Qu'est ce que l'atmosphère ? :

L'atmo-sphère, littéralement "sphère de vapeur", enveloppe la Terre; son altitude est estimée à 1000 km. Néanmoins, nous ne nous intéresserons ici qu'à la Troposphère, la "1ère sphère" qui entoure la Terre, et qui représente près de 80% de la masse d'air totale. Son altitude est de 5 km (aux pôles) à 18 km (à l'équateur) ; cela représente une altitude moyenne de 12 km, c'est à dire pas beaucoup plus que le massif de l'Himalaya (qui représente alors pour l'air de la Troposphère une véritable muraille). Les raisons de cette variation d'altitude demanderaient à être explicitées (cela viendrait de la rotation de la Terre sur elle même et de la force centrifuge). Ramenée au rayon de la Terre (6400 km), l'atmosphère est une pellicule épaississant la Terre de 0,2%, l'équivalent d'1 mm d'épaisseur sur une boule de 1 mètres de diamètre, ou encore d'une couche de peinture. Autre représentation : 10 km de hauteur comparés aux 40000 km de circonférence terrestre, cela représente 0,025% de la circonférence, l'équivalent d'un drap de 1 mm d'épaisseur sur une longueur de 4 mètres . Cette fine épaisseur permettra ainsi de mieux comprendre les difficultés de circulation atmosphérique de l'équateur aux pôles.

Pourquoi existe-t-il une atmosphère ?

Pourquoi existe-t-il une atmosphère sur la Terre, et pas sur Lune ? Surtout lorsqu'on pense que la Lune est issue de la Terre (comme Eve de la côte d'Adam :-)). Lunatique par définition, la Lune a donc perdu son atmosphère. Pourquoi cela ? A cause de la "vitesse de libération" !... La vitesse de libération représente la vitesse minimum que doit acquérir un corps partant du sol pour pouvoir quitter l'attraction planétaire : 11.180 m/s pour la Terre, soit plus de 40.000 km/h ! C'est à dire la vitesse nécessaire pour faire le tour de la Terre en 1 heure ... Notre bonne vieille Terre nous tient bien (à titre de comparaison, dans nos conditions moyennes, une grosse molécule de gaz diffuse à 100 m/s ou 360 km/h ou 1% de la vitesse de libération, le mouvement brownien d'une molécule d'hydrogène est de 1800 m/s ou 6000 km/h, mais à 200 km d'altitude un satellite tourne bien dans les 8000 m/s). Néanmoins, et bien qu'il soit établi que la vitesse de libération soit indépendante de la masse de l'objet ou de la particule, on suppose que l'hydrogène et l'hélium ont disparu de la surface terrestre pour la raison suivante : pour une même quantité d'énergie reçue, l'hydrogène et l'hélium auraient de part leur très faible masse acquis une vitesse supérieure à la vitesse de libération de 40.000 km/h.

De quoi est constituée l'atmosphère ?

Les gaz purs qui peuvent exister aux conditions de température et de pression terrestres, du plus léger au plus lourd, sont : H2 (hydrogène), He (hélium), N2 (azote), O2 (oxygène), F2 (fluor), Ne (Néon), Cl2 (chlore), Ar (argon), Kr (krypton), Xe (xénon), Rn (radon).

Gaz principaux existants sur Terre, et sur les autre planètes à titre de comparaison :

Avec le brassage thermique, la répartition des gaz est relativement uniforme quelque soit l'altitude :

Parmi les autres gaz importants d'un point de vue thermique,

En masse cela représente (Tt = mille milliard de tonnes = 10^12):

La masse totale étant ainsi de 5151 Tt.

En moyenne, 76% de N2 + 23% O2 + 1% Ar = 0,76*28 + 0,23*32 + 0,01*36 = 29,00

Ainsi, une "mole d'air" pèse 29 grammes (un peu plus qu'une mole de N2).

Pourquoi la pression diminue-t-elle avec l'altitude (et de combien) ? :

Tous ces gaz ne tiennent sur Terre que par la force de gravité, que nous supposerons constante sur cette faible hauteur relative (0,2% du rayon terrestre, rappelons le). Tout comme des briques ou des sacs, ces couches de gaz appuient les unes sur les autres, celles du dessous supportant celles du dessus.

