Une étude récente menée par Mike Lockwood (Rutherford Appleton Laboratory, Royaume-Uni) et Claus Fröhlich (Observatoire de Davos, Word Radiation Center, Suisse), deux spécialistes reconnus du soleil, a fait couler beaucoup d’encre et de pixels ces derniers temps. Le ton général est bien résumé par cette accroche du Nouvel Obs / Science & Avenir : « Climat, le Soleil n’y est pour rien ».
Etrangement, la lecture du papier ne nous a pas vraiment mené aux mêmes conclusions. Tout d’abord, Lockwood et Fröhlich soulignent l’abondance et la convergence des travaux montrant l’influence du soleil sur le climat pré-industriel, au cours du Holocène. Les analyses des températures et des précipitations, des grains détritiques des glaciers, des isotopes cosmogéniques marqueurs de l’activité solaire comme le béryllium (Be10) ou le carbone (C14) convergent pour montrer l’importance de l’activité solaire sur le climat pré-industriel. Et même au-delà, puisque les auteurs rappellent que « les études (d’attribution-détection) ont détecté une contribution solaire à la hausse des températures globales dans la première moitié du XXe siècle : une contribution qui implique une forme d’amplification de la variation du forçage radiatif solaire ».
Le soleil n’y est « pour rien », mais le voici pourtant fort influent jusqu’en 1950, et le mécanisme de cette influence est encore à définir. Lockwood et Fröhlich rappellent d’ailleurs succinctement mais très correctement la problématique : les variations décennales et séculaires de l’irradiance solaire totale telles que les reconstruisent nos modèles sont réelles et corrélées à des changements climatiques, mais d’une intensité trop faible expliquer ces changements. Cela suppose des mécanismes amplificateurs, dont deux sont principalement étudiés : le rayonnement UV en stratosphère (et son couplage à la troposphère), la modulation du rayonnement cosmique par le champ magnétique solaire (et son lien à la nébulosité, voir entretien avec H. Svensmark).
De manière fort utile, les deux chercheurs rappellent les diverses reconstructions de l’activité solaire au cours du XXe siècle dans un schéma de synthèse (R = nombre de tâche solaire, L = durée des cycles, Fs = flux solaire ouvert, 10Be = abondance du béryllium, ∆T = anomalies de température). On constate que cette activité a non seulement crû jusqu’en 1960, mais qu’elle reste depuis à un niveau relativement élevé.
Le point sur lequel Lockwood et Fröhlich insistent est que la même activité solaire est cependant stable, voire déclinante depuis 1980, c’est-à-dire au cours des cycles 21, 22 et 23. Ce que montre ce nouveau schéma (TSI = irradiance solaire totale C = flux de rayonnement cosmique).
Ils en déduisent que « toutes les tendances du Soleil qui auraient pu avoir une influence sur le climat terrestre sont dans la direction opposée à celle requise pour expliquer la hausse observée des températures globales ».
Plusieurs remarques à ce sujet. Sur la base des mêmes proxies dont Lockwood et Fröhlich soulignent la qualité, un certain nombre de chercheurs considèrent que l’activité solaire de la seconde partie du XXe siècle est exceptionