Les variations du rayonnement solaire (variations solaires) sont un terme qui caractérise les changements dans le temps du rayonnement actuel du Soleil, sa distribution spectrale et les phénomènes qui accompagnent ces changements. Une distinction est faite entre les composantes périodiques de ces changements, dont la principale est le cycle solaire de onze ans, et les changements apériodiques. En d'autres termes, l'énergie solaire qui quitte le Soleil et atteint la surface de la Terre varie périodiquement.
Il existe des composantes périodiques telles que les taches solaires de onze ans et le cycle apériodique. Au cours des dernières années du XXe siècle, l'activité solaire était surveillée grâce à des satellites artificiels en orbite. Grâce à d'autres indicateurs naturels, l'histoire a été déduite au cours des siècles précédents. Les climatologues sont intéressés à comprendre dans quelle mesure les variations solaires affectent le climat de la Terre.
Causes des variations du rayonnement solaire
Ces changements dans le rayonnement solaire sont dus à la quantité d'énergie émise par le Soleil et sont détectables grâce aux changements de luminosité, aux variations du vent solaire et du champ magnétique. Parmi les causes de ce phénomène, la plus probable a été formulée par Horace Welcome Babcock, qui affirme qu'il existe un lien entre les phénomènes électrodynamiques du Soleil et les phénomènes électromagnétiques.
Cela pourrait s'expliquer par la rotation différente de notre étoile sous plusieurs latitudes: par exemple, la zone équatoriale tourne tous les trois ans plus que la zone située à 50 ° de latitude; Cela pourrait produire une distorsion des lignes de champ magnétique qui quittent la surface, puis ré-entrent formant une sorte de boucle.
Observations des premières variations cycliques du rayonnement solaire
Heinrich Schwabe était un pharmacien allemand qui avait pour passe-temps l'astronomie. Pendant 17 ans, Schwabe a observé périodiquement le disque solaire tous les jours et a découvert qu'il y avait une légère augmentation de son nombre sur une période de 4,6 ans en raison d'une présence minimale de taches. Pendant ce temps, le rayonnement solaire a atteint une valeur maximale et a ensuite continué à diminuer pendant 6,4 ans jusqu'à atteindre un nouveau minimum. Au total entre les deux minimums 11 années écoulées.
Depuis le début des observations en 1755, il était courant de numéroter progressivement les cycles à partir de cette date. Nous en sommes maintenant au cycle 24, qui a débuté en juin 2009 et se terminera en 2020. Il existe une relation étroite entre le champ magnétique et le cycle d'activité.
Polarité des cycles solaires
George Ellery Hale et Seth Barnes Nicholson étaient deux astronomes américains renommés. Les deux astronomes ont indiqué que la polarité était inversée pour la plupart des taches solaires du même actif dans l'hémisphère nord du Soleil, si nous considérions l'hémisphère sud.
Cette disposition restera compatible pendant toute la durée du cycle, mais les polarités seront inversées lors de la reprise du cycle suivant; par conséquent, il serait plus correct de parler de cycles de 22 ans pour que des conditions similaires se répètent.
Découverte des longs cycles solaires
Gustav Sporer et probablement le père Scheiner ont remarqué que les taches se sont formées à 10 ° et 35 ° de latitude; ils ont commencé à se former autour de 35 ° puis, au fur et à mesure que le cycle avançait, ils ont migré vers les basses latitudes jusqu'à ce qu'ils apparaissent au sommet de l'équateur à la fin du même cycle. Ces cycles de onze ans varient à leur tour sur une période de 80 ans, formant une sorte de Supercycle. D'autres périodes plus longues ont également été trouvées: 200-400-600 ans.
Les revues "Geophisical Research Letters" et "Science" ont publié un rapport dans lequel elles affirmaient que les couches troposphériques de l' atmosphère terrestre variaient en raison d'une diminution soudaine du rayonnement solaire ultraviolet et que le cycle solaire de onze ans variait beaucoup plus. que je faisais avant.