En première approximation, nous supposerons que l'air n'est pas compressible. La surface terrestre étant de 510 M.km2, les 5151000000 M.Tonnes représentent en moyenne 10,1 Tonnes par m2 (soit 1 kg/cm2). 10 tonnes, c'est le poids d'air que nous supportons quand nous nous allongeons ! Mais nous ne nous en rendons pas compte, car cette même pression règne à l'intérieur du corps et équilibre la poussée. A 0,029 kg/mole, 10,1 Tonnes sont constituées de 348276 moles. A T=0°C et P=1 atm, selon la loi des gaz parfaits V=7809 m3, c'est à dire une hauteur de 8 km (pour 1 m2 de surface). Si sur une balance on voulait équilibrer la masse d'une colonne d'air de 8 km de haut, il faudrait une colonne d'eau de 10 mètres de haut (sur une base de 1 m2) ; c'est le principe du baromètre au mercure (mercure bien plus dense que l'eau, puisque 0,7 mètre de haut de mercure sont suffisants pour équilibrer les 8 km d'air).

En seconde approximation, nous supposerons l'air compressible selon la loi des gaz parfaits ; c'est à dire que si la pression diminue de moitié, le volume augmente de moitié, à température constante. On a pu vérifier que l'air obéit à la loi des gaz parfaits : à la pression atmosphérique P=1 atm = 1,013 10^5 Pa, le volume d'une mole est de 22,4 l ou 0,0224 m3, R=8,32 et T est alors égal à 273 K ou 0°C. Par définition, P = F/S (une force par une surface), et selon le principe fondamental de la dynamique, F = m * g. Ainsi P = m/V*g*z ou dp=m/V*g*dz. Selon la loi des gaz parfaits, m/V est proportionnel à P/T. Donc, à température constante, dp/P=-f(dz) ou -k*lnP=H : la pression varie inversement à la hauteur ou à l'altitude. Pour une pression presque nulle (l'espace), cela supposerait une hauteur presque infini, si la vitesse de libération ne venait limiter le phénomène. Supposons une intégration jusqu'à 20% de la pression atmosphérique normale (soit 0,2 atm). L'altitude est alors de -ln(0,2)*Hauteur = 1,6*7809 = 12568 m (à T=0°C), soit environ les 12 km d'épaisseur moyenne de la troposhère (qui est en fait à une température inférieure à 0°C, donc à un volume ou à une hauteur un peu plus faible). A la hauteur du Mont Blanc (4810m), la pression est de 0,54 atm., la moitié de la pression de bord de mer. Au sommet de l'Everest (8846m), la pression est de 0,32 atm., le tiers de la presssion de bord de mer.

Pourquoi l'eau peut elle s'évaporer à température ambiante ? :

L'état liquide peut s'apparenter à une forme condensée de gaz ; d'où le regroupement de liquide et de gaz sous le terme de "fluide". Si un solide (métallique ou pas) possède une force de cohésion suffisante pour garder sa forme, il n'en est pas de même d'un fluide qui épousse la forme de son récipient, et en son absence a tendance à s'étendre.

Sans atmosphère, un liquide se vaporiserait de suite. *** A ne pas confondre avec l'apesanteur : si le capitaine Haddock voit son whisky partir en boule, ce n'est qu'une conséquence de l'apesanteur, qui laisse la pression atmosphérique reignant dans la fusée appuyer sur le liquide de tout côté avec la même force.*** L'océan (du capitaine Haddock) est ainsi une conséquence de l'atmosphère. Sans atmosphère, pas d'océan possible sur la Lune ou sur Mars.

Partons du cas général du gaz, et donc plutôt que de parler de vaporisation, étudions plutôt la liquéfaction (qui est le mouvement inverse). Le gaz à une certaine température possède une certaine énergie, somme des énergies cinétiques des molécules (ce qui implique un certain volume et une certaine température). Pour le liquéfier, il est nécessaire de l'enfermer (voir le comprimer) et d'abaisser sa température. Prenons le cas de la vapeur d'eau. Lorsque la température baisse en dessous de 100°C, elle peut commencer à exister à l'état liquide, sous réserve que la pression soit au moins d'une atmosphère (1 atm). Si la pression était plus faible, par exemple 0,5 atm, il faudrait abaisser la température sous 85°C. Et à une pression encore plus faible comme 0,33 atm, il faudrait abaisser la température sous 70°C. En sens inverse, c'est la raison pour laquelle l'eau bout (= se vaporise totalement) à 100°C au bord de la mer (1 atm), à 85°C au sommet du Mont Blanc (0,5 atm) et à 70°C au sommet de l'Everest (0,33 atm). C'est la pression totale environnante qui détermine si un fluide peut commencer à se transformer en liquide ou pas.

