L’énergie émise par le Soleil n’est pas constante, et présente des variations avec le cycle d'activité magnétique solaire, le célèbre cycle de 11 ans.
Figure a) Variation de l'irradiance solaire totale (TSI) mesurée en W/m2. C'est le flux d'énergie solaire intégrée sur tout le spectre arrivant à la surface de l'atmosphère terrestre, à la distance moyenne Soleil-Terre. Ces variations sont de faibles amplitudes et ont été mises en évidence récemment.
Figure b) Variation du nombre du nombre de taches solaires (le cycle de 11 ans apparaît nettement).
On voit la très nette et claire corrélation entre ces 2 observables de l'activité solaire.
On peut alors se demander quelle est l’impact sur la Terre. On sait que le spectre du rayonnement arrivant au sommet de l’atmosphère terrestre n'est pas le même que celui atteignant la surface terrestre. Les variations du rayonnement solaire entraînent une variation de l’énergie reçue au niveau de l’atmosphère terrestre, qui est une région fondamentale des mécanismes météorologiques et climatiques. Depuis le XVIIIème siècle, il a été suggéré que le Soleil joue un rôle dans le climat terrestre et de nombreuses corrélations ont été observées entre des indices climatiques et des phénomènes solaires (e.g.T(t)) sans pour autant que leur relation soit clairement établie. Grâce aux relevés du nombre de taches depuis le XVIIème siècle, il a d’ailleurs été remarqué la corrélation entre des périodes de fiable activité, voire d’activité nulle (comme les minima de Maunder ou de Spörer) coïncidant avec des périodes très froides. Le lecteur pourra aussi se reporter à Mendoza (2005) pour une discussion des origines des variations de la TSI et de son influence sur la climat terrestre.
Légende - Evolution (article dont est tiré l'image) :
- la température dans l'hémisphère nord T(11yr) par rapport à la température moyenne entre 1951-1980 (courbe orange),
- du nombre de taches solaires (courbe bleue).
Depuis le début du XXème siècle, un réchauffement global moyen de 0.6 ± 0.2°C a été mesuré (e.g. IPCC TAR 2001), attribué principalement voir uniquement à l’influence de l’homme sur le climat. De nombreux travaux portent actuellement sur la contribution de la variabilité solaire au changement climatique terrestre et de nombreuses tentatives sont effectuées pour estimer au mieux l’impact de la TSI. Ainsi Lean et al. (1995) a montré qu’entre 1610 et 1860 la moitié du réchauffement global provient du Soleil et que 65% de ce réchauffement s’est produit depuis 1970.
Légende: évolution d'une TSI reconstruite et de la température dans l'hémisphère nord. Le plateau du milieu du XVIIème est ce qu'on appelle le minimum de Maunder correspondant à une période glaciaire européenne.
Ces conclusions sont soutenus par Solanki_& Krivova (2003)
qui ont montré que 30% de ce phénomène aurait une origine solaire. De plus Solanki_et al. (2004) ont montré que le niveau actuel d’activité de ces 70 dernières années et sa durée sont exceptionnelles. Sur les 11000 dernières années, le Soleil n’aurait présenté une activité si élevée que pendant 950 ans avec des durées moyennes de ces périodes de seulement 30 ans. La figure ci-dessous représente le nombre de taches solaires reconstruit à partir des relevés des concentrations des isotopes cosmogéniques de 14C dans les anneaux de croissance de arbres et de 10Be emprisonné dans les glaces antartiques.
→ " According to our reconstruction, the level of solar activity during the past 70 years is exceptional, and the previous period of equally high activity occurred more than 8,000 years ago.We find that during the past 11,400 years the Sun spent only of the order of 10% of the time at a similarly high level of magnetic activity and almost all of the earlier high-activity periods were shorter than the present episode. Although the rarity of the current episode of high average sunspot numbers may indicate that the Sun has contributed to the unusual climate change during the twentieth century, we point out that solar variability is unlikely to have been the dominant cause of the strong warming during the past three decades."
Légende: comparaison entre le nombre de taches solaires mesuré (GSN, courbe rouge) et reconstruit d'après des isotopes cosmogoniques (SN, bleue, verte, tirets rouges).
Le rôle du Soleil dans les variations climatiques actuelles sur Terre n'est cependant pas encore démontré sans ambiguïté. On sait que dans le passé des périodes glaciaires ont coïncidé avec des périodes de faible activité solaire (ex : les années précédant la révolution française). On peut noter aussi que les variations de l'irradiance solaire mesurées (càd depuis les premières missions spatiales des années 70) sont très faibles : 0.1%. D'après le compte-rendu du dernier rapport du GIEC, le forçage radiatif dû à l'irradiance solaire est très faible et ne présente qu'une contribution négligeable au réchauffement climatique. Une récente revue parue dans la revue Nature (Variations in solar luminosity and their effect on the Earth's climate) conclue aussi que la faiblesse des variations solaires actuelles ne peut contribuer significativement au réchauffement. Cependant la mauvaise connaissance de variations spectrales (UV notamment ) ne peut exclure l'absence de mécanismes influant. Enfin on connaît aussi très mal les variations à long terme et très long terme du Soleil.
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