Contre les négationnistes de la réalité physique

5 juillet 202329 juin 2023 Rédaction Strategika Aucun commentaire climat, écologie, physique, science

Source : reseauinternational.net – 20 juin 2023 – Sébastien Renault

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Pour un réalisme atmosphérique contre-climatiste

C’est le retour de l’été, donc aussi celui de la chaleur estivale, donc aussi celui de la propagande de guerre anti-anthropique («l’homme, ce vilain parasite réchauffant qui ose produire et exhaler du gaz carbonique»), toujours plus débridée en cette période de l’année.

L’occasion d’anticiper un peu les discours alarmistes de routine en caisse de résonnance idéologique implacable – jusqu’au retour de la fraîcheur saisonnière post-estivale d’ici quelques mois –, en revenant une énième fois sur quelques fondamentaux clés d’une compréhension non-climatiste de la physique de système dynamique géo-atmosphérique. Lorsque l’on prend la peine de déchiffrer l’interminable jargon des fastidieuses publications régulièrement préconisées par les défenseurs du climatisme institutionnel, on s’aperçoit en effet que la physique sous-jacente se ramène presque exclusivement au problème de l’équilibre énergétique entre rayonnements solaires entrants et rayonnements thermiques sortants. Les esprits plus subtils gagnés au climatisme feront ressortir d’autres facteurs associés au paradigme radiatif de l’«effet de serre» (quoique l’effet de serre en tant que tel ne soit pas un mécanisme radiatif¹), en soulignant qu’il faut par ailleurs tenir compte, en plus du rayonnement thermique sortant, de l’absorption atmosphérique par les gaz à effet de serre (à commencer par le redouté CO₂), de la réflexion de la lumière solaire par les nuages et les aérosols, de l’albédo de surface… Certes, mais peut-on vraiment faire reposer tout le système climatique de la Terre sur l’équation de l’équilibre énergétique réchauffiste issue de la physique des transferts radiatifs et thermiques, et faire abstraction de la configuration thermodynamique générale de l’atmosphère, vraie charnière de la physique multifactorielle de notre écosystème fluidique géo-atmosphérique et de ses variables climatiques ? Nous ne le pensons pas ; et c’est la contestation de fond qui motive en premier lieu cet article.

Notre propos se veut donc résolument concentré sur des éléments de physique fondamentale, pour éviter les caricatures et les controverses inutiles qui sévissent sur les réseaux sociaux ; et simplement laisser place et parole à quelques-uns des grands principes et phénomènes irréductibles sur lesquels repose une vision cohérente du changement climatique s’opérant au gré d’un balancier naturel complexe et hautement dynamique, plutôt qu’anthropique.

Nous reviendrons sur quelques vérités «controversées» dans nos réflexions conclusives. En signalant toutefois dès maintenant, en guise de très court aparté, que le mouvement écologiste, prêchant la bonne parole de l’«éco-durabilité» (de sa propre bêtise) se décrédibilise d’année en année, en premier lieu si l’on considère la chose sous l’angle dépolitisé d’une science physique enracinée dans les données objectives du réel (contre l’ignorance orgueilleuse et les lubies énergétiques, notamment éoliennes et solaires², de l’éco-idéologie politique) ; mais encore en la considérant sous l’angle de la morale publique, puisque ce même mouvement ne craint pas de se rallier, entre autres alliances de très mauvais aloi, à la politique de l’avilissement sexuel et de la pédophilie assumée. Pour preuve des plus récentes, le porno «éco-queer» pour enfants est désormais exhibé en France, subventionné avec l’argent du denier public sous incitation programmatique à «l’éco-sexualité, l’écoféminisme et la botanique jubilatoire»³. Voyez-vous ça ! Où sont les agences de protection de l’enfance ? Nulle part, comme d’aucuns l’auront deviné… Derrière le prétexte de l’éco-positivité de l’homme humus embrassant sa fange constitutive et sa décomposition inéluctable, c’est bien la dynamique de la marchandise sans tabous de la post-humanité néolibérale qui affiche ici ses couleurs (arc-en-ciel) ordurières. Nous fermons ici cet aparté, pour en revenir à une autre dynamique, géo-atmosphérique celle-là.

Préliminaires : modélisations climatistes spécieuses et climat réel

Le cadre principal de cette régulation naturelle de la variabilité du climat sur Terre est celui de plusieurs mécanismes irréductiblement interconnectés, impliquant d’abord les fluctuations de la circulation atmosphérique, la dynamique des océans et de la cryosphère, le réchauffement différentiel entre les tropiques et les pôles, la physique des rayonnements, sans compter d’innombrables réactions biogéochimiques dont il serait impossible de bien traiter, ne serait-ce que de manière introductive, sauf à consacrer un ouvrage entier à pareil sujet… Ce que nous posons, pour inciter à leur étude au-delà des étiquettes et du narratif climatiste si doctrinairement à l’ordre du jour⁴, c’est que ces processus physiques mutuellement imbriqués régissent de concert le grand système géo-atmosphérique, y compris son système climatique.

En reprenant ces questions pour l’occasion susmentionnée, on se rappellera de nouveau, pour ne pas tomber dans le piège récurrent de statistiques superficielles et d’autres clichés chers à ce qu’on aime appeler aujourd’hui «la science du climat», que les interactions complexes de ces multiples facteurs rendent la modélisation climatique particulièrement hasardeuse. Prendre en compte des mouvements de circulation atmosphérique fermée, telle que la cellule de Hadley, est une chose. Le faire de manière viable et probante pour ce qui est des mouvements de circulation atmosphériques à grande échelle, en est une autre. Les mêmes difficultés de prise en compte viable de plusieurs échelles de modélisation s’appliquent au problème lui aussi beaucoup plus subtil que ne l’admettent les modèles usuels de la circulation océanique de surface et thermohaline, tributaires de très nombreuses variables… En somme, les équations et les modèles climatiques utilisés pour simuler et prévoir le climat doivent être constamment réévalués par les chercheurs plus sérieux (les moins gagnés à l’idéologie GIEC-iste), en partant des bases de concepts et de principes physiques avérés, ceux qui sont solidement établis et sur lesquels on se fie à raison, notamment dans le cadre des sciences de l’atmosphère (thermodynamique, mécanique statistique, physique des nuages, circulation à grande échelle,…), de l’héliophysique (plasma, météo spatiale,…) et de la géophysique (hydrologie, glaciologie, océanographie,…).

À la lumière nécessairement très sommaire de ces quelques rappels à suivre dans le cours de cet article, nous tenons pour solidement étayé le fait que ce sont bien les mécanismes naturels qui jouent un rôle prépondérant dans la régulation balancière passablement sophistiquée du système énergétique Terre-atmosphère ; et qu’ils influencent dès lors au premier chef le climat de notre planète. Nous contestons du même coup, comme il se doit, l’incrimination politisée à outrance des activités humaines comme facteur dominant du changement climatique. Étant donné la nature expressément courroucée et fanatique de l’idéologie et des peurs climatistes, nous les savons immunisées à la fois contre la discussion rationnelle et contre la contre-pression politique. Nous avons ailleurs traité du problème⁵ en l’abordant, comme nous le ferons de nouveau ici, sous un angle à la fois conceptuel et quantitatif, en se démarquant de l’obsession simpliste et par-là même trompeuse portée sur le rôle perturbateur de l’homme en matière de «climat global». Il est peu utile de s’évertuer à faire entendre raison à des esprits fanatisés. Il nous apparaît plus utile, au seuil de l’été, de proposer des devoirs de vacances à ceux qui souhaiteraient peut-être s’équiper de quelques moyens catégoriels d’exploration relativement élémentaires pour l’étude et/ou la redécouverte de la matière première du réalisme physique contre-climatiste.

1. Dynamique atmosphérique et physique du système climatique : les bases

La physique de l’atmosphère et la climatologie⁶ à proprement parler s’appuient sur certaines équations différentielles aptes à décrire et à appréhender les grandes caractéristiques thermodynamiques de l’atmosphère et de ses interactions avec le système climatique terrestre. Ces équations jouent un rôle interprétatif crucial dans la modélisation et la simulation des processus atmosphériques et des gradients d’énergie afférents. Dans les trois grandes sections à suivre, nous allons revenir sur quelques-uns des principaux rapports d’influence sous-jacents, pour de nouveau inviter à s’intéresser à la physique de ces phénomènes finement enchevêtrés ; et, faisant d’une pierre deux coups, inciter à s’extraire des affirmations climatistes habituelles, à la mode du battage carbophobe promulgué par les entités technocratiques des pouvoirs et des médias ambiants – encore plus lorsque se fait de nouveau sentir le retour du soleil estival.

