L'une des questions fondamentales pour les climatologues est de savoir dans quelle mesure la production solaire peut varier à l'avenir. L'effet global du soleil sur l'atmosphère terrestre signifie que même de légers changements d'éclairement peuvent avoir des implications importantes pour le climat mondial.

Cependant, les scientifiques ne peuvent qu'émettre des hypothèses sur l'ampleur moyenne de la variabilité lorsque le soleil passe d'un cycle solaire d'environ 11 ans au suivant. Ils ont accumulé plusieurs décennies d'observations satellitaires. Mais bien que de telles observations soient conçues pour être précises, ils ne sont pas tout à fait exacts et ne peuvent pas révéler des changements potentiels dans la sortie du soleil au cours d'événements passés tels que le minimum de Maunder des années 1600 et du début des années 1700, une période d'activité exceptionnellement faible des taches solaires.

Si les observations du soleil ne remontent pas assez loin dans le temps pour fournir des données sur sa variabilité, quelles options reste-t-il ?

Une équipe de chercheurs du National Center for Atmospheric Research (NCAR) et de la Tennessee State University a mis au point une nouvelle approche. Plutôt que de se concentrer sur le soleil, ils ont analysé les données existantes d'un réseau de télescopes entraînés sur 72 étoiles semblables au soleil. En appliquant des techniques statistiques aux observations, prises de 1993 à 2017, ils ont rassemblé une image de la variabilité du soleil qui est statistiquement équivalente à des observations remontant à 1750.

"Ces ensembles de données à long terme d'observations stellaires peuvent dire des choses importantes sur les étoiles, le soleil, et le climat de la Terre, " a déclaré Ricky Egeland, scientifique du NCAR, co-auteur d'une étude récente sur la recherche. "Ce sont le genre d'observations qui, s'ils continuent, peut améliorer notre compréhension fondamentale de la variabilité solaire et du climat de la Terre."

L'étude est publiée dans Le Journal d'Astrophysique .

rétrécir la gamme

Les premiers résultats de l'équipe de recherche indiquent que les variations du rayonnement solaire total depuis 1750 sont en moyenne de 4,5 watts par mètre carré, ou W m ^-2 (une mesure standard utilisée par les climatologues pour mesurer l'étendue du réchauffement solaire de l'atmosphère terrestre).

Les auteurs ont averti que ce nombre diminuera probablement considérablement avec les observations futures car, statistiquement, plus une variabilité est mesurée, moins sa moyenne change dans le temps dans la plupart des cas. (Pour comprendre pourquoi, imaginez que vous calculez la variation moyenne des températures élevées quotidiennes dans une ville en particulier. Si vous ne mesurez que deux jours, un en hiver avec un maximum de 20 degrés et l'autre en été avec un maximum de 90, alors la variation moyenne est de 70 degrés. Mais si vous continuez à mesurer les mêmes jours pendant des années, cette variation moyenne chutera à moins d'un degré.)

La génération d'une estimation précise de la variation solaire est essentielle pour comprendre l'impact de différents facteurs sur le climat mondial. La variabilité solaire est actuellement estimée par des extrapolations brutes comme allant de -0,3 à +0,1 W m ^-2 depuis 1750 selon les extrapolations du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat. En comparaison, les émissions sociétales de gaz à effet de serre au cours des dernières années ont un impact thermique estimé à environ 2,2 W m ^-2 depuis 1750, selon le GIEC.

La nouvelle technique peut confirmer l'estimation du GIEC de la variation solaire, ou il pourrait être utilisé pour l'affiner.

« En utilisant cette approche, vous obtenez des mesures de plus en plus précises des étoiles au fil du temps, et vous obtenez une meilleure idée de la façon dont une étoile comme le soleil va se comporter sur des échelles de temps de 25 à 50 ans, moments où nos enfants seront en vie", a déclaré le scientifique du NCAR, Philip Judge, qui a co-écrit l'étude.

Les auteurs ont déclaré que des observations continues avec le réseau de télescopes photométriques de l'observatoire Fairborn en Arizona fourniront de meilleures estimations à long terme de la variabilité solaire.

"Ces ensembles de données uniques représentent les mesures les plus précises existantes de la variabilité de la luminosité dans les étoiles semblables au soleil, " a déclaré le co-auteur Gregory Henry de l'Université d'État du Tennessee, qui a consacré les 25 dernières années à effectuer ces mesures avec la gamme de télescopes robotiques de TSU en Arizona. « Si nous pouvons continuer à faire ces observations pendant encore une dizaine d'années, nos ensembles de données deviendront encore plus précieux dans la quête pour comprendre la variabilité climatique à long terme sur Terre. »