Poursuivons l'exemple : à 0,07 atm, la vapeur d'eau peut se liquéfier si sa température descend sous 40°C, à 0,03 atm sous 25°C, et à 0,01 atm sous 7°C. A contrario, un liquide a tendance à se vaporiser : à 100°C, son énergie peut vaincre une pression de 1 atm maximum, à 25°C elle peut vaincre une pression de 0,03 atm maximum.

Ainsi à 25°C, l'eau liquide peut se vaporiser jusqu'à donner une pression de vapeur d'eau maximum de 0,03 atm (cette part de vapeur d'eau dans l'air est appelée "pression partielle"). Au delà de 0,03 atm, le liquide n'a pas assez d'énergie pour continuer à se vaporiser (on peut également considérer qu'il y a équilibre, avec autant d'eau qui se vaporise que d'eau qui se liquéfie). Ainsi à 25°C, 3% d'humidité absolue (0,03 atm.) dans l'air est le maximum possible d'humidité possible (on dit alors que l'air possède une humidité relative de 100%). C'est ainsi qu'un liquide continue à se vaporiser en permanence jusqu'à obtenir la saturation de l'atmosphère environnant. Une eau à 25°C se vaporisera donc dans l'air ambiant à 25°C, tant que l'air ambiant surplombant cette eau ne sera pas saturé avec 3% de vapeur d'eau (/air). A la saturation (3% d'eau dans l'air, c'est à dire100% d'humidité relative), un léger film de brouillard apparait alors si l'air se refroidit.

C'est également pourquoi un air qui a été réchauffé n'est pas saturé et permet d'accueillir de l'évaporation ; c'est ainsi que le linge peut sécher dans un air à 15°C non saturé (qui plus est avec du vent qui renouvelle l'air non saturé sur le linge), et ne peut pas sécher dans un air à 30°C saturé en humidité. C'est également pourquoi l'air de montagne est qualifié de "sec" car, froid il possède maximum 100% d'humidité relative qui correspond à 7°C à maximum 1% d'humidité absolue, mais réchauffé à 25°C ce 1% d'humidité absolue ne représente plus que 30% d'humidité relative (d'où le qualificatif d'air sec lorsqu'il a été réchauffé).

L'atmosphère :

S'il n'y avait pas d'atmosphère, nous avons calculé que :

L'effet de serre :

On mesure que le sol terrestre est à +15°C, soit 390 W/m2. C'est à dire une valeur supérieure au rayonnement solaire de 342 W/m2 ! Au nom du principe de conservation de l'énergie, comment cela est il possible ?

Tout se passe comme si la Terre emmagasinait de la chaleur avant de la restituer. Ce phénomène est connu par les jardiniers sour le nom d'effet de serre. Le verre laisse passer le rayonnement solaire, et retient les IR (Infra rouge) dans la serre, ce qui fait s'élever la température.

Rayonnement reçu, et rayonnement émis (selon la loi de Planck) :

Nous constatons que le rayonnement émis (dans l'infra-rouge)

est bien distinct du rayonnement reçu (dans le spectre visible)

Comment un corps peut il en même temps laisser passer le rayonnement et retenir la chaleur telle une couverture ?

Au niveau atomique, la matière est essentiellement constitutée de vide (un atome autour duquel gravitent très loin des électrons). De ce fait, la plupart des corps sont transparents à de nombreux rayonnements, et opaques aux moins énergétiques ; par exemple le corps humain est pratiquement transparent aux rayons X (sauf les os), et opaque aux rayons visibles (et infra-rouge). De même, le verre est transparent aux UV, et opaque aux IR. L'atmosphère, comme le verre, peut être transparent au rayonnement visible (et UV), et opaque au rayonnement IR (et radio) ; en première approximation, on admettra que pour l'air la valeur frontière du rayonnement entre la zone transparente et la zone opaque est de 10 micromètres (c'est à dire dans l'Infra Rouge), laissant l'air transparent aux rayons solaires visibles (heureusement pour notre vision des choses !)

Les flux thermiques :

Notre Terre étant recouverte de nuages, de glace et de nappes d'eau, nous supposerons même que 40% du rayonnement solaire (à lenda = 0,5 micron) est directement réfléchi, et que donc 60% ou 205 W/m2 sont absorbés.

