Cycle solaire :L'irradiance solaire n'est pas constante. La luminosité de notre soleil varie sur env. période de onze ans, dans lequel le nombre de taches solaires varie également. L'image de gauche date de 2001 (maximum solaire), celui de droite de 2009 (minimum solaire). Crédit :NASA/ESA/SOHO
Il fait plus chaud sur Terre. Températures au cours de la période allant de 2001 à 2010, par exemple, étaient d'environ 0,2 degré Celsius de plus que la décennie précédente. Aucun scientifique sérieux ne doute que l'homme joue ici un rôle décisif. Néanmoins, d'autres facteurs influencent également le climat mondial, par exemple la géométrie de l'orbite terrestre et les éruptions volcaniques. Mais quel rôle joue le soleil ?
Quand le rouge, l'orbe rougeoyant du soleil s'enfonce dans la mer le soir, il peut offrir des moments de vacances paisibles et détendus. Et même au crépuscule, nous pouvons encore sentir la chaleur douillette du soleil pendant la journée. Encore, notre étoile est tout sauf inoffensive. Non seulement son rayonnement UV donne à certains de nos contemporains les plus insouciants un grave coup de soleil. Il est intrinsèquement extrêmement actif, et des parcelles de plasma chaud bouillonnent constamment à la surface, l'injection de fontaines de gaz dans l'espace. De plus, un vent de particules énergétiques souffle constamment, se rafraîchir occasionnellement jusqu'à l'orage, présentant un danger pour l'électronique sensible des satellites.
En plus de ces phénomènes de routine, la puissance radiante du soleil est également sujette à des fluctuations à long terme. Ceux-ci sont causés par le champ magnétique solaire, dont les lignes de champ sont, comme c'était, "fondu dans" le gaz électriquement conducteur. La forte turbulence fait tourner et tord les tubes à plasma comme des élastiques – qui parfois « cassent », puis amplifient le champ magnétique.
Ces activités conduisent à des phénomènes tels que des taches sombres ou des éruptions lumineuses; les premières sont des régions plus fraîches, ces dernières régions avec des points brillants d'aspect fibreux et sont plus chaudes que leur environnement. Le nombre de spots ou flares n'est pas toujours constant, mais varie selon un cycle d'environ onze ans. L'intensité totale du rayonnement solaire fluctue donc également au cours de cette période. Ces fluctuations sont en moyenne d'environ 0,1 pour cent. Cependant, les variations peuvent également fluctuer – en fonction de la longueur d'onde, parce que le soleil brille dans de nombreuses bandes différentes du spectre. Le rayonnement ultraviolet mentionné ci-dessus, par exemple, ce qui est particulièrement pertinent en ce qui concerne le climat, varie de quelques dizaines de pourcents dans les courtes longueurs d'onde.
Par son apport énergétique, le soleil peut influencer directement le climat de notre planète. Cependant, l'atmosphère ne laisse passer le rayonnement que dans des longueurs d'onde spécifiques, principalement en lumière visible; le reste est, en quelque sorte, absorbé par les molécules. Seule une partie du rayonnement atteint donc la surface de la Terre et peut la réchauffer. La surface irradiée, à son tour, émet de la lumière infrarouge, qui est alors retenu par les nuages ou les aérosols. Cet effet, sans laquelle la Terre serait d'environ 32 degrés Celsius plus froide, réchauffe l'atmosphère. Ces processus ressemblent aux conditions dans une serre.
Rayonnement solaire fluctuant :cette illustration montre les variations au cours du cycle solaire de onze ans ainsi que les variations à court terme causées par des groupes de taches solaires individuels et des éruptions solaires. La luminosité totale moyenne est représentée par la courbe grise. Les différentes couleurs représentent les mesures avec différents instruments. Crédit :PMOD
C'est là que le rayonnement ultraviolet joue son rôle. Il est impliqué dans une gamme de réactions chimiques différentes - les UV ne sont pas seulement des UV ! Par exemple, le rayonnement à des longueurs d'onde inférieures à 240 nanomètres favorise la formation d'ozone, UV de longueur d'onde plus longue, en revanche, détruit la même molécule. Et avec le rayonnement à différentes longueurs d'onde, différentes quantités d'énergie pénètrent dans la troposphère, la couche la plus basse de l'atmosphère, s'étendant jusqu'à environ 15 kilomètres au-dessus du sol.