1.1. Composantes fondamentales de la thermodynamique atmosphérique

Notre atmosphère consiste en un système dynamique passablement complexe en prise directe sur les mécanismes physiques de régulation climatique terrestre. Plusieurs propriétés thermodynamiques fondamentales sont associées à ce vaste milieu volumétrique englobant, au premier rang desquelles la température, la pression atmosphérique, la masse volumique de l’air, l’humidité, la capacité thermique massique (isobare et isochore), les processus adiabatiques, l’entropie, l’enthalpie, etc. Les variations thermiques, les processus d’échange d’énergie thermique ou chaleur, la formation des masses d’air, celle des mouvements d’air verticaux (les courants ascendants et descendants), celle des mouvements horizontaux, les processus du transport et de la distribution de la vapeur d’eau, la formation des nuages, les précipitations et les phénomènes météorologiques… Autant de variables qu’on ne peut comprendre et encore moins modéliser de manière tant soit peu réaliste sans retourner aux principes, aux lois et aux contraintes sous-jacentes qui en conditionnent en partie le jeu dédaléen et en soi incalculable. Car, une fois passé le bruit propagandiste et les simagrées de signalements vertueux sur Twitter et sur les plateaux de télévision, tout le monde admettra qu’il ne sert à rien du tout de déblatérer sur le climat et sur le «réchauffement de la planète» lorsque, pour l’essentiel, on est en réalité démuni, aussi bien dans l’ordre de la définition que dans celui de l’appréhension conceptuelle et quantitative des principaux processus physiques qui déterminent fondamentalement les conditions météorologiques, les interactions et les échanges énergétiques entre l’atmosphère, l’océan, la cryosphère, la biosphère et la lithosphère de la Terre, en somme le formidable dispositif climatique terrestre. Or, tel est le cas de ceux qui, pour la plupart, cancanent, accusent, fulminent et dissertent à l’envi sur le climat et sur les causes «anthropiques» de son «dérèglement».

Voici donc un tour, forcément très partiel, de ce que supposerait acquis une discussion digne de ce nom, portant sur les grandes lignes de la physique présupposée par la configuration fondamentale et la dynamique de notre système climatique planéto-atmosphérique :

La loi des gaz parfaits : énonçant très simplement que le produit de la pression Pet du volume V d’un gaz parfait est directement proportionnel à sa température T (mesurée en kelvin, K). D’où :

PV = nRT, (1)

où n désigne le nombre de moles de gaz compris dans un volume donné (la quantité de matière molaire de ce volume) ; et R la constante universelle des gaz parfaits (avec n = 1, PV ⋅ T^–1= R). Les propriétés thermodynamiques des gaz atmosphériques parfaits impliquent également la prise en compte de leurs constantes spécifiques respectives, qui varie en effet selon les gaz. La constante spécifique de quelque gaz parfait de quelque masse molaire M_i (en kg ⋅ mol^–1) s’obtient en effectuant la division de R (≈ 8,314 J ⋅ K^–1⋅ mol^–1) par M_i. Elle permet donc de faire la conversion entre les variables macroscopiques (de pression, de volume et de température) et les composantes microscopiques des moles.

On se rappellera que la loi des gaz parfaits résulte de la synthèse des premières lois portant sur les propriétés thermodynamiques et les transformations idéales d’un gaz – lois respectivement de Boyle-Mariotte, de Charles, de Gay-Lussac et d’Avogadro. On notera en outre, sur quoi nous allons revenir un peu plus loin, que la loi des gaz parfaits ne met plus en relation que la pression P, la masse volumique de l’air ρ et sa température T lorsque l’on considère un volume d’air atmosphérique comparativement minuscule à V_total:

P = ρRT, (2)

Prenant en compte les capacités thermiques massiques à pression constante et à volume constant d’un gaz parfait, respectivement dénotées C_P et C_V (on va y revenir ci-dessous), (1) et (2) sont reformulées comme suit :

P = (C_P – C_V)T, (3)

La capacité thermique (ou calorifique) et la capacité thermique massique (ou chaleur spécifique) : la première correspond à la quantité d’énergie thermique échangée nécessaire à l’élévation d’un kelvin de la température initiale d’une substance. Elle est donc mesurée en joule par kelvin (J ⋅ K^–1) ; la seconde à la capacité thermique (J ⋅ K^–1) par unité de masse (kg^–1). Dans le cas de figure des gaz, cette «chaleur spécifique») varie selon que le processus d’échange d’énergie se déroule à pression constante (C_P) ou à volume constant (C_V). La capacité thermique massique de l’air sec à pression constante avoisine une constante avoisinant les 1005 J ⋅ K^–1⋅ kg^–1. Rappelons au passage que la capacité thermique massique de cet air ambiant équivaut à moins d’un quart celle de l’eau à l’état liquide (à 4185 J ⋅ K^–1 ⋅ kg^–1). C’est dire si la quantité de chaleur nécessaire pour faire fondre la glace polaire ne saurait provenir de l’air ambiant, comme le veut la vilaine fiction du réchauffisme politico-médiatique, certes résolument bruyant à travers l’organisation planétaire de sa militance alarmiste, mais sévèrement illettré sur le plan de la factualité scientifique, même la plus élémentaire…
Le premier principe de la thermodynamique (ou loi de conservation de l’énergie) : appliqué à l’atmosphère, il implique que l’énergie interne du système est conservée ; et que le transfert de chaleur Q(l’énergie ajoutée au système) et le travail W effectué sur ou par le système peuvent modifier son énergie interne U. Ce qu’on peut exprimer comme :

ΔU = Q – W. (4)

L’entropie : pour un processus réversible, la variation de l’entropie, dénotée ΔS, dépendra du transfert de chaleur Qet de la température T, ce qu’on traduit simplement par :

ΔS = Q/T. (5)

NB : le deuxième principe de la thermodynamique stipule que l’entropie d’un système isolé augmente ou reste constante. Il permet donc de déceler le sens des processus naturels et de déterminer le rendement des transformations énergétiques. Appliqué à l’atmosphère, il permet donc de déterminer la direction du flux de chaleur et de la tendance à l’équilibre thermique.

L’enthalpie : dont on rappellera qu’elle est une mesure de l’énergie totale d’un système, comprenant à la fois son énergie interne et le travail effectué par ou sur le système. En thermodynamique, on la désigne par Het on la définit comme suit :

H = U + PV, (6)

autrement dit, la somme de l’énergie interne U et du produit de la pression P et du volume V.

La relation de Clausius-Clapeyron : elle relie la pression de vapeur saturante P^satde l’eau à sa température T. Elle permet notamment d’analyser le comportement de la vapeur d’eau intra-atmosphérique et son incidence fondamentale dans la formation des nuages et des précipitations. Les modélisations réchauffistes en font plus ou moins abstraction, pour éviter de se confronter de trop près au rôle climatique central du taux d’humidité de l’atmosphère (par formation de vapeur d’eau, dont sont constitués les nuages). Sous forme intégrée, après détermination expérimentale de trois constantes A, B et C en fonction de la constitution du liquide, on peut l’exprimer comme suit :

ln P^sat = A – B ⋅ (T + C)^–1. (7)

On pourra également intégrer et résoudre la relation de Clausius-Clapeyron en réduisant le résultat à une seule constante d’intégration C, obtenant dès lors :

ln P^sat = –L ⋅ R_v^–1 ⋅ (1 ⋅ T^–1) + C, (8)

où L désigne la chaleur latente de vaporisation ; R_v la constante (molaire) spécifique de la vapeur d’eau ; T la température ; et C une constante.