Différences entre les cycles de rayonnement solaire
Stanley Solomon, membre de l'équipe du National Atmospheric Research Center (NCAR) à Boulder, au Colorado, déclare que les minima des cycles solaires ne sont pas tous identiques, modifiant les orbites des satellites artificiels qui tournent autour de la Terre à partir de la couche haute atmosphère, la thermosphère, sa densité diminue.
En période de faible intensité du flux solaire (SF, c'est-à-dire "flux solaire"), la thermosphère se refroidit et la variation de sa densité semble même être supérieure de 30% à la valeur moyenne attendue. De 1996 à 2008, la densité de la thermosphère a diminué de 31%, 3% seulement semblant être causés par le dioxyde de carbone (un puissant gaz à effet de serre). Il en ressort que les basses températures et les faibles densités de la thermosphère sont causées par de faibles niveaux de rayonnement ultraviolet.
Réchauffement global
Jusqu'en 2009 environ, le groupe d'experts le plus influent estimait que les variations du rayonnement solaire ne jouaient pas un rôle décisif dans le changement climatique moderne. En ce sens, on pense que la valeur mesurée de l'activité solaire actuelle est beaucoup moins significative comparée à l'effet sur le climat des gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
En général, les théories décrivant les changements climatiques modernes dus aux variations du rayonnement solaire peuvent être attribuées à l'un des trois groupes suivants:
- Le premier groupe part de l'hypothèse que les changements de luminosité visible affectent directement le temps. En général, cette affirmation est jugée peu probable en raison de la faible ampleur du changement de luminosité;
- Le groupe suivant suggère que l'effet le plus significatif sur le climat est exercé par les modifications de la partie UV du spectre. Étant donné que l'amplitude des variations dans cette partie du spectre est beaucoup plus grande que les modifications spectrales générales moyennes, ces modifications peuvent avoir un impact plus important sur le climat;
- Le troisième groupe concerne l'étude des effets secondaires associés à une diminution de l'activité solaire, caractérisée par une augmentation du rayonnement cosmique galactique, ce qui améliore la formation des nuages et influe sur le climat.
En 1991, une corrélation a été établie entre le nombre de points et le changement de température dans l'hémisphère nord, sur la base d'une comparaison de données astronomiques et météorologiques sur la période de 1861 à 1989. Ces études ont ensuite été confirmées et étendues au cours de la même période. plusieurs siècles
Cependant, après avoir éliminé les erreurs dans ces données, la confirmation sensationnelle du lien entre l'activité solaire et le réchauffement planétaire moderne a été réfutée. Malgré cela, ce graphique est souvent représenté comme une relation entre le niveau d'activité solaire et le temps qu'il fait, ce qui est incorrect.
En 2000, un article a été publié indiquant qu'une augmentation de l'activité solaire est responsable de la moitié de l'augmentation de la température depuis 1900, mais ne peut expliquer l'augmentation de 0,4 ° C depuis 1980. L'augmentation supplémentaire s'explique par une augmentation de la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. La même année, un travail a été publié dans lequel le modèle climatique le plus moderne du XXe siècle a été utilisé, prenant en compte les changements de l'activité solaire, l'influence des éruptions volcaniques et des facteurs anthropiques, c'est-à-dire l'augmentation de la concentration de gaz à effet de serre et d'aérosols sulfatés.
Nous prenons également en compte le changement inégal de la luminosité du Soleil dans différentes parties du spectre et ne considérons pas l'amplification de l'influence du rayonnement cosmique avec une activité solaire faible. Le résultat de ces travaux a été la conclusion qu'un changement d'activité solaire a joué un rôle dominant au début du XXe siècle. Les travaux ont déterminé que l'effet de serre est responsable du réchauffement climatique à la fin du siècle et jouera un rôle croissant dans le climat de la planète. En outre, l'incertitude concernant «l'impact historiquement déterminé sur le climat» ou l'image incomplète de l'influence de la forte capacité calorifique des océans sur l'état actuel du climat est mise en évidence.