Le soleil, cependant, émet non seulement des radiations, mais aussi un flux permanent de particules chargées électriquement, le solaire susmentionné. Si ces particules pénètrent dans les couches supérieures de l'atmosphère terrestre, ils éjectent des électrons des atomes d'azote ou d'oxygène, C'est, ils les ionisent. Ce processus influence la chimie atmosphérique - que ce soit, et si oui, comment cela impacte le climat, fait actuellement l'objet d'un débat.
Pour étudier l'influence du soleil sur le climat, les chercheurs regardent vers le passé. Ici, ils se concentrent sur l'activité magnétique de l'étoile, à partir de laquelle l'intensité du rayonnement peut être reconstruite. Il apparaît alors que le soleil produit un rayonnement plus intense durant les périodes actives – apparente grâce à de nombreux spots et éruptions – que durant ses phases de repos.
Le soleil a connu une telle interruption d'activité au cours de la seconde moitié du XVIIe siècle, par exemple :entre 1645 et 1715 son moteur a commencé à faiblir. Au cours de cette période, appelé le minimum de Maunder, L'Europe , L'Amérique du Nord et la Chine ont enregistré des hivers beaucoup plus froids. Et même l'été a été sensiblement plus frais dans certaines régions pendant ce « petit âge glaciaire ». Les peintures ont été faites à l'époque, montrant des patineurs sur la Tamise gelée, par exemple.
En repensant au passé, les scientifiques travaillent à la fois avec d'anciens enregistrements de données d'observation des taches solaires (à partir de 1610) et en utilisant la méthode C14, qui s'applique particulièrement bien au bois, comme l'apport de Carbone 14 au sol (arbres) n'est pas constant, mais aussi change avec l'activité solaire. Cet isotope radioactif est créé lorsque ce que l'on appelle les rayons cosmiques rencontrent une molécule d'air dans les couches supérieures de l'atmosphère terrestre.
Prise en compte de l'influence humaine :Les modèles ne peuvent reproduire les données d'observation que si les influences anthropiques sont incluses dans les calculs. Crédit :Rapport 5 du GIEC
Le champ magnétique solaire s'étend dans tout le système solaire et bloque partiellement les rayons cosmiques. Si le champ magnétique fluctue, la production de C14 aussi. De cette façon, l'écart entre l'âge des cernes des arbres et l'âge C14 représente une mesure de l'activité magnétique et par conséquent du pouvoir radiant du soleil.
Donc, Quelle est l'influence actuelle du soleil sur le climat ? Ce que l'on sait, c'est que la Terre s'est réchauffée d'environ un degré Celsius au cours des 100 dernières années. Au cours des 30 dernières années seulement, les températures ont augmenté à un rythme jamais vu au cours des 1000 dernières années. C'est un autre fait que la concentration de dioxyde de carbone a augmenté de 30 pour cent depuis le début de l'industrialisation au milieu du XVIIIe siècle.
Pendant toute cette période, le soleil a été soumis à des fluctuations périodiques d'activité. Et il n'y a certainement pas eu d'augmentation de la luminosité du soleil au cours des 30 ou 40 dernières années, plutôt une légère diminution. Cela signifie que le soleil ne peut pas avoir contribué au réchauffement climatique. En réalité, l'augmentation de température constatée au cours des dernières décennies ne peut être reproduite dans les modèles si seule l'influence du soleil ou d'autres sources naturelles est prise en compte (par exemple les éruptions volcaniques). Ce n'est que lorsqu'il est anthropique, qui est conduit par l'homme, les facteurs sont incorporés dans les données climatiques, sont-ils d'accord avec les données d'observation et mesurées.
Les chercheurs arrivent ainsi à la conclusion que l'augmentation des températures mondiales depuis les années 1970 ne s'explique pas par le soleil. La tendance de la température observée au cours des trois dernières décennies est linéaire – si elle est le résultat de l'augmentation de la concentration de gaz à effet de serre. En bref :l'influence humaine sur le climat est de plusieurs ordres de grandeur supérieure à celle du soleil.
D'autre part, l'opinion de certains scientifiques que la baisse actuelle de l'activité solaire va contrecarrer le réchauffement climatique, ne résiste pas à un examen attentif, que le réchauffement climatique est un fait et continue de progresser. En revanche, il semble possible que le soleil influence le climat à long terme. L'étendue exacte et les mécanismes précis restent flous, toutefois.