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Variabilité de l’irradiance solaire : les variations des taches solaires

Dossier - Réchauffement climatique : la question des forçages
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En climatologie, on parle de forçage pour désigner les perturbations dans l'équilibre énergétique de la Terre, qui engendrent des changements de températures. Ces forçages sont fluctuants et pourtant déterminants dans l'évaluation et la prévision du réchauffement climatique.

  
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Penchons-nous sur le forçage solaire. Les plus anciens relevés des observations télescopiques des taches solaires datent du début XVIIe siècle. Plus avant dans le temps, ce sont les isotopes qui résultent de l'impact des rayons cosmiques comme le Be10 ou le C14 qui sont utilisés. Ces indicateurs (ou proxys) sont calibrés sur les observations récentes. Le problème avec les isotopes, c'est que leur taux de formation dépend aussi des conditions climatiques, ce qui rend leur utilisation délicate.

Glacier des Bossons en 1830. © Domaine public

La question des taches solaires

Le trait le plus marquant de l'évolution de l'activité solaire au cours des derniers siècles est l'absence de taches pendant une grande partie du XVIIe siècle (le minimum de Maunder : MM). Cette époque est située au début du Petit Âge glaciaire et on s'accorde généralement pour attribuer le refroidissement correspondant à ce phénomène. Quel est donc le forçage solaire correspondant ? TSI et taches solaires sont reliés par l'intermédiaire du champ magnétique solaire dont les taches sont une manifestation. (Lockwood 2002, Wang et al, 2005, Kristova et al, 2007). Cela permet de fixer une limite supérieure aux variations de la TSI depuis le Petit Âge glaciaire. On obtient ainsi une différence de 1,24 W/m2 par rapport à la moyenne des deux derniers cycles qui est de 1.365,8 W/m2. Il y correspond un forçage maximum de 1,24 *0,7/4 = 0,22 W/m2. Les valeurs les plus communément admises sont plus proches de 0,1 W/m2 (GIEC, AR4, ch2).

Un lien entre réchauffement et forçage solaire ?

Le forçage solaire est un ordre de grandeur inférieur à celui des GES, pourtant l'idée que le réchauffement climatique actuel est dû au Soleil reste encore fort populaire dans certains milieux. Pour l'envisager sérieusement, il faudrait trouver :

  • un mécanisme amplificateur (une rétroaction positive) spécifique au rayonnement solaire et qui soit susceptible d'amplifier la réponse initiale par plus d'un facteur 10 (Lockwood, 2010) ;
  • simultanément, une rétroaction négative qui ne s'applique qu'aux GES.
Ces deux conditions sont nécessaires si l'on veut que le forçage solaire soit l'élément déterminant comme l'affirment certains. On verra dans la suite quels sont les candidats possibles.