Les processus adiabatiques : rappelons d’abord que la chaleur n’entre n’y ne s’échappe d’un système adiabatique situé dans tel environnement. Elle demeure donc constante au sein de ce système. En milieu atmosphérique, ces processus font état des changements de température et de pression d’une parcelle d’air lorsqu’elle s’élève ou s’enfonce dans l’atmosphère sans échanger de chaleur avec son environnement. On parle donc, d’un côté, de refroidissement adiabatique (cas de figure de la parcelle qui s’élève et se dilate au gré de la diminution de la pression atmosphérique) ; et, de l’autre, de réchauffement adiabatique (cas de figure de la parcelle qui descend, comprimée par l’augmentation de la pression atmosphérique). Le refroidissement ou le réchauffement adiabatique de l’air en fonction de son ascension ou de sa descente intra-atmosphérique entraîne la formation de nuages et la libération ou l’absorption de chaleur latente. Le comportement vertical des masses d’air – accompagné de leur variation de température, de pression et d’humidité – contribue directement au développement de phénomènes météorologiques tels que les orages, les cyclones tropicaux, les tornades, les rafales descendantes (associées à la formation des cumulonimbus). Précisons par ailleurs que les processus adiabatiques sont les processus polytropiquesles plus couramment rencontrés dans l’atmosphère. Nous préciserons ci-dessous en quoi consiste l’équation dite polytropique en tant que variante de la loi des gaz parfaits énoncée ci-dessus.
Sont associés à ces processus deux types de taux «de déchéance» adiabatique en fonction de la teneur en eau de l’atmosphère – le troisième taux, dit «environnemental», constitue une mesure indépendante de la teneur en eau de l’atmosphère :
Le taux d’écoulement (ou de déchéance) adiabatique seccorrespond à la vitesse dite de «lapsus adiabatique» (en sens premier du mot latin lapsus⁷) en l’absence de teneur en eau dans l’air ambiant. Le calcul de ce taux, dénoté Γ_s, dépend de la capacité thermique massique locale à pression constante C_P et de l’accélération gravitationnelle g – la première divisant la seconde.
Le taux d’écoulement adiabatique humide, simplement dénoté Γ, correspond à la vitesse dite de «lapsus adiabatique humide», c’est-à-dire de diminution de la température Tavec l’altitude z. Il représente encore ce qu’on appelle le phénomène de déchéance adiabatique humide s’appliquant à une parcelle d’air saturée de vapeur d’eau. Il prend en compte le dégagement de chaleur latente lors de la condensation de la vapeur d’eau (ou chaleur de vaporisation H_v) ; la capacité thermique massique locale de l’air sec à pression constante C_P-_s; celle de l’air sec (à pression variable) ; celle de l’air humide (toutes deux usuellement dénotées par R) ; et l’accélération gravitationnelle g. On retrouvera Γ_set Γ un peu plus bas, en traitant de la convection atmosphérique.
Le taux d’écoulement (ou lapsus) environnemental correspond à la vitesse réelle à laquelle la température Tchange dans un sens ou dans l’autre avec l’altitude z à tel point et telle fonction de temps donnés de l’atmosphère localement modélisé comme milieu statique (en cette coordonnée locale de calcul du lapsus).
Particularités polytropiques : les processus polytropiques atmosphériques peuvent être associés à plusieurs types de phénomènes, notamment le mouvement vertical des parcelles d’air intra-atmosphérique, l’expansion ou la compression adiabatique des masses d’air, les configurations du déplacement de ces masses au sein de différents systèmes météorologiques. Le processus adiabatique (au sein duquel aucun échange de chaleur ne se produit avec l’environnement), brièvement décomposé plus haut en processus sec ou humide, tombe donc sous la définition idéalisée du processus polytropique.

Examinons pourquoi : au cours d’une expansion adiabatique, une parcelle d’air s’élève effectivement dans l’atmosphère. Au gré de l’augmentation de son altitude, la pression s’exerçant sur elle diminue ; elle échange coïncidemment de l’énergie avec son environnement sous forme de travail W effectué sur l’air environnant à travers son mouvement ascendant… Mais aucun échange de chaleur ne survient (conformément à la définition d’un processus adiabatique). De la même manière, lors d’une compression adiabatique, une parcelle d’air descend dans l’atmosphère. Au gré de sa perte d’altitude, la pression s’exerçant sur elle augmente. Elle exerce coïncidemment un travail W sur l’air environnant à travers son mouvement descendant, sans qu’aucun échange de chaleur ne se produise (conformément à la définition d’un processus adiabatique).

La spécificité de ce processus polytropique le caractérise en tant qu’état au sein duquel la relation entre la pression P et le volume V obéit une loi de puissance prenant la forme suivante :

PVⁿ = C, (9)

où C représente une constante et où n désigne l’indice polytropique, soit la valeur (proprement modélisatrice, selon que n = 0, n = 1, n = k, n = γ, …) dont la fluctuation va précisément répondre aux conditions et aux paramètres spécifiques du processus atmosphérique concerné.

Les processus de transition et d’échanges diabatiques : ils se rapportent à différents modes d’exportation de chaleur et d’humidité entre les couches intra-atmosphériques, ainsi qu’entre l’atmosphère et la surface terrestre. De telles transactions se caractérisent par le dégagement ou l’absorption de chaleur latente de changement d’état (ou variation d’enthalpie), notée Q_L; de chaleur sensible, notée Q_S; et d’énergie radiative, notée Q_R.

Lorsque la vapeur d’eau se condense sous forme liquide ou solide, elle libère de la chaleur latente Q_L (en W ⋅ m^–3) au sein de la structure atmosphérique multi-stratifiée. Ce processus fondamental contribue à la libération d’une quantité importante d’énergie lors de la formation des nuages et des précipitations moyennant le déplacement descendant de cette transition enthalpique extensive. La libération de chaleur latente de changement d’état de l’eau peut donc simplement se quantifier comme suit :

Q_L = Lρ∂q/∂t, (10)

où L désigne ou la chaleur latente de vaporisation de l’eau (L_v ≈ 2,3 × 10³ kJ ⋅ kg^–1), c’est-à-dire la quantité d’énergie requise à la conversion d’un kilogramme d’eau liquide en vapeur (l’évaporation à la surface des océans) à température constante et à pression atmosphérique normale (1 atm) ; ou sa chaleur latente de condensation (L_c ≈ 2,5 × 10⁶ J ⋅ kg^–1), c’est-à-dire la quantité d’énergie libérée lorsqu’un kilogramme de vapeur d’eau se condense en eau liquide à une température constante⁸ ; ρ la masse volumique de l’air (en kg ⋅ m^–3) ; et ∂q/∂t la variation de l’humidité spécifique q (ici sa dérivée partielle) par unité de temps t (en g ⋅ kg^–1 ⋅ h^–1). On notera que q⁹, la masse de vapeur d’eau par unité de masse d’air, ne doit pas être confondue avec ce qu’on appelle par ailleurs «l’humidité relative».¹⁰

La chaleur sensible Q_S (pareillement en W ⋅ m^–3) se rapporte à l’énergie thermique transférée par conduction et par convection entre l’atmosphère et la surface de la Terre, ou entre différentes masses d’air, sans qu’intervienne le moindre changement d’état :

Q_S = ρC_P∂T/∂t, (11)

où ρ désigne la masse volumique de l’air (en kg ⋅ m^–3) ; C_P la capacité thermique spécifique de l’air à pression constante (≈ 1005 J ⋅ kg^–1 ⋅ K^–1) ; et ∂T/∂t la variation de la température T (ici sa dérivée partielle) par rapport au temps t (en K ⋅ s^–1), taux de changement température dont on peut souvent se contenter de mesurer la moyenne (ΔT).

Finalement, le transfert radiatif d’énergie Q_R (en W ⋅ m^–2, non plus en W ⋅ m^–3, de sorte que parler de «réflexion par l’air» va malgré poser une difficulté épistémo-physique, au demeurant largement ignorée) se produit moyennant l’émission, l’absorption et la diffusion du rayonnement électromagnétique par les molécules du composé atmosphérique, par les nuages et par les aérosols. L’équation du transfert radiatif net, pierre angulaire de l’édifice réchauffiste (nous allons y revenir dans le récapitulatif ci-dessous), repose sur la différence entre rayonnement solaire incident E_i et rayonnement thermique sortant E_s :

Q_R = E_i – E_s, (12)

où E_i désigne donc le rayonnement incident (ou rayonnement solaire entrant) et E_s l’émission thermique (ou rayonnement terrestre sortant). Dans d’autres formes de l’équation du transfert radiatif, on pourra par ailleurs prendre en compte le coefficient d’absorption de masse κ (en m² ⋅ kg^–1) et la masse volumique de l’air ρ (en kg ⋅ m^–3), sans fondamentalement changer la quantification énergétique signifiée par Q_R.