Sur ces 205 W/m2, supposons que 20% soient absorbés par l'atmosphère (à titre convectif), et 80% ou164 W/m2 absorbés par le sol et les océans. Rayonnés directement, ces 164 W/m2 (l'équivalent de 2 ampoules électriques/m2) émettrait à -41°C, ou 13 micromètres, c'est à dire au dessus des 10 µm frontière (même en cumulant les 41 W/m2 du convectif atmosphérique, l'émission serait à -28°C, ou 12 micromètres, soit toujours au dessus des 10 µm). Pour atteindre la longueur d'onde maxi de 10 microns, il se doit d'atteindre la température de 290K ou 17 °C. Ainsi l'atmosphère, transparente au rayonnement visible, opaque au rayonnement infrarouge, nécessite d'obtenir une température moyenne plus énergétique avant de laisser passer le rayonnement émis.

Mais il serait FAUX d'écrire que la Terre émet 390 W/m² (390 W/m² correspondant au rayonnement d'un corps à 15°C) ; c'est uniquement que son profil d'émission ressemble partiellement au rayonnement d'un corps "noir" à 15°C, ou 288 K :

Et c'est bien parce que certains corps (H2O, CO2, O3) sont opaques au rayonnement à 220K (-53°C) sur certaines longueurs d'onde, que la Terre peut rayonner à 288K (+15°C) sur d'autres longueurs d'onde.

Tous les gaz participent ils à l'effet de serre ?

En fonction de ce que nous venons de voir, tous les gaz (comme tous les corps) semblent pouvoir participer à l'effet de serre (en bloquant les rayonnements peu énergétiques), mais dans des proportions évidemment plus ou moins importantes.

Role de l'atmosphère par rapport au rayonnement incident (solaire) :

Selon la puissance du rayon incident, les effets sur les molécules sont différents :

* le principal rayonnement solaire est le rayonnement visible. 50 % de l'énergie est reçu dans des longeurs d'onde comprises en 0,4 à 0,8 micromètres. A cette fréquence, le rayonnement diffuse, c'est à dire qu'il est dévié, rendant le ciel bleu.

* les rayons moins énergétiques (>0.8 microns) représentent 45% de l'énergie. Dans le détail, les Infra Rouge font tourner les molécules, les micro-ondes les font tourner

* les rayons les plus énergétiques (<0.4 microns) représentent les 5% restants : ce sont les UV (Ultra Violet). Leur énergie permet de dissocier les molécules. Leur effet le plus fameux est le fractionnement des molécules d'ozone (O-O-O), cassées par un rayonnement de 0,2 à 0,3 µm (micromètre).

L'ensemble permet de comprendre les "trous" dans la réception (dessin de gauche) du rayonnement solaire :

légende : en bleu l'H2O, en rouge le CO2, en orange l'O3 (attention aux échelles !)

Rôle des molécules dans le rayonnement ré-émis :

L'atmosphère est à 99% constitué d'azote et d'oxygène, qui sont des molécules bi-atomiques ayant comme seul degré de liberté celui de vibrer longitudinalement : N=N et O=O absorbent l'énergie dans l'IR, au delà de 16 microns

Mais l'atmosphère possède d'autres molécules, qui peuvent jouer l'effet du verre de la "serre" :

* la vapeur d'eau : 17 Tt, cela représente une sphère de 17x10^15/((4/3x3,14x(6400x10^3)2)x18/22,4)= 123 mètre d'épaisseur à la pression "normale" (123 m est bien de l'ordre du % par rapport à une altitude de 8 km d'atmosphère)

H2O vibre à 2,5-3 et 6,2-6,5 µm, et au delà de 11 µm

* le gaz carbonique : 2,5 Tt, soit une sphère de 7 m d'épaisseur à la pression "normale" (qui est bien du 1/100 % sur une altitude de 8 km)

CO2 vibre à 4,3 µm, et au delà de 15 µm

* à titre de comparaison, on estime que la couche d'ozone aux conditions "normales" représenterait une couche de 3 mm.

Certains estiment ainsi, et en considérant l'âge du capitaine, pardon du gaz dans l'atmosphère (le "PRG"), que l'effet de serre serait dû au 2/3 par la vapeur d'eau et 1/3 par le gaz carbonique, les autres gaz (comme l'ozone ou le méthane) étant négligeables (de l'ordre du %) dans cet effet. Ce "PRG" ayant une part d'arbitraire, le scepticisme scientifique recommanderait de le manier avec des pincettes...

