J'ai lu leur article en diagonale. C'est une série de petits modèles assez sympas, niveau prépa, mais compréhensibles en terminale je pense. J'essaie de vulgariser sans faire de calculs ci-dessous, en simplifiant peut-être encore un peu plus leurs modèles. L'idée générale, c'est que pour faire un bilan thermique, un bilan radiatif est insuffisant.
Tout d'abord, il faut noter qu'il y a trois types majeurs d'échanges thermiques : radiation, convection et conduction.
Le modèle "couche de polystyrène", tel qu'on se l'imagine naïvement, est un modèle purement conductif. Au sens où tu imagines que la surface tout en haut se réchauffe, et qu'elle diffuse une partie de sa chaleur à la plaque du dessous, etc. A l'équilibre, tout devrait avoir la même température que la couche supérieure. En fait, il n'y a pas d'effet de serre.
Le véritable modèle de l'effet de serre est un modèle de type "N vitres", qui va être purement radiatif. Sans écrire les équilibres, il faut juste retenir que les propriétés de ces "N vitres" ne sont pas modifiées par l'ajout de CO2 au delà de 200ppm. Il ne devrait donc pas y avoir d'effet de serre supplémentaire.
Toutefois, le bilan thermique qui est écrit est insuffisant, dans la mesure où il ne s'agit que d'un bilan radiatif. Il faut ajouter la convection et la conduction. Dans le cadre d'un fluide comme l'atmosphère, la conduction va être négligeable devant la convection. Pour simplifier leur modèle, ils font l'hypothèse que leur convection impose un gradient de température constant dans l'atmosphère.
Dans notre modèle à N vitres, le rayonnement était globalement arrêté à la 10ème vitre. Si tu saupoudres un peu de CO2 là-dessus, tu vas t'arrêter à la 6ème vitre, par exemple. Tu n'as plus que 6 vitres pour arrêter la chaleur ; ces 6 vitres vont plus chauffer. Comme on a fait une hypothèse de gradient constant : si le haut est chaud, le bas doit suivre.
Si ce petit modèle était vrai (ou approchait suffisamment la réalité), on devrait observer une augmentation de la température de la haute atmosphère. Je sais qu'il s'agissait d'un sujet de discussion assez important quand je m'étais intéressé à l'effet de serre, résolu à coup de screenshots de mesures satellites NASA sur la haute atmosphère, mais je ne sais pas si ça a été vérifié. Enfin, les ressources devraient se trouver sur WUWT ; les mecs sont plutôt bons.
Le problème actuel de la climatologie - ou plutôt de l'argumentaire grand public de la climatologie réchauffiste, je ne suis pas allé assez loin dans les publications pour vérifier -, ce n'est pas vraiment qu'ils utilisent des modèles très compliqués, mais plutôt qu'ils n'ont pas vraiment d'approche expérimentale claire de la forme : "si notre modèle est bon, alors on devrait observer tels phénomènes". On a plutôt l'impression qu'ils font de l'overfitting sur les données pour dire : "Eh ! Les mecs, on réussit à prévoir les 20 dernières années en ayant fait tourner notre ferme pendant deux jours ! Ca veut dire que notre modèle est parfait."