La stabilité atmosphérique : elle détermine la manière dont les mouvements intra-atmosphériques verticaux affectent la température et la distribution de l’humidité dans différentes zones atmosphériques. L’air stable résiste aux mouvements verticaux ; tandis que l’air instable les favorise. La stabilité répond en outre aux taux de déchéance (voir ci-dessus), lesquels décrivent la manière dont la température varie avec l’altitude.
Les modes de transfert de chaleur (récapitulatif) : la thermodynamique des gaz s’avère particulièrement éclairante et favorise la prise en compte réaliste des différents mécanismes de transfert d’énergie thermique (autrement dit de chaleur) intra-atmosphérique. Les trois principaux mécanismes de transfert de chaleur sont les suivants – les deux premiers étant de loin dominants au sein de l’atmosphère terrestre, ce que les modèles du GEIC et la théorie du rayonnement en vigueur minimisent considérablement (au point de sortir du réel au profit de modélisations substitutives passablement orientées) :
La conduction : ou transfert de chaleur survenant par le jeu d’interactions moléculaires directes entre les molécules d’air avoisinantes ou entre le sol et l’air en contact. Mathématiquement, dans le langage plus contemporain et compact de l’analyse vectorielle, on décrit la conduction de la chaleur et son gradient (le contenu vectoriel complet des dérivées partielles de la fonction thermique qen fonction de chacune de ses variables x, y, z) moyennant la loi de Fourier :

∇q = –k∇T, (13)

où ∇q désigne le gradient de la fonction q (c’est-à-dire le flux de chaleur) ; k la conductivité thermique du milieu ; et ∇T le gradient de température.

La convection : ou transfert de chaleur par l’entremise du transport de masse de l’air résultant des fluctuations de la masse volumique du milieu. On peut traduire ce transfert comme gradient de température potentielle d’une parcelle d’air :

∇θ = g ⋅ θ₀^–1 ⋅ (Γ – Γ_s), (14)

Où ∇θ désigne ce gradient (qu’on appelle encore gradient de température hypothétique) ; g l’accélération gravitationnelle standard ; θ₀ la température potentielle de référence ; Γ le taux du gradient adiabatique de température T dans l’atmosphère terrestre en fonction de l’altitude z, d’où Γ = –dT/dz ; et Γ_s le taux du gradient adiabatique de température sec ambiant.

Le rayonnement : ou transfert de chaleur par le biais d’ondes électromagnétiques, telles que le rayonnement solaire absorbé ou émis dans l’atmosphère. La science contemporaine règle ce mécanisme sur la loi canonique de Stefan-Boltzmann, laquelle établit mathématiquement le rapport du flux émissif de rayonnement et de la température d’un objet élevée à la quatrième puissance. Rappelons que son cadre d’application propre repose sur les caractéristiques spécifiques qu’approchent la distribution spectrale d’énergie et d’intensité propres à un objet précis, à savoir le corps noir ; et non sur celles de l’agitation et du rayonnement thermique intra-atmosphérique, difficilement rapprochables du corps noir. Quoi qu’il en soit, appliquant le même langage d’opérations différentielles linéaires, on pourra traduire le rapport canonique en question comme suit :

∇M = –κ∇T⁴, (15)

où ∇M désigne l’émittance (le flux de rayonnement thermique) ; κ la constante de Stefan-Boltzmann ; et ∇T le gradient de température.

Dans le cadre de la modélisation réchauffiste du climat et de l’effet de serre à partir du bilan dit «radiatif», la loi de Stefan-Boltzmann pourvoit la base centrale de la description des flux radiatifs d’énergie intra-atmosphérique, prenant en compte l’émission, l’absorption, et la diffusion du rayonnement solaire et thermique comme mécanismes prépondérants du bilan énergétique du système Terre-atmosphère. D’après ce paradigme, le climat terrestre est donc principalement gouverné par l’équilibre énergétique entre rayonnement solaire incident (le rayonnement à ondes courtes) et rayonnement thermique sortant (le rayonnement à ondes longues). Sous forme non-différentielle, la relation linéaire de la température T⁴ d’un objet et de son taux d’émission énergétique E sera donc, plus communément énoncée, cette même loi de Stefan-Boltzmann :

E = σεT⁴, (16)

Comprenons bien, la répartition des températures sur la Terre dépend donc principalement, d’après ce cadre de modélisation réchauffiste, de l’équilibre entre deux types de rayonnement… Tout le raisonnement relatif à l’effet de serre atmosphérique découle de ce principe d’application de (16), mesurée en W ⋅ m^–2 (deux dimensions, d’où l’élément de surface noté ε) à la structure volumétrique de l’atmosphère, mesurée en m³ (puisque celle-ci consiste en un fluide tri-dimensionnel). La compatibilité putative d’un tel raisonnement vis-à-vis d’une telle structure pose évidemment de gros problèmes, que le réchauffisme balaye d’un revers de bras. Son bilan énergétique, fondé sur la pierre angulaire théorique de la loi de Stefan-Boltzmann impliquant un «effet de serre radiatif», comprend trois facteurs principaux : le rayonnement d’onde courte absorbée ; le rayonnement de grande longueur d’onde émise ; les propriétés des gaz à effet de serre…

Voyons maintenant ce qu’est la structure volumétrique atmosphérique dans sa dynamique verticale interne, dont la physique est pratiquement exclue du modèle radiatif réchauffiste – de peur que les effets d’une telle physique sur le climat atmosphérique et sur la météo terrestre ne viennent porter atteinte au consensus de sensibilisation et de militance intergouvernementale en faveur de la lutte politico-médiatique unilatérale contre le changement climatique d’origine anthropique.

2. Profil et implications du gradient de la pression intra-atmosphérique

Il importe de souligner que les rapports quantitatifs de base en fonction desquels nous définissons l’équilibre hydrostatique sous la gravité effective constituent des traductions simplificatrices de l’atmosphère en sa structuration stratifiée verticale, puisqu’elles reposent sur un certain nombre d’hypothèses, notamment celle d’une atmosphère statique et homogène. Or, dans les faits, la distribution atmosphérique de la masse et de l’énergie résultant du gradient de la pression intra-atmosphérique donne lieu à tous les éléments de son profil intrinsèquement non-statique, de sa circulation à grande échelle, en passant par les circuits de vents dominants (vents globaux, vents d’ouest, vents d’est polaires, alizés…), les vents locaux et les systèmes météorologiques (anticyclones et dépressions), le mouvement horizontal des masses d’air (l’advection), la génération de vents de surface modifiant la distribution des températures…

Sans pouvoir nous arrêter ici sur les mécanismes de génération d’écoulements et de transports de masse et d’énergie en milieu fluidique stratifié soumis à la rotation de la Terre (des instabilités verticales et horizontales par résonance d’ondes et des divergences bariques qui en découlent), ni davantage sur leur incidence climatique associée à la manière dont varie avec la distance verticale la force de pression atmosphérique en équilibre hydrostatique (puisqu’il faudrait alors s’étendre en beaucoup trop d’explications supplémentaires), considérons néanmoins les caractéristiques et les implications de ce gradient de la pression, responsable du mouvement initial des masses d’air et du développement des vents, donc de la dimension d’abord convective de la dynamique climatique naturelle du système géo-atmosphérique.

Dans le cadre d’une analyse réaliste tenant compte à la fois de la stratification verticale tournante de la dynamique fluidique atmosphérique et des variations horizontales de pression, les phénomènes d’instabilités et d’ondes intra-atmosphériques sont naturellement impliqués par les effets corrélatifs de l’accélération de Coriolis, par ceux du mouvement tangentiel de la Terre soumise (dans son référentiel relatif) à une force centrifuge (laquelle s’apparentant elle-même à un gradient), par ceux encore de la variation de pression avec la distance verticale directement proportionnelle à la masse volumique de l’air et à l’accélération gravitationnelle – seule mesure dont tient compte l’analyse dont nous faisons ici état en considérant la force du gradient de la pression atmosphérique, ou dérivée complète de celle-ci par rapport à la distance. Tout s’y tient par le jeu concomitant des forces inertielles et de la variation de la pression barométrique en fonction de la hauteur intra-atmosphérique : la rotation fluidique géo-atmosphérique, les circulations méridiennes, l’advection, les divergences horizontales, les ondes de vorticité, les ondes de gravité… Mais tout part bien de la structure stratifiée tournante du volume atmosphérique. Le fonctionnement de notre écosystème climatique repose principalement sur cette dynamique multidirectionnelle multi-convective qu’engendre à l’unisson la rotation et la pression fluidique plus ou moins équilibrée de notre milieu géophysique. La concentration atmosphérique en CO₂ n’y est pour rien. La duperie alarmiste de son accumulation anthropique repose sur le paradigme d’un artifice radiatif par lequel, à l’encontre de la physique et du climat qu’elle conditionne à partir de ces prémices convectives, il devient possible d’assortir étiologiquement réchauffement et teneur de l’air en CO₂…

