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N°6 - Si le réchauffement climatique n’est pas vu de l’espace - niv 2

N°6 - Si le réchauffement climatique n’est pas vu de l’espace - niv 2

En formation de niveau 5 à 4 (CAP à Bac), on n'étudiera pas ce dossier.



Supposons que le réchauffement en cours n‘est pas « vu » de l’espace et que la hausse de 0,5 [K] au sol n’a pas été constatée en terme de rayonnements supplémentaires transmis vers l’espace.



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Calculons dans ces conditions à quelle température « périphérique » notre planète a néanmoins dû monter pour réussir à évacuer les 0,03 [W/m²] supplémentaires apportés par notre activité.

Question

Q1: Sachant,
  • que le flux échangé par la planète avec l’espace avant le réchauffement climatique est de 235,05 [W/m²] pour une température de « surface extérieure » de – 19 [°C] et un espace à - 270 [°C],
  • que le flux échangé par rayonnement est de type: Flux = k x (T14- T24)
         Avec :
              Flux : Puissance échangée par rayonnement en [W]
              T1    : température du corps le plus chaud en [K]
              T2    : température du corps le moins chaud en [K]
              k      : coefficient de proportionnalité en [W/K4]
Déterminez à quelle température « de surface extérieure » la terre doit monter pour évacuer 235,08 [W/m²].

- 18,992 [°C] soit une hausse de température de 0,008 [K]

Explication :

Flux = k x (T14- T24)
Avec :
T1 et T2 exprimés en degrés Kelvin (voir dossier "Les températures en génie climatique")
T1 = -19 [°C] Exprimé en Kelvin , T1 = – 19 + 273 = 254 [K]
T2 = - 270 [°C]

Exprimé en Kelvin , T2 = – 270 + 273 = 3 [K]


Appelons X la température recherchée.

On peut écrire :
235,05 = k x (2544 - 34)
235,08 = k x (X4 - 34)

En négligeant 34, on peut écrire :

Soit X = 254,008 [K]

Pour évacuer 235,08 [W/m²] (au lieu de 235,05 [W/m²]), la température de « surface extérieure de la planète » doit passer de – 19 [°C] à – 18,992 [°C]… soit une hausse de température de 0,008 [K]



Une hausse minime de 0,008 [K] de la température de surface extérieure de la planète suffit donc pour évacuer les 1,5 x 1013 [W] supplémentaires actuellement produits par l’homme. Cette hausse infime permet de faire varier le flux émis vers l’espace de 235,05 [W/m²] à 235,08 [W/m²].

Si comme nous l’avons vu précédemment une puissance de 1,5 x 1013 [W] peut suffire pour réchauffer la terre « en surface » de 0,5 [K], cela n’est possible que si cette augmentation de température n’est pas vue de l’espace.

Dans ces conditions, l’augmentation de l’écart de température entre le sol et la « périphérie » de l’atmosphère ne pourrait s’expliquer que par une augmentation de sa « résistance thermique » selon la définition qu’on lui donne dans le secteur du bâtiment.

Si le forçage solaire du siècle dernier, de plusieurs dizaines de fois plus important que notre activité actuelle n’a entraîné que quelques dixièmes de degré de hausse de la température, c’est que sans variation des caractéristiques thermiques de l’atmosphère, cette hausse de température à la surface de la terre s’est intégralement répercutée à sa « périphérie ».


Si le réchauffement climatique n’est pas vu de l’espace, l’élévation de température due à notre activité n’aurait du être que de 0,008 [K]…
A nouveau, il nous faut constater que la conséquence de notre production est (en terme de réchauffement) 60 fois supérieure à ce qu'elle aurait du être.