Quel peut être l'effet d'un doublement du taux d'un gaz à effet de serre dans l'atmosphère? Cela dépend de la valeur "K*L" de la formule d'absorption de Bouger, mais sa décroissance sera exponentielle.

K*L peut varier d'une valeur proche de 0 (transparence) à environ 5 (très opaque). Prenons une valeur relativement transparente K*L=1. Si la concentration dans l'atmosphère double, l'épaisseur L double, et donc le coefficient K*L. Nous passons de exp(-1) à exp(-2). C'est à dire que le flux absorbé passe de 63% à 86%, soit dans ce cas une augmentation de 36% de l'absorption (36% = 86/63). Le doublement de concentration d'un gaz dit à effet de serre (comme le gaz carbonique) augmentera mais ne doublera pas son pouvoir d'absorption ou d'opacité par rapport aux Infra-Rouges, c'est à dire qu'il ne doublera pas son effet de serre.

Nous avons calculé que la température d'équilibre du globe terrestre (avec ou sans les gaz atmosphériques) est d'environ -18°C. Si sa température monte localement (au niveau du sol grâce à l'effet de serre) à +15°C en moyenne, la température de l'air va naturellement diminuer de +15°C au niveau du sol à -18°C à haute altitude. Mais cela n'explique pas de manière simple qu'à 12 km d'altitude, la température de l'air soit de -55°C.

Supposons que notre planète soit une boule de gaz, qui absorberait 1/3 (33%) de l'énergie solaire qui la traverse (rappelons que la Terre, qui est un solide faisant écran, n'en absorbe pas plus de 70%, 30% étant directement réfléchis). Selon la loi de Boltzmann, la boule de gaz rayonnerait à racine4(0,33x342/5,67^-8)= 212 K ou -60°C. L'absorption énergétique moindre du gaz air est la cause d'une température plus faible de l'atmosphère, que l'on ressent bien dès qu'on s'éloigne du sol solide.

Rappel de Thermique :

L'énergie va du chaud vers le froid (2ème principe, ou principe d'évolution de l'entropie)

Hypothèse de travail :

Le flux thermique moyen n'est pas homogène, nous l'avons vu : la Terre reçoit le flux solaire sur son côté exposé au Soleil, et pas de l'autre côté (hormis un léger clair de Lune, maximum 5% de l'énergie reçue directement du Soleil). De par sa rotation relativement rapide en 24 heures, cette hétérogénéité a été ici négligée. Par contre, l'énergie solaire reçue n'est pas la même selon que l'on se trouve au pôle ou à l'équateur, ce qui va générer des courants (atmosphériques et océaniques) pour équilibrer thermiquement l'ensemble.

Calcul du flux reçu localement :

Selon la latitude, le flux de 1367 W/m2 est reçu par la surface terrestre "normalement" (ou "perpendiculairement") à l'équateur jusqu'à être tangentielle aux pôles.

En première modélisation, cherchons à savoir quelle surface terrestre reçoit autant d'énergie qu'une autre ? Coupons la sphère en 20 tranches de hauteur h=R/10. Chaque tranche a donc la même surface. Calculons la puissance moyenne, en fonction de l'angle d'incidence.

Il apparait ainsi que la zone intertropicale du 23°Nord au 23°Sud (7-8-9-10) reçoit autant d'énergie que le reste de la planète (1-2-3-4-5-6) ou que 40% de la surface de la planète reçoit autant d'énergie que les 60% restant (ou encore qu'un m2 intertropicale reçoit 50% d'énergie en plus qu'un autre m2 de la Terre)

On conçoit alors aisément que dans la partie la plus chaude il y ait une immense cheminée équatoriale, c'est à dire que l'air chand monte par symétrie au niveau de l'équateur ; c'est la fameuse dépression de la zone dite du "pot au noir".

Considérons la surface terrestre développée en ellipse, de grand diamètre (équatorial) 40.000 km, et de petit diamètre (longitude) 20.000 km. On pourrait imaginer un mouvement convectif symétrique, s'élevant à l'équateur et redescendant aux pôles. Cela générerait néanmoins vers les pôles un fort phénomène d'étranglement.

Cassant ce fort etranglement, des cheminées ascendantes secondaires apparaissent dans la seconde zone (entre 23°N et 90°N). Situées selon notre tableau à la latitude de 41°, au niveau des Açores !!!