Dans le cadre schématique d’un système atmosphérique stratifié mais au repos, l’approximation qui en découle correspond simplement à l’équilibre hydrostatique :

p(z) = ρgz. (17.1)

Les effets de la vitesse angulaire de rotation de la Terre étant tenus pour négligeables, la propagation de perturbations intra-atmosphériques qu’on prendra en compte dans une modélisation d’équilibre hydrostatique ne surviennent que dans le plan vertical – suffisamment néanmoins pour montrer que l’impact de l’approximation traduite en (17.1) façonne déjà le profil de température des zones atmosphériques jusqu’à la surface de la Terre, en induisant des vents et en exerçant son influence prépondérante sur la circulation atmosphérique stratifiée. Lorsque l’air se déplace des zones de haute pression vers les zones de moyenne et basse pressions, conformément à la dynamique déterminée par le gradient vertical, il est soumis aux processus adiabatiques de compression ou de dilatation. La compression adiabatique se traduit par un réchauffement de l’air ; tandis que la dilatation adiabatique donne lieu à son refroidissement.

Du scalaire p, la pression hydrostatique, on en vient donc à définir le gradient de cette pression en tant que tel, à savoir une quantité vectorielle, autrement dit comme s’apparentant à une force F. Le signe négatif dans l’équation indique que la pression diminue dans le sens de l’augmentation de la distance verticale (∇z est positif) :

F = dp/dz = –1 ⋅ ρ^–1⋅ ∇p. (17.2)

Or, F = ∇p ; on peut donc reformuler (17.2) comme suit :

∇p = –ρg∇z, (17.3)

où ∇p représente le vecteur du gradient de la pression (en Pa ⋅ m^–1) ; ρ la masse volumique de l’air (en kg ⋅ m^–3) ; g l’accélération gravitationnelle (en m ⋅ s^–2) ; et ∇z le gradient de distance verticale (en m ⋅ m^–1).

Récapitulons ici notre propos concernant ce gradient si important et si massivement impliqué dans la dynamique naturelle à grande échelle du climat, dans ce que ce dernier a d’ontologiquement super-anthropique. Lorsque l’air se déplace verticalement dans l’atmosphère à la faveur des différences de pression, il est soumis aux processus adiabatiques de compression et de dilatation, lesquels altèrent respectivement le profil thermique des différentes strates atmosphériques.

Le gradient de la pression exerce en outre une influence directe sur le déplacement de masses d’air des zones de haute pression vers les zones de moyenne et basse pressions, transfert massique considérable et producteur de systèmes de vents divers et variés. Les vents les plus extensifs contribuent de leur côté à la redistribution de la chaleur à l’échelle planétaire en transportant l’air chaud des tropiques vers les pôles ; et en ramenant l’air froid des latitudes plus élevées vers l’équateur. Redistribution dont l’impact sur température à la surface de la Terre est aussi considérable que difficilement modélisable (en raison de la nature méta-prédictive de production et de diffusion de certains types de vents).

Il favorise par ailleurs l’advection de masses d’air chaudes et froides (un transport horizontal de chaleur), phénomène irréductible et complexe à la racine de changements de température parfois considérables dans différentes régions du monde. À différentes hauteurs atmosphériques, les gradients de pression sont encore associés à la formation de systèmes frontaux. Les fronts se produisent lorsque des masses d’air de températures et de masses volumiques différentes se croisent et s’agglomèrent (plus ou moins chaotiquement). C’est l’interaction de ces systèmes massiques le long du gradient vertical de la pression qui provoque la formation des systèmes météorologiques instables les plus communs – formations nuageuses, différentiels de température (parfois drastiques), précipitations…

Le gradient de la pression varie encore en fonction des caractéristiques topographiques locales (les régions montagneuses, les vallées et les côtes, …), dont les caractéristiques sont susceptibles de modifier la distribution, donc d’entraîner aussi des variations de température. C’est lui qui agit sur la formation de ces cellules convectives à petites échelles qu’on appelle brises de vallée et de montagne. Pendant la journée, le rayonnement solaire réchauffe les pentes montagneuses plus rapidement que les vallées attenantes. Le phénomène donne lieu à une brise de pente ascendante, l’air se déplaçant des vallées vers les montagnes. La nuit, le gradient de la pression s’inverse, donnant lieu à une brise de pente descendante, l’air plus frais et plus dense descendant des montagnes vers les vallées.

De manière générale, le gradient de la pression agit en tant que force motrice de la circulation atmosphérique à grande échelle – avec toutes les répercussions impliquées à plus petites échelles –, sur les régimes de mouvements verticaux, horizontaux, sur l’équilibre géostrophique, sur la redistribuant de la chaleur en modulant le mouvement des masses d’air… Autrement dit, sur autant de facteurs et de variables connaturels à la constitution et au fonctionnement dynamique du climat terrestre, sans prise en compte des élucubrations obsessionnelles de la dogmatique réchauffiste, aujourd’hui toujours au pouvoir de la triste et très ruineuse propagande climatiste.

3. Hydrodynamique et thermodynamique géo-atmosphériques

L’hydrodynamique décrit le cheminement ininterrompu du cycle l’eau à travers les différents réservoirs de notre système géo-atmosphérique. Les principaux mécanismes thermodynamiques dont nous avons déjà traité dans cet article jouent un rôle de premier plan sur les grands rythmes de la physique hydrologique – l’évaporation, la condensation et les précipitations –, elle-même prépondérante à l’égard des grandes tendances et configurations climatiques.

C’est la relation de l’hydrodynamique et de la thermodynamique géo-atmosphériques qui nous semble la plus intéressante et la plus prometteuse, considérée du point de vue systémique que nous préconisons ici. Dans le cadre de son optique précisément géo-atmosphérique, les interactions physiques entre l’eau, l’air et l’énergie sont appréhendées à la lumière de ce que nous avons déjà examiné plus haut. Nous nous contentons dans ce qui suit de modifier et d’ajouter quelques paramètres, démontrant ainsi que les relations se vérifient en passant de la thermie à l’hydrologie, ce que nous ne ferons ici qu’à travers quelques processus et équations.

L’évapotranspiration terrestre est un phénomène hydrodynamique fondamental et caractéristique de cette boucle géo-atmosphérique que nous considérons comme le principal dispositif de régulation physique de la répartition énergétique et des configurations climatiques sur Terre. La description de cette combinaison de deux processus de perte d’eau de la surface terrestre vers l’atmosphère (l’évaporationet la transpiration des surfaces et des plantes ainsi qualifiée d’»évapotranspiration») tient dans la relation de Penman–Monteith, laquelle permet d’estimer le taux d’évapotranspiration de référence ET₀ d’une surface de verdure sauvage ou de plantes cultivées¹¹ en tenant compte à la fois de paramètres constants et de variables irréductibles, telles que la température, l’humidité, la vitesse du vent et le rayonnement solaire (ET₀ étant mesuré en mm ⋅ j^–1) :

ET₀ = ET_vent + ET_ray = 0,408Δ(R_n – G) + γ ⋅ 900 ⋅ u₂(e_s – e_a) ⋅ Δ + γ(1 + 0,34 ⋅ u₂)^–1, (18)

où Δ désigne la pente de la courbe de pression de vapeur saturante (en kPa ⋅ °C^–1) ; R_n le rayonnement net à la surface de l’étendue évapotranspirante (en MJ ⋅ m^–2 ⋅ j^–1) ; G la densité du flux de chaleur du sol correspondant (en MJ ⋅ m^–2 ⋅ j^–1) ; γ la constante psychrométrique (en kPa ⋅ °C^–1) ; 900 une valeur constante d’échelle de temps ; u₂ la vitesse du vent à 2 mètres au-dessus du sol (en m ⋅ s^–1) ; e_s la pression de vapeur saturante de l’eau (en kPa) ; et e_a sa pression de vapeur actuelle dans l’air (en kPa).

Revenons maintenant à l’équation différentielle reliant cette même pression de vapeur saturante de l’eau, notée e_s, à la température T (à la deuxième puissance) au sein d’un système où deux des phases de l’eau sont en équilibre.

