chaleur est exigée. C'est plusieurs fois plus que pour d'autres substances. Par exemple cinq fois autant que pour le sable, le béton, l'asphalte, le verre ou le granit. Pour l'exprimer autrement, pour réchauffer de 1o, l'eau absorbe beaucoup plus de chaleur qu'une autre substance.   Par ailleurs, la plupart des eaux sont très transparentes et les faisceaux peuvent pénétrer profondément. De l'eau extrêmement claire, comme « le Courant Noir » près du Japon, laisse pénétrer encore 10% de la lumière du soleil à une profondeur de 90 mètres. Au contraire, les mers dans des régions côtières sont souvent agitées et peuvent arrêter la lumière en moins de deux mètres. Dans ce cas, la lumière du soleil est transformée en chaleur très près de la surface. 

Le courant de Kuroshio, en japonais kuroshio (黒潮?, « courant noir »), anciennement orthographié kuroshiwo, est le second plus grand courant marin au monde, après le Gulf Stream. Il débute dans l'ouest de l'océan Pacifique au large de la côte orientale de Taïwan et se dirige vers les eaux au nord-est du Japon où il fusionne avec la dérive orientale du courant du Pacifique nord. Il a un rôle analogue à celui du Gulf Stream dans l'océan Atlantique, transportant des eaux chaudes tropicales vers le Nord et les régions polaires. Son nom fait allusion à la couleur bleu sombre de ses eaux. Il est aussi appelé courant du Japon (日本海流, Nihon kairyū?). La branche du courant dans la mer du Japon est appelée courant de Tsushima (対馬海流, Tsushima kairyū?) du nom du détroit de Tsushima. Les eaux chaudes du courant de Kuroshio permettent l'existence des récifs coralliens du Japon, les récifs de corail les plus septentrionaux au monde. 

Toutes les substances ont leur propre spectre d'absorption. Ce sont les longueurs d'onde qu'elles peuvent absorber. Les rayons qui n'ont pas la longueur d'onde appropriée passent à côté ou à travers ces substances (comme les ondes radio passent à travers nous). Le rayonnement absorbé est transformé en vibrations, qui peuvent être mesurées comme une augmentation de la température. Chaque substance émet de la chaleur. La quantité de chaleur émise (par unité de temps et unité de surface) dépend de la température et augmente avec la 4ème puissance de la température, quand vous l'exprimez en degrés Kelvin. (0o Kelvin = -273,15o Celsius.) Cela veut dire, par exemple, qu'une surface à 30o Celsius émet 42% plus de chaleur qu'à 0o Celsius. L'émission a lieu dans la gamme infrarouge. Comme règle général on peut dire, que plus la température est basse, plus la longueur d'onde est longue.  

Transport de chaleur   La majorité de la chaleur est produite où le soleil est droit au-dessus de la surface. C'est donc toujours quelque part entre les latitudes 23,5o nord et 23,5o sud. Par des courants d'air et d'eau beaucoup de cette chaleur est répartie sur la terre. Selon l'Institut Max Planck 50% de ce transfert de chaleur se fait par des courants dans les océans. Selon UCAR, un établissement aux USA, la plus grande partie serait transportée par l'air. Sur l'hémisphère nord 78 % du transfert se ferait via l'air sur l'hémisphère sud 92 %. Le montant total de la chaleur transportée est comparable à la production de cinq millions de centrales électriques de 1000 mégawatts chacune.

Circulations d'air  Le principe du déplacement de l'air est basé sur le fait, que l'air, quand il devient plus chaud, augmente en volume et devient ainsi plus léger. À la surface de la terre nous mesurons alors une plus basse pression. Lorsque de l'air plus frais arrive d'ailleurs, il arrive le long de la surface et l'air plus léger se lèvera. Plus haut cet air montant est comprimé. Il s'écoulera pardessus de l'air moins chaud. 