......en 1ère approximation au tiers de cette zone triangulaire, elles se situeraient vers le 55°N : ce sont les dépressions d'Islande (ou des Aléoutiennes).

La redescente des mouvements convectifs équatoriaux et tempérés situent dans la zone tropicale, et au niveau des Açores en été, zone de forte pression ou anticyclonique. Les vents générés entre tropiques et équateurs sont les alizés, entre tropique (ou Anticyclone des Açores) et dépressions (islandaises) sont les vents du Sud(-Ouest, cf force de Coriolis). De manière symétrique, les vents entre la dépression d'Islande et l'anticyclone polaire sont les vents de Nord(-Est, cf force de Coriolis).

Circulation d'air : quelle énergie peut véhiculer les masses d'air ?

L'air est thermiquement composé de 2 composants principaux : les gaz secs (azote et oxygène), et la vapeur d'eau.

Nous avons noté qu'il y avait environ 5150 Tt d'air. Avec une capacité calorifique de 0,28 W.h/kg.°C, une variation de 1°C génère une puissance de 1400 10^12 kW.h pour l'air sec. Pour la vapeur d'eau, pour une masse 300 fois moins importante, la chaleur d'évaporation est 700 fois plus importante, c'est à dire que la vaporisation joue autant qu'une élévation de la température de 2°C, soit un total d'environ 5600 10^12 kW.h. Et pour une élévation de 60°C (qui correspondrait à un transfert équatorial de 40°C à 15°C, et tempéré de 15°C à -20°C), environ 100.000 10^12 kW.h.

Circulation d'eau : quelle énergie peut véhiculer les courants marins ?

La surface d'une sphère est de 4xPixR^2, soit avec un rayon de 6370 km, une surface de 5 10^8 km2. Avec, sur les 3/4 de la surface, une profondeur moyenne de 3,4 km, cela représente une masse d'eau de 1.300.000 Tt, soit 250 fois plus que la masse atmosphérique. Avec une capacité calorifique de 1,16 W.h/kg.°C, pour une élévation de 2°C, cela représente 3.000.000 10^12 kW.h. Et pour un échange de température de 20°C (l'eau passant de 25°C à 5°C), 30.000.000 10^12 kW.h. C'est à dire 300 fois plus que l'échange atmosphérique.

Ainsi, le stockage d'énergie dans l'océan apparait être prédominant par rapport l'échange atmosphérique (dans le rapport de 300 à 1 !).

Ramené à une puissance théoriquement reçue de 342 W/m2, sur une surface de 5 10^8 km2, cela signifie une énergie instantanée de 170 10^12 kW par seconde. Cela signifierait 580 heures (ou 24 jours) de chauffe emmagasinée par l'atmosphère, et 176470 heures (ou 20 ans) de chauffe emmagasinée par l'océan.

Il est communément admis que l'atmosphère participe à même hauteur que la mer à la régulation thermique de la planète. Hormis le fait qu'un courant marin se déplace 10 fois moins vite qu'une masse d'air (respectivement 3 et 30 km/h), l'échange marin semble être nettement prédominant (de par les masses en mouvements et leur capacités calorifiques).

Comme le liquide d'un thermomètre, la masse d'eau aura tendance à occuper plus de volume sous l'effet de la chaleur.

- à 4°C, le volume occupé par 1000 kg d'eau est de 1 m3 (1 kg d'eau occupe 1 litre)

- à 25°C, le volume occupé par 1000 kg d'eau est de 1,005 m3 (environ)

c'est à dire qu'il y a une augmentation de (0,005 m3 / 21 °C=) 0,00025 m3 par degré (en moyenne pour 1 m3).

Avec un profondeur moyenne de 3,4 km, sur 1m2 de surface, une augmentation de 1°C provoque une dilatation de (3400 m3 x 0,00025 =) 0,850 m3, soit une surface constante de 1 m2, une montée des eaux de 85 cm par °C. Mais attention cette hypothèse simplificatrice ne tient compte ni de la fonte des glaces terrestres, ni à l'inverse de l'augmentation de l'évaporation de l'eau dans l'air (rappelons que l'eau vaporisée représente l'équivalent d'une couche de 123 m à pression normale et qu'une partie de ces 85 cm peuvent se retrouver, avec le réchauffement, sous forme vapeur dans l'atmosphère).