L'inférence statistique et la rupture de symétrie

AlainLyon

Titre initial : "Question con sur l'inférence statistique et la rupture de symétrie."

Le bouleversement en cours sur l'ensemble de la planète ne peut être nié par tout observateur sérieux.
L'explication journalistique est-elle l'introduction massive de dioxyde de carbone depuis l'usage de la machine à vapeur qui piège le rayonnement solaire dans l'atmosphère.
L'explication journalistique d'une atmosphère chargée de CO2 qui piège les rayonnements de la Terre  vers l'espace mais pas de l'espace vers la Terre (sic) ne résulterait-elle pas d'une inférence statistique entre les données climatiques à plusieurs  variables et les rejets croissants de la masse de CO2 dans l'atmosphère qui ferait figure de fonction d'entropie ?

gerard0

Tu as tout dit dans le titre !
Et parler de "L'explication journalistique" est caractéristique !

"Les cons, ça ose tout, c'est même à ça qu'on les reconnaît".

Manifestement, tu t'ennuies en ce moment, aucun message sérieux, rien que des c...

Héhéhé

Je conseille cette vidéo pour bien comprendre ce qui se passe: 

Bibix

C'est Arrhenius qui a inféré le lien entre gaz à effet de serre et réchauffement de la Terre mais il s'est vite fait rembarré par Angström car l'absorption du CO2 dans l'atmosphère est saturé et donc les variations de concentration de CO2 n'y changent rien. Depuis, on sait que c'est un peu plus compliqué mais en tout cas, dans les archives, on trouve que Angström disait que c'était une inférence. Cela devait être assez basique vu l'époque.

AlainLyon

@Héhéhé Je dois vraiment être très con car je ne comprends rien au forçage radiatif, lequel est une rupture de symétrie, dans le cadre de modèles particulaires, lesquels valident la mécanique quantique !

Dom

Il y a les invitations à des dîners mais il y a aussi la possibilité d’être mis sur orbite. 

https://youtu.be/c0S3ni0BVGg?si=ncE91rQWRZssW9Dt

AlainLyon

@Dom Supposons une particule, au hasard un photon, qui traverse l'atmosphère terrestre, en quoi son sens de circulation 

(de l'espace vers le sol terrestre, ou du sol terrestre vers l'espace) va-t-il influer sur une atmosphère terrestre contenant du CO2 "excité". 

La vidéo de @Héhéhé semble dire que le sens de circulation de la particule est important !

i.zitoussi

Ce n'est pas le sens de circulation qui est important, mais la fréquence du rayonnement. Il se trouve que le rayonnement entrant (du point de vue de la Terre, donc celui émis par le soleil) a une haute fréquence, et que la Terre réémet, mais surtout dans les basses fréquences. Et il se trouve aussi que l'atmosphère est encombrée de particules qui absorbent (et réémettent) les rayonnements dans des plages qui intersectent le spectre terrestre mais pas le spectre solaire.  Donc le rayonnement entrant n'est pas affecté, et le rayonnement sortant l'est, mais la cause n'a rien à voir avec le sens de propagation...

Merci à Héhéhé pour le lien vers la vidéo. Première fois que je vois quelqu'un essayer d'expliquer le bilan énergétique de la Terre de façon à la fois détaillée et pas trop compliquée sans être simpliste.

Ceci dit, j'aurais bien aimé que la vidéo s'attarde un peu plus, et donne plus de détails, sur la dépendance de la température (et donc de l'altitude) dans les processus d'absorption / émission par les particules de CO2 et CH4 (car si j'ai bien compris, sans cette dépendance, il n'y aurait pas d'effet de serre).

AlainLyon

@i.zitoussi Mais en quoi intervient le taux de CO2 dans l'atmosphère dans ton explication?

i.zitoussi

"Mon explication" est un recraché de ce que j'ai vu et entendu dans cette vidéo, donc ce n'est pas mon explication. Ensuite, la partie que j'ai paraphrasée est on ne peut plus claire dans la vidéo, donc je ne vois pas du tout pourquoi tu continues de nous parler, même après avoir vu la vidéo, d'une soit-disant symétrie qui n'existe pas. Le Soleil est un corps chaud qui émet dans une certaine partie du spectre, et la Terre est un corps plus froid qui émet dans une autre partie du spectre, il n'y a pas de symétrie. Si déjà tu ne comprends pas ça, ou ne veux pas le comprendre, il me semble difficile de continuer.