Dans un schéma idéalisé souvent montré, il y a trois zones sur chaque hémisphère. Le long de la surface, on trouve des courants d'air de 30 degrés vers l'équateur et également de 30 degrés vers 60 degrés. Un autre courant va des pôles vers 60 degrés. Dans le haut de la troposphère l'air retourne à la latitude d'où il est venu. Pendant que l'air court d'une latitude vers l'autre, la terre tourne en dessous. Pour un observateur au sol le vent semble dévier. Ceci s'appelle l'effet de Coriolis.  

Ceci est juste un vieux modèle théorique qui pourrait type de surface. Bien entendu, la réalité est tout autre. Il y a des collines et des montagnes qui dévient les vents. Il y a des différences dans le réchauffement de la surface, des déserts, des forêts et des villes. Il y a de nombreux vents, qui se produisent dans convenir pour un globe joliment poli et avec un même des circonstances spécifiques, comme le Chinook dans les Montagnes Rocheuses, le Zonda dans les Andes argentins, le Gibli en Libye, le Mistral et la Tramontane dans les sud de la France, et le toujours mystérieux EL Niño dans le Pacifique.  

Aujourd'hui nous avons des images satellites et des ordinateurs alimentés avec des données des stations météorologiques autour du monde. À partir des conditions atmosphériques passées nous pouvons calculer des moyennes et établir des modèles beaucoup plus réalistes.

Vaporisation et condensation   Les courants d'air sont non seulement des transporteurs de la chaleur, mais également de toute l'eau douce, qui permet la vie sur terre. L'eau douce naît au-dessus des océans et des mers, quand l'eau se vaporise, laissant derrière la majeure partie du sel.   La vaporisation est le processus dans lequel l'eau change en gaz de la vapeur d'eau. Au niveau de la mer 1 litre d'eau devient plus de 1.300 litres de vapeur d'eau. Ainsi, un volume supplémentaire survient. La vapeur d'eau est plus légère que l'air. De l'air mélangé au vapeur d'eau se lève au contact avec de l'air sec. Plus l'air est chaud, plus il peut contenir du vapeur d'eau. À 0o Celsius c'est moins de 1 %, à 22o c'est 2 % et à 30o le pourcentage grimpe jusqu'à  3 %. Dans les forêts tropicales il peut grimper jusqu'à 10 %. Plus l'air est propre, plus ce pourcentage peut grimper.   La raison de ceci est que, pour condenser, la vapeur d'eau est très sensible à la présence de petites particules dans l'atmosphère pour se fixer dessus. Plus l'air est sale, plus la vapeur d'eau peut condenser facilement. (Dans la région  industrielle du Ruhr en Allemagne, vous avez les meilleures chances pour avoir de la pluie les jeudis, vendredis et samedis. Le dimanche l'air est de nouveau propre, et c'est bon pour « schönes Wetter ».) Lors de la condensation le volume supplémentaire disparaît. Quand les nuages se forment, et la vapeur d'eau mute en gouttelettes et en cristaux de glace minuscules, de grands courants d'air se développent vers la base du nuage.   Dans l'atmosphère l'eau existe dans toutes ses phases: comme vapeur d'eau invisible, comme gouttelettes et comme cristaux de glace. Dans l'air, le plus souvent, ces phases existent l'une à côté de l'autre et l'eau va continuellement d'une phase à l'autre. Une gouttelette minuscule n'existe généralement que quelques minutes, avant de retourner en vapeur d'eau.   Les transitions de glace en liquide et de liquide en vapeur demandent de l'énergie pour aller d'une structure plus solide vers une structure plus lâche. Ces transitions demandent beaucoup plus d'énergie que pour le réchauffement ordinaire.  1 gramme de glace de -10o Celsius exige  2,05 Joules pour le réchauffeur 1o.  1 gramme de glace de 0o Celsius exige 334 Joules pour le changer en eau de 0o Celsius. 

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