@Max31
 

Vous êtes déjà en train d’écrire que la température augmente, c’est un bon début !

Ben oui, nous sommes dans une époque interglaciaire. La température augmente depuis environ 10 000 à des vitesses variables, parfois avec des périodes plus froides.
 
 

Mais alors pourquoi le CO2 retient la chaleur ? Car c’est un gaz qui absorbe le rayonnement infrarouge émis par la Terre (réchauffé par le soleil, rayonnement visible) et qui est renvoyé vers l’atmosphère.

Je suis d’accord avec cela. Le CO₂ retient la chaleur. Pas comme les nuages qui réfléchissent le rayonnement thermique de la terre et le renvoient vers le bas (effet de serre proprement dit) mais par un autre mécanisme qu’on ne devrait pas appeler l’effet de serre et que je vais expliquer.

La molécule de CO₂ possède deux modes de vibration transversale et deux modes de vibration longitudinale. Les deux modes de vibration transversale ont la même fréquence ; des deux modes de vibration longitudinale, un seul peut être excité par la lumière. Cela nous fait deux fréquences de résonance.

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La molécule de CO₂ ne présentant pas de dipôle électrique permanent, elle ne peut être mise en rotation directement par le champ électrique oscillant de la lumière, contrairement à la molécule d’eau dans un four à micro ondes. Cependant, quand elle est mise en vibration, elle présente un dipôle électrique et peut être mise en rotation par la lumière. On parle de couplage vibration-rotation.

L’effet de ces couplages vibration-rotation et d’autres phénomènes tels que l’effet Doppler font que les deux raies d’absorption des modes de vibration se fondent en une bande de fréquence. C’est uniquement les rayonnements infra rouges dont les fréquences se situent dans cette bande qui sont absorbés.

Lorsqu’une molécule a absorbé un photon infrarouge, elle possède un supplément d’énergie. On dit qu’elle se trouve dans un état excité. La molécule peut se désexciter de deux façons : soit en réémettant un photon infrarouge, soit en cédant son supplément d’énergie sous forme cinétique lors d’une collision entre deux molécules.

Aux pressions et températures qui règnent dans la basse atmosphère terrestre, chaque molécule subit tellement de collisions que les molécules excitées n’ont pas le temps de réémette un photon. Elles se désexcitent par le canal cinétique. Cela signifie que le rayonnement thermique de la terre n’est pas renvoyé vers le bas comme dans un effet de serre, mais que son énergie se retrouve dans l’énergie cinétique des molécules de l’air. En d’autres termes, l’air se réchauffe dans la région où le CO₂ a absorbé du rayonnement thermique.

C’est en ce sens que le CO₂ retient la chaleur.

Mais le CO₂ ne peut retenir plus de chaleur qu’il n’en reçoit. Aux conditions actuelles, le CO₂ absorbe déjà la totalité du rayonnement thermique de la terre sur une épaisseur d’atmosphère de 10 m. Ajoutez du CO₂, et la même totalité du rayonnement thermique sera absorbée, tout simplement sur une épaisseur plus faible. La quantité totale d’énergie radiative convertie en chaleur sera la même et il n’y aura pas de réchauffement.

Le CO₂ retient bien la chaleur, mais son effet est saturé.

Au début du carbonifère, la température était tiède malgré un taux de CO₂ atmosphérique entre 2 et 3 fois celui du XIXe siècle.