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N°5 - Si le réchauffement climatique est vu de l’espace - niv 2

N°5 - Si le réchauffement climatique est vu de l’espace - niv 2

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



Supposons dans un premier temps que le réchauffement est « vu » de l’espace et que la hausse de 0,5 [°C] au sol s’est intégralement répercutée « à la périphérie » de la planète (ce qui suppose que la « résistance thermique » de l’atmosphère n’a pas varié).

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Calculons dans ces conditions la puissance supplémentaire qui serait rejetée vers l’espace du fait de l’augmentation de l’écart de température entre la « surface extérieure » de la planète ( montée de –19 à –18,5 [°C]) et l’univers stable (à –270 [°C]).


Question

Q1: Sachant,
  • que le flux échangé entre la planète et l’espace était de 235,05 [W/m²] avant le réchauffement climatique pour une température de « surface extérieure » de la planète de – 19 [°C] et un univers 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]

  • que la surface de la terre est de 5,10 x 1014 [m²]
Déterminez quelle puissance thermique supplémentaire serait évacuée de la planète si sa température de « surface extérieure » passait de –19 à – 18,5 [°C].

9,5 x 1014 [W], soit 63 fois plus que la puissance supplémentaire de 1,5 x 1013 [W] que la planète doit évacuer du fait de notre activité.

 

Explication :
                    Flux = k x (T14- T24)
     Avec : T1 et T2    exprimés en degrés Kelvin
T1 = -19 [°C] Exprimé en Kelvin , T1 = – 19 + 273 = 254 [K]
T2 = -18,5 [°C] Exprimé en Kelvin , T2 = – 18,5 + 273 = 254,5 [K]
Appelons X le flux recherché en [W/m²].
On peut écrire :
235,05 = k x (2544 – 34)
X = k x (254,54 – 34)


En négligeant 34, on peut écrire :


Soit X = 236,9 [W/m²]

Soit pour la planète dont la surface est de 5,1 x 1014 [m²], une hausse de la dissipation vers l’espace de :
(236,9 – 235,05) x 5,1 x 1014 = 9,5 x 1014 [W]

Soit 63 fois plus que la puissance supplémentaire de 1,5 x 1013 [W] que la planète doit évacuer du fait de notre activité.


Si le réchauffement climatique actuel est « vu » de l’espace, la puissance supplémentaire évacuée est de plus de 60 fois supérieure à celle correspondant à l’activité humaine.

Dans ces conditions, la montée en température constatée ne serait pas uniquement due à l’énergie que nous consommons, mais à une variation de la puissance solaire absorbée. Cette augmentation correspondrait à une puissance trop importante pour être seulement expliquée par une variation de l’activité du soleil. Cela supposerait alors une modification sensible du coefficient d’absorption de la planète.

Ce scénario serait de loin le plus inquiétant, car la réserve de « chauffe » en provenance du soleil est sans commune mesure avec ce que nous pouvons et pourrons dégager du fait de notre activité.