Sommaire :

10.1. Généralités
10.2. Le CO2 tout seul
  10.2.1. Impact sur le rayonnement solaire
  10.2.2. Impact sur le rayonnement infra-rouge thermique « en haut du CO2 »
  10.2.3. Impact sur le rayonnement infra-rouge « en bas du CO2 », de l’air vers la surface
  10.2.4. Impact sur le rayonnement dans la Fenêtre atmosphérique
  10.2.5. Au global
10.3. Incidence de la vapeur d’eau : la controverse
10.4. A la surface du sol
  10.4.1. Impact sur l’évaporation
  10.4.2. Impact sur le rayonnement direct par la fenêtre atmosphérique
  10.4.3. Par convection
  10.4.4. Bilan à la surface terrestre
10.5. En haut de la vapeur d’eau
  10.5.1. Hypothèse simplificatrice : haute atmosphère saturée en humidité
  10.5.2. La réalité de la vapeur d’eau : l’humidité relative décroît en fonction de l’altitude
  10.5.3. … et même au delà, dans le temps
10.6. Résumé

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  1. Concernant le par. 4 il serait peut-être bon d’ajouter une petite explication. Dans certaines bandes de longueurs d’onde, le CO2 a une absorption très faible, et une augmentation de la teneur en CO2 ne changera pas cette absorption de façon notable.
    Dans d’autres bandes de longueurs d’onde, l’absorption par le CO2 est déjà tellement forte que rien ne passe, donc ajouter du CO2 n’y changera rien non plus. L’ajout de CO2 dans l’atmosphère ne fera un changement que dans les zones spectrales ou l’absorption est moyenne, donc en pratique seulement sur les bords des bandes d’absorption, donc sur une partie très restreinte du spectre.

    En d’autres termes, appelons x le coefficient d’absorption avec la concentration actuelle de CO2. Si nous doublons la concentration en CO2, l’absorption sera le carré. Si x=0 (absorption totale) ou si x=1 (absorption nulle) le doublement du CO2 ne changera rien. En revanche, si par exemple x=0,5 (50% d’absorption), en doublant la concentration de CO2 le coeff de transmission sera porté au carré donc l’absorption sera de 75%.

    L’augmentation du CO2 ne joue donc maintenant qu’à la marge, sur les bordures des bandes d’absorption existantes.

    1. @ Jean Louchet :

      Sur le fond, je suis d’accord avec votre commentaire, mais je préfère raisonner en altitude d’émission et épaisseur optique qu’en coefficient d’absorption.

      Le coefficient d’absorption passe assez brutalement de 0 à 1 à l’altitude où l’épaisseur optique devient inférieure à 1.

      … et c’est finalement cette altitude qui nous intéresse, puisque c’est elle qui détermine la température de rayonnement.

      S’agissant du CO2, un doublement n’intéresse significativement, en altitude de rayonnement, que les deux petits ergots latéraux de sa bande d’absorption (à l’épaisseur optique de 1). Et donc on peut en déduire la différence de température de rayonnement, ce qu’on ne peut pas faire si on raisonne en coefficient d’absorption.

      Mais j’essaierai d’améliorer mon explication lors d’une prochaine révision.

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