Pour ma part je n'ai pas très bien compris la suite de cette vidéo et j'aurais aimé que ce soit un peu mieux détaillé.

philou22

Le spectre de la lumière du soleil qui arrive sur Terre est à peu près celui d’un corps noir à 6000K. Le spectre de la lumière émise par le sol est à peu près celui d’un corps noir à 287K. C’est pour cela que le phénomène n’est pas symétrique. Peu d’infrarouge arrive du soleil mais beaucoup en repart de Terre. Les gaz à effet de serre ont une forte absorption dans l’infrarouge. L’augmentation du taux de dioxyde de carbone atmosphérique est largement dû à un siècle d’exploitation pétrolière. En effet, la biosphère est naturellement très isolée du sous-sol géologique et l’extraction pétrolière déséquilibre la répartition du carbone entre ces systèmes naturellement quasiment isolés. Il a fallu des millénaires pour que la quantité de carbone sortie du sous sol ces cent dernières années y entre.

AlainLyon

@i.zitoussi @philou22 Vous parlez ici de deux corps noirs : le soleil et la Terre. Mais où interviennent l'eau ou le dioxyde de carbone de l'atmosphère terrestre dans la rupture de symétrie : je constate que la vidéo en fait deux impasses! Si le GIEC serine à longueur d'antenne que les rôles du CO2 et du NH4 sont fondamentaux il doit y avoir une cause bien plus profonde qu'une coïncidence de dates constatée entre le début de l'usage de la machine à vapeur et le décollage des courbes de températures des relevés météo : est-ce de cela dont voulait parler maladroitement Claude Allègre dans son livre "l'imposture climatique"?

Bibix

Le dioxyde de carbone absorbe à mort dans des longueurs d'ondes très chargées en énergie du rayonnement du Soleil. Par symétrie, les molécules de ce gaz émettent aussi dans ces longueurs d'onde ce qui déséquilibre le bilan énergétique de la Terre par effet de serre si jamais on en augmente la concentration dans l'atmosphère. Au départ, on a vu une corrélation puis on a inféré un lien puis on a établi une causalité physique. Que te faut-il de plus pour admettre cette vérité indiscutable ?

philou22

@AlainLyon L’asymétrie est la différence de spectre entre la lumière qui vient du soleil vers la Terre (dont le centre est proche du jaune visible) et le spectre rayonné par la Terre vers l’espace (dont le centre est dans l’infrarouge). Les liaisons des molécules de GES de l’atmosphère, absorbent des IR qui viennent du bas. En se désexcitant ces liaisons émettent un rayonnement IR dans une direction aléatoire donc parfois vers le sol. C’est ce qu’on appelle l’effet de serre. Un quasi doublement du taux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère augmente suffisamment cet effet pour légèrement augmenter la température moyenne sur Terre. Une cause évidente du quasi doublement du taux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère est l’introduction de fossiles carbonés isolés de longue date dans la biosphère à des fins de consommation énergétique. Cela représente 2 litres par humain et par jour actuellement de sorte à fournir 80% de l’énergie utilisée mondialement. À 7 milliards d’humains cela fait vite (en un siècle) beaucoup.

gerard0

Bonjour.
De toutes façons, Alainlyon ne vient pas ici pour comprendre, seulement pour critiquer. Sans connaître, évidemment.
Cordialement.

AlainLyon

@Bibix Le $CO_2$ absorbe le rayonnement à haute énergie donc à haute fréquence d'après la relation de Planck, écris-tu. Donc la surface de la Terre devrait refroidir puisqu'elle reçoit moins d'énergie du soleil.

Or sa température augmente! Puisque le permafrost fond, les glaciers reculent et les hivers sont moins froids!

YvesM

Bonjour,
La molécule de dioxyde de carbone, par sa structure atomique, ses rotations et vibrations, absorbent le rayonnement infrarouge (de faible énergie et de longue longueur d’onde) de la Terre vers le cosmos, et le ré-émets dans toutes les directions, y compris vers la Terre. Cette molécule n’absorbe pas le rayonnement ultraviolet (de forte énergie et de courte longueur d’onde) du Soleil vers la Terre. 
Un modèle simpliste de l’effet de serre est que la température atmosphérique résulte de l’équilibre énergétique entre le rayonnement solaire $S$ et le rayonnement terrestre $L(1-k CO2)$ qui décroît avec la concentration en dioxyde de carbone $CO2$ comme expliqué plus haut. Le rayonnement terrestre $L=\varepsilon \sigma T^4$ est donné par la loi du corps noir et $\varepsilon$ est l’émissivité de la Terre. On obtient alors $\displaystyle T=\Big({S\over \varepsilon \sigma (1-k CO2)} \Big)^{1/4}.$
On peut même s’amuser à des applications numériques : $\varepsilon =0,06$ dans des unités idoines et $k=0,015$ dans des unités idoines lorsque la concentration $CO2$ est en ppm. 