Il s’agit d’une forme alternative de la relation de Clausius-Clapeyron rencontrée plus haut et qu’on pourra exprimer comme suit, selon un format plus adapté aux besoins d’applications plus directement météorologiques :

1 ⋅ e_s^–1 (de_s/dT) = L_v ⋅ R_v^–1T^–2, (19)

où L_v dénote la chaleur latente de vaporisation ; et R_v la constante spécifique de la vapeur d’eau.

En déterminant e_s, comme on peut le faire à partir de (19), la relation de Clausius-Clapeyron fait ressortir le format exponentiel du rapport de la température T à la pression de vapeur saturante e_s de l’eau. Ce rapport crucial va donc jouer directement sur les débits d’évaporation et sur la teneur en vapeur d’eau atmosphérique. Mais cette composante fondamentale du processus d’évaporation et de condensation n’est que trop facilement mise en marge par les modèles climatiques réchauffistes en vigueur, mises à mal par la quantité de vapeur d’eau dans l’atmosphère et de son rôle régulateur irréductible au regard d’autres facteurs fondamentaux de rétroaction du climat.¹²

Dans le cadre de l’analyse physique de la stabilité verticale de l’atmosphère (directement influencée par le gradient de pression équilibré examiné plus haut), on rencontre de nouveau le problème angulaire de fluctuation thermique convective sur la formation des nuages, de la condensation et des précipitations. Un problème en soi strictement thermodynamique, sans lien direct ni mesurable avec les effets de transferts énergétiques radiatifs et conductifs. Pour en évaluer la valeur, on définit la température potentielle, dénotée θ_T, comme cette température qu’aurait une parcelle d’air sec non saturé si elle était ramenée, sans gain ni perte de chaleur, à pression standard. En ce sens, θ_T constitue une mesure de l’état thermodynamique constant d’une parcelle d’air au cours d’un processus adiabatique. La convection, en faisant intervenir le mouvement vertical de l’air sous l’effet des écarts de température et de la poussée d’Archimède, modifie le profil de température potentielle de l’atmosphère. Dans un processus de convection, lorsque l’air s’élève et se refroidit, sa température potentielle diminue. Inversement, lorsque l’air descend et se réchauffe, sa température potentielle augmente. Ce mécanisme découle de la nature précisément adiabatique de la convection, caractérisée par l’absence de transfert thermique avec le milieu environnant.

Il en ressort que le rapport thermodynamique décisif entre la convection et la température potentielle réside dans la stabilité de l’atmosphère. Si la température potentielle θ_T diminue avec l’altitude z plus vite que la température réelle T d’une parcelle d’air déplacée, l’atmosphère acquiert une configuration conditionnellement instable. En pareille situation, la parcelle d’air déplacée vers le haut conservera une température supérieure à celle de son environnement atmosphérique, continuant donc à s’élever jusqu’à susciter les conditions d’instabilité convective et d’humidité nécessaires à la formation de cumulonimbus.

À l’inverse, si la température potentielle θ_T diminue avec l’altitude z plus lentement que la température réelle T d’une parcelle d’air déplacée, l’atmosphère acquiert une configuration stable et la convection est supprimée. En pareille situation, la parcelle d’air déplacée aura pour tendance le refroidissement par rapport à la température de son environnement atmosphérique et ne continuera donc pas à s’élever, inhibant ainsi le développement de processus convectifs.

En tant que variable thermodynamique jouant sur la compression et la détente adiabatiques, puisqu’elle rend compte des changements de température consécutifs à des changements de pression (entre différents points de masses d’air se déplaçant de haut en bas et de bas en haut à travers les couches atmosphériques), la température potentielle θ_Treprésente une mesure de traduction thermique des effets du transport convectif (vertical) de la chaleur et de l’humidité à l’intérieur du volume atmosphérique. D’où la relation suivante :

θ_T = T(P₀ ⋅ P^–1)^κ, (20)

où T dénote la température de la parcelle d’air déplacée (en °C ou en K) ; P₀ la pression de référence et P celle de la parcelle d’air (en Pa, hPa, ou mb) ; et où κ = R_s ⋅ C_P^–1 (R_s désignant la constante spécifique de l’air sec et C_P la capacité thermique spécifique à pression constante, toutes deux en J ⋅ kg^–1 ⋅ K^–1).

Pour examiner une dernière composante de l’impact régulateur clé de la vapeur d’eau sur la configuration climatique, il convient d’inclure l’humidité spécifique de saturation, un phénomène hydrologique se rapportant à la teneur maximale en humidité que l’air peut supporter avant que ne commence de se produire la condensation. Cette mesure maximale d’humidité joue donc un rôle charnière au sein des processus atmosphériques et de la dynamique hydrologique totale sur Terre. Ses répercussions climatiques sont mesurablement significatives puisqu’elles régissent la formation des zones nuageuses et la libération de l’humidité accumulée à saturation sous forme de précipitations. Lorsque l’humidité spécifique réelle dépasse l’humidité spécifique de saturation, le processus de condensation se met en branle pour se traduire, d’abord par la formation de nuages ou de brouillard, puis de pluie, de neige ou d’autres formes de précipitations de plus en plus solidifiées en fonction du taux d’augmentation de la condensation.

On exprime l’humidité spécifique de saturation sous la forme d’un rapport de mélange, celui de la masse de vapeur d’eau par unité de masse d’air sec. On la mesure donc en grammes de vapeur d’eau par kilogramme d’air sec, ou g ⋅ kg^–1. Elle quantifie donc la teneur maximale en vapeur d’eau que peut contenir l’air à une température et à une pression données. La dérivation de sa forme mathématique usuelle se fait à partir de l’équation de Clausius-Clapeyron (vue plus haut), corrélant pression de la vapeur d’eau de saturation et température. Par conséquent, une fois la pression de vapeur de saturation connue, l’humidité spécifique de saturation, dénotée q_sat, peut être calculée en multipliant le rapport de mélange rde la masse de vapeur d’eau et de celle de l’air sec ; et en divisant ce produit par la différence entre la pression atmosphérique totale P et la pression de vapeur saturante e_s de l’eau. D’où la forme suivante :

q_sat = r ⋅ e_s(T) ⋅ (P – e_s(T))^–1. (21)

Encore une fois et pour récapituler, l’humidité spécifique de saturation revêt une importance particulièrement déterminante au regard de notre climat, dans la mesure où elle détermine si l’air est saturé ou non saturé. Lorsque l’humidité spécifique atteint sa valeur de saturation, toute nouvelle augmentation de la teneur en humidité entraîne un phénomène de condensation, qui lui-même conduit à la formation de nuages et de précipitations diverses. À l’inverse, si l’humidité spécifique est inférieure à la valeur de saturation, l’air est considéré comme non saturé ; d’où pourront découler des processus d’évaporation ou de sublimation voués à augmenter sa teneur en humidité.

3.1. Cadre différentiel de la dynamique des fluides géophysiques

L’hydrodynamique et l’étude de la physique fondamentale du système géo-atmosphérique fonctionnent de manière mutuellement imbriquée en portant sur la nature non-linéaire et turbulente de l’écoulement de fluides newtoniens. Il ne serait pas utile d’entrer ici dans les détails de la physique de la turbulence fluidique et de ses conséquences chaotiques non modélisables. Notre objectif principal, dans cette section, ne consiste qu’à fournir une description vectorielle élémentaire du cadre différentiel des mouvements à grande échelle et des processus caractéristiques des fluides géophysiques que sont l’atmosphère et l’océan.

Appliquées et opérant d’abord dans le cadre de la dynamique intra-atmosphérique, les équations mises en œuvre pour les besoins corrélatifs de l’hydrodynamique – les équations de Navier-Stokes, lesquelles permettent de quantifier le mouvement d’un fluide en fonction de sa vitesse, de sa pression et de sa masse volumique, en tenant compte des forces agissant sur l’air ambiant, telles que les gradients de pression (que nous avons vus plus haut), la gravité et les forces de frottement – contribuent à la description modélisée du déplacement de l’air, à celle de la formation des vents et des instabilités atmosphériques, à celle encore des principaux systèmes météorologiques (les anticyclones et les dépressions). La prise en compte des paramètres à la fois descriptifs et prédictifs se limite néanmoins à un nombre relativement restreint. La résolution analytique de ces équations dans le cas de systèmes atmosphériques plus complexes (tels que ceux qui caractérisent la formation partiellement aléatoire des fluctuations climatiques entre les pôles et les tropiques) se heurte donc rapidement à ces conditions restrictives, renforcées par la nature chaotique des phénomènes sous-jacents (le comportement des courants circulatoires à grande échelle, les mélanges turbulents, la formation de phénomènes météorologiques extrêmes tels que les ouragans et les orages…).

Les équations hydrodynamiques s’appliquent pareillement à la description modélisatrice du mouvement des masses d’eau sur Terre, des configurations de circulation océanique à grande échelle (tels que le Gulf Stream et El Niño), ainsi que des phénomènes à plus petite échelle, tels que les vagues et les marées. Comme le dictait le cadre de la dynamique des fluides atmosphériques, elles postulent la conservation de la masse et de la quantité de mouvement du fluide océanique, en tenant compte de facteurs tels que les variations de masse volumique, les forces gravitationnelles et les influences externes, notamment les vents et les gradients de température. Dans le cadre de l’analyse de la circulation océanique surfacique, semi-surfacique et thermohaline, les équations de Navier-Stokes sont modifiées de manière à inclure des termes représentant les effets des variations de la salinité, de la température et de la masse volumique de l’eau de mer. Leur champ d’application s’étend encore au domaine de la géodynamique, c’est-à-dire du mouvement de la couche semi-fluide sous-jacente à la croûte terrestre – donc des phénomènes de tectonique des plaques, de courants de convection dans le manteau et de formation de l’activité volcanique.

Conformément à l’objet de cette section, et pour en amener désormais la conclusion, soulignons que la délimitation différentielle du cadre analytique de l’hydrodynamique et de la thermodynamique géo-atmosphériques se ramène à celle des principaux processus du cycle sous-jacent, que sont l’évaporation, la condensation et les précipitations – dont nous avons ici passé en revue quelques-uns des sous-mécanismes s’appliquant à des échelles et à des conditions spécifiées par un éventail de variables chevauchantes, particulièrement sensibles et pertinentes vis-à-vis des configurations climatiques terrestres.

L’évaporation, dénotée e: en tant que fonction, elle varie principalement avec la température, l’altitude, la variation de la pression atmosphérique, l’humidité spécifique de l’air et la vitesse du vent… Le dispositif mathématique qui en régit ici la représentation différentielle est le champ vectoriel à trois dimensions du gradient de pression de la vapeur d’eau (le vecteur ∇ des dérivées partielles dont la résolution passe par le calcul de la dérivée partielle dee en fonction de chacune des variables x, y, z impliquées¹³) :

∇e = (1 ⋅ ρ_e^–1) ⋅ L_v∇q, (22)

où ∇e représente donc ce gradient de pression de la vapeur d’eau ; ρ_e la masse volumique de l’eau ; L_v la chaleur latente de vaporisation ; et ∇q le gradient d’humidité spécifique.

La condensation : différentiellement, elle relève du gradient de pression de vapeur saturante (celle-ci étant, pour rappel, dénotée e_s) et se rapporte à la vitesse de variation de cette même pression en fonction de la température. Le gradient de pression de vapeur saturante, ∇e_s, décrit donc la vitesse à laquelle la fonction de pression augmente à mesure que la température s’élève. Ses effets se font directement sentir sur la facilité avec laquelle va se produire la condensation. Un gradient plus important se traduira par une probabilité plus élevée de condensation à des températures plus basses ; tandis qu’un gradient plus faible nécessitera des températures plus basses pour la provoquer :

∇e_s = (1 ⋅ ρ_e^–1) ⋅ L∇T, (23)

où ∇e_s représente le gradient de pression de vapeur saturante ; et ∇T le gradient de température.

Les précipitations : elles se produisent lorsque l’humidité atmosphérique atteint un seuil de saturation. Le gradient déterminant est ici celui de la vitesse verticale dans l’atmosphère (vitesse dénotée w, selon le système usuel de coordonnées en météorologie). Il représente le taux de variation de la vitesse verticale en fonction de la hauteur dans l’atmosphère – des formes alternatives de ce gradient de vitesse verticale rendent compte de la manière dont la composante verticale du vent varie en fonction de l’altitude. Ici, nous avons :

∇w = P_c ⋅ ρ^–1, (24)

où ∇w représente le gradient de la vitesse verticale ; P_c le taux de précipitation ; et ρ la masse volumique de l’air.

4. Profil simplifié de la dynamique du système géo-atmosphérique

Nous revenons ici, pour terminer ce petit traitement compendieux de la structure thermique et dynamique de base du système géo-atmosphérique, sur quelques-uns des grands rapports différentiels constituant la substance première de toute modélisation réaliste des principaux échanges intra-atmosphériques à la racine des processus météorologiques terrestres.

Comme nous l’avons vu, au moins quelque peu, dans le cours de cet article, la mécanique des fluides revêt un rôle de premier ordre en tant que domaine d’étude des données et des mécanismes de la physique de l’atmosphère – et de ceux du climat, l’une de ses composantes. La description du mouvement des fluides soumis à diverses conditions en appelle notamment aux équations de Navier-Stokes. Dans le cadre, précisément, de la physique atmosphérique et du climat, on pourra s’appuyer sur différentes versions simplifiées de ces équations, dont l’élégance mathématique le rend à l’intelligibilité de leur application au domaine de l’information impliquée dans et véhiculée par les formes de la phénoménologie physique.

L’équation de conservation de la masse : elle énonce que la variation de la masse à l’intérieur d’un volume donné est égale au flux net de masse entrant ou sortant de ce volume. Appliquée à l’atmosphère, la description porte sur la manière dont les changements de la masse volumique ρ(dont on calcule justement la dérivée partielle par rapport au temps t) et de la vitesse v du fluide affectent la distribution de la masse totale :

∂ρ/∂t + ∇ ⋅ (ρv) = 0, (25)

où ∇ ⋅ (ρv) dénote la divergence du produit de la masse volumique et de la vitesse du fluide atmosphérique.

Les flux advectifs et diffusifs de quantité de mouvement par unité de masse d’un fluide géophysique (ou équation de Navier-Stokes) : une manière véritablement élégante de décrire la conservation de la quantité de mouvement dans un fluide, qui peut être dérivée de la deuxième loi newtonienne et énoncée comme suit :

d(ρv)/dt = –∇p + μ∇²v + ρg + F, (26.1)

où le vecteur v dénote la vitesse du fluide ; t le temps ; p la pression ; ρ la masse volumique du fluide ; μ la viscosité cinématique ; ∇² le laplacien vectoriel ; g l’accélération gravitationnelle ; et F toute force extérieure agissant sur le fluide.

Exprimée dans sa forme dite d’équation d’Euler :

∂v/∂t + (v ⋅ ∇)v = –1 ⋅ ρ^–1 ⋅ ∇p + g + F, (26.2)

où le vecteur v dénote la vitesse dite eulérienne du fluide ; ∂v/∂t la dérivée partielle de cette vitesse par rapport au temps t ; ∇p le gradient de la pression ; ρ la masse volumique du fluide ; g l’accélération gravitationnelle ; et F les forces externes/inertielles (dont la force de Coriolis).

La conservation de l’énergie dans un milieu fluidique comme l’atmosphère :

∂θ_T/∂t + v ⋅ ∇θ_T = Q, (27)

où θ_T dénote la température potentielle ; ∂θ_T/∂t la dérivée partielle de cette température potentielle par rapport au temps t ; v la vitesse du fluide ; ∇θ_T le gradient horizontal de la température potentielle ; et Q les sources de chaleur intra-atmosphérique.

Etc.

Réflexions conclusives : le climatisme est un hubris technocratique

L’écologisme climatiste institutionnel et toute sa logique politicienne de culpabilisation face à un écosystème climatique naturellement variable constitue depuis déjà plusieurs décennies une attaque radicalement éco-maniaque contre l’intelligence – et par-là contre l’existence même de l’homme en sein du système Terre-atmosphère, dont nous avons ici très sommairement traité, au seuil d’un nouvel été dans l’hémisphère nord. Mais la présumée «science» et le discours alarmiste qui sous-tendent cette vision du monde et la présentent comme trouvant son origine dans un «dérèglement» climatique anthropique sont tout sauf scientifiquement sérieux, rigoureux et crédibles, du moins lorsqu’on veut bien faire l’effort de les mesurer à l’aune de la réalité des forces et des facteurs qui constituent et gouvernent notre structure environnante géo-atmosphérique.