AlainLyon

@YvesM Je ne comprends pas ce que peut être une température de valeur complexe, ce qui se produit si $kCO2>1$!

YvesM

Bonjour,
Avec $k=0,015$ et $CO2$ la concentration en gaz carbonique, donc inférieure à $1$, de quoi parles-tu ? 

Bibix

@AlainLyon le rayonnement du Soleil n'est pas équiréparti donc les rayonnements avec le plus d'énergie ne sont pas les hautes fréquences. Désolé, je n'avais lu que la question de la fin de ton message et j'avais déjà répondu à cette question, d'où ma réponse tardive.

AlainLyon

@YvesM Le fonction qui donne la température est singulière puisque si (1-kCO2)<0 sa racine quatrième est un nombre complexe. Posé autrement que représente k? Son domaine de valeurs physiques autorise-t-il kCO2>1? Si oui, quel est le sens d'une température complexe?

philou22

@AlainLyon Il s’agit d’un modèle quantitatif simple dont le domaine de validité est limité… Comme pour le pendule simple où $\sin \theta$ est remplacé par $\theta$. Il semblerait que tu aies des doutes sur les explications similaires données par plusieurs d’entre nous. Le doute est au cœur de la démarche scientifique donc c’est tout à fait louable. Cependant pourrais-tu faire l’effort d’analyser nos explications et de préciser le ou les points qui te semblent douteux. Sauf bien sûr si tu fais semblant de ne pas comprendre, alors c’est une autre histoire !

AlainLyon

@philou Mes doutes, c'est que les IA ne doutent pas! 

Voici une traduction par une IA du résumé d'un article de Nature

Accélération ubiquitaire au Groenland calcaire de 1985 à 2022.

Presque tous les glaciers du Groenland se sont amincis ou reculés au cours des dernières décennies 11,2,33,4, ce qui a conduit à une accélération des glaciers, à une augmentation des taux d'élévation du niveau de la mer et des impacts climatiques autour du globe 55,66,7,88,9. Pour comprendre comment le recul de fond de tête a affecté l'équilibre de la masse de glace du Groenland, nous combinons 236 328 observations dérivées manuellement et dérivées de l'IA des positions terminus des glaciers collectées entre 1985 et 2022 et générons un masque de résolution de 120 m définissant l'étendue des cales glaciaires chaque mois pendant près de quatre décennies. Ici, nous montrons que, depuis 1985, la calotte glaciaire du Groenland (GrIS) a perdu 5 091 x 72 km2 de zone, ce qui correspond à 1 034 x 120 Gt de glace perdus pour se retirer. Nos résultats indiquent qu'en négligeant le recul de la période de vêlage, les estimations consensuelles actuelles du bilan de masse de la calotte glaciaire 4ont sous-estimé les récentes pertes massives de plus de 20 % du Groenland. La perte de masse dont nous sommes au courant a eu un impact direct minime sur le niveau mondial de la mer, mais elle est suffisante pour affecter la circulation des océans et la distribution d'énergie thermique dans le monde 10,11,12. Sur les délais saisonniers, le Groenland perd 193 x 25 km2 (63 x 6 Gt) de glace pour se retirer chaque année, d'une durée maximale en mai, au minimum entre septembre et octobre. Nous constatons que le recul multidécennaux est fortement corrélé à l'ampleur de l'avance saisonnière et du recul de chaque glacier, ce qui signifie que la variabilité du position en expression sur les échelles de temps saisonnières peut servir d'indicateur de sensibilité glaciaire au changement climatique à plus long terme.

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YvesM

Bonjour,
La concentration en $CO2$ est un nombre réel entre $0$ : pas de gaz dioxyde de carbone dans l’atmosphère et $1$ : une atmosphère composée exclusivement de gaz de dioxyde de carbone. 

Le rayonnement terrestre vers le cosmos est $L$ quand $CO2=0$ et $1-k$ quand $CO2=1$ avec $0<k<1.$ Une atmosphère de gaz carbonique ne retient pas tout le rayonnement terrestre mais seulement une partie.

AlainLyon

Quelqu'un a -t-il des références sur les principes de la thermique : convection, conduction, radiation en lien avec la mécanique quantique car il m'apparait que c'est nécessaire pour assimiler les principes paradoxaux des gaz à effet de serre!