Les voix qui s’élèvent (de plus belle lorsque revient l’été) pour exhorter à la prise de conscience de l’«urgence climatique» et qui, dans leur idéologie viscéralisée, surestiment l’ampleur des événements météorologiques localisés pour laisser croire à un réchauffement planétaire «sans précédent», portent un très grave préjudice à l’ensemble des populations du monde, à commencer par les plus défavorisées d’entre elles, donc aussi les plus vulnérables. Le colonialisme contre-carbone, que prêchent de concert artistes, starlettes décérébrées de la planète showbiz, personnalités en tous genres et autres idiots utiles de bon ton s’affublant des couleurs du signalement vertueux sur les réseaux sociaux, fait le lit des classes politiques et financières bruxello-davosiennes, dans le but de leur appropriation d’une part toujours plus large des fonds publics et privés ; et donc de l’appauvrissement toujours plus systématique des contribuables gagne-petit, de plus en plus marmiteux et méprisés par les élites préposées à la «neutralité carbone» (l’élimination prétendument «morale» du CO₂).

L’homme «éco-durable», hyper-marchant et wokisé par mimétisme discriminatoire inversé croit dur comme fer au «dérèglement» climatique et se croit en outre investi d’une mission morale supérieure et pressante, justifiant à ses yeux la mise en œuvre d’une hégémonie alarmiste éco-punitive et d’une tyrannie bureaucratique proportionnée à la «crise» du climat. Le délire idéologique qui l’anime lui cache la réalité et le fait que l’urgence la plus criante à laquelle nous soyons aujourd’hui confrontés réside, non pas dans un «réchauffement de la planète» provoqué par nos émissions de CO₂, mais bien dans le désastre sanitaire et financier (austérité, inflation, famine, paupérisation énergétique) que provoque un peu partout le programme de «transition énergétique» imposé aux populations par folie climatiste collective et par démesure technocratique – allant jusqu’à interdire aux pays en voie de développement l’accès et l’utilisation de cuisinières à gaz, les encourageant à s’en tenir à ces «énergies renouvelables» que sont le fumier et le bois, pourtant très néfastes pour l’environnement et surtout pour ceux qui en respirent les émanations… Ah, j’oubliais, il faut avant tout «protéger l’environnement», donc réduire autant que possible la taille des populations, surtout de ces pauvres Africains, donc les laisser respirer leurs propres déjections humaines et animales recyclées pour cuisiner et se réchauffer un minimum, pendant que nous continuerons de prêcher la bonne parole de l’éco-transition, tout en jouissant de nos smartphones (constitués de minéraux rares, entre autres le cobalt, dont l’extraction en terre congolaise passe par l’exploitation d’enfants très jeunes¹⁴), de nos maisons chauffées et climatisées, de nos villas en bord de mer, de nos viandes succulentes et de nos plats raffinés cuisinés au gaz, de nos produits bio, de notre eau potable, de nos douches chaudes et confortables, de nos voyages de pontes intergouvernementaux patentés, de nos jets privés, etc.

Tel est bien l’esprit nauséabond qu’est cet hubris technocratique incarné en nos vipères élitistes hypocrites aux commandes de la guerre anti-carbone et de ce grand maboulisme institutionnel, à la fois criminel et vain, en matière de directives énergétiques supranationales.

Faire l’effort d’un retour réaliste à la physique du climat nous permet de commencer par prendre les militants climatistes pour ce qu’ils sont à proprement parler : des négationnistes de la réalité climatique du système géo-atmosphérique dans lequel nous vivons. Ce sont eux qui, niant que le climat fluctue naturellement – sans concours perturbateur significatif de l’homme – et qu’il le fait à des vitesses et à des amplitudes bien supérieures à celles que nous connaissons aujourd’hui en régime de transformation industrielle intense, s’avèrent les plus farouches négationnistes en matière de physique comme en matière de climat, par malice idéologique, par paresse intellectuelle, par aveuglement idéologique, par ignorance de données fondamentales…

En réfléchissant de manière réaliste sur la situation qui, précisément, nous environne réellement – alors même qu’il n’est plus à prouver que le réchauffisme climatiste constitue un stratagème multimilliardaire de contrôle politique effréné sur fond de science factice (incriminant le plus vital et le plus vert des gaz qui soit) –, on parvient très vite au dégonflage de la bulle narrative de l’alarmisme simplificateur¹⁵. La complexité physique du système climatique géo-atmosphérique dans lequel nous vivons permet de prendre en compte, dans une certaine mesure ne serait-ce encore que très schématique, l’échelle et l’entrelacement des différents processus à l’ouvrage au sein de ce système multivariable vraiment intelligent. L’objet de cet article n’était que de le souligner, sans chercher à développer davantage ; suffisamment néanmoins pour contrebalancer l’importance démesurément exagérée qu’accorde aux effets du CO₂, par idéologie réchauffiste, la théorie climatiste usuelle.

Le CO₂ n’est qu’un facteur parmi une multitude d’autres processus interagissant dans le cadre de la formation des conditions météorologiques atmosphériques et du climat diversifié sur Terre. Le climat et ses fluctuations sont inéluctables. Aucune mesure écologiste n’y changera jamais rien… Notre biosphère ne pourrait exister sans CO₂, lequel constitue la nourriture fondamentale des plantes vertes. Une augmentation de la concentration du CO₂ atmosphérique leur profite au premier chef, ainsi qu’à toute forme de vie sur Terre, dont nous faisons partie intégrante.

Par contraste, le dépeuplement et la désindustrialisation appelés des vœux des des éco-sadiques de gauche, de droite et de nulle part sont des «solutions» empreintes de nihilisme en réponse à une alarme injustifiée, trompeuse et factice à souhait. En s’appuyant sur les principes d’une physique réaliste et sur ceux de la saine logique, on en récuse sans difficulté les inepties et les prétentions folles. Nous remercions le lecteur attentif de nous avoir lu jusqu’à la fin.

Notes :

«Imaginations climato-illogiques : de l’urgence d’un retour à la science physique apolitique» (reseauinternational.net)
L’absence de réflexion et de sens commun est tellement ancrée dans certaines cervelles réchauffistes qu’on en est encore à leur expliquer, semble-t-il en pure perte, que les technologies éolienne et solaire (au demeurant très polluantes) ne peuvent être produites qu’à partir d’énergie nucléaire et de combustibles fossiles (avant même de parler de leur propre capacité réduite, intermittente, de production d’énergie).
https://www.lundygrandpre.fr/créations
Celui de la feuille de route de l’oligarchie européistes et de ses intérêts techno-mondialistes.
«Tromperie méthodologique, rayonnement fictif et incendies forestiers à une époque d’alarmisme durable» (reseauinternational.net)
En tant qu’elle puisse être authentiquement qualifiée de science, dans la mesure (tristement trop marginale) où elle ne participe pas au matraquage climatiste et aux desseins multimilliardaires des architectes de la sacrosainte «transition énergétique».
Comme l’indique le Dictionnaire de l’Académie française et qui correspond exactement à son application en physique atmosphérique : «Mot latin signifiant “mouvement de glissement, d’écoulement”»
La variation des conditions de température et de pression dans l’atmosphère affectera les valeurs respectives de L_v et de L_c. Mais le schéma de mesure quantitative de Q_L reste le même.
L’équivalent du rapport entre la masse de vapeur d’eau m_v-e et la masse totale m_tot d’air humide d’un système donné d’observation : q = (m_v-e/m_tot).
L’humidité relative de l’air (φ) se définit comme le rapport entre la pression réelle de la vapeur d’eau (P_v) et celle de la vapeur d’eau de saturation (P_sat) à une température donnée : φ = (P_v/P_sat) × 100.
L’évapotranspiration de référence devient spécifique en adoptant tel ou tel indice particulier dans la mesure où elle varie en fonction de chaque espèce de plante évapotranspirante.
«A new METEOSAT «water vapor» archive for climate studies», L. Picon et al. (2003), Journal of Geophysical Research: Atmospheres (Volume 108, Issue D10) – Wiley Online Library.
Rappelant de nouveau ici la définition mathématique du gradient du champ scalaire F, à savoir ses dérivées partielles dans les trois directions de l’espace : ∇F = (∂F/∂x)i + (∂F/∂y)j + (∂F/∂z)k.
Sacrifiés comme des bêtes de portage, loin de nos remords de consommateurs «justifiés» d’appareils électriques, y compris de véhicules à batteries électriques (extrêmement polluantes) : «Children as young as seven mining cobalt used in smartphones, says Amnesty», The Guardian.
Au sens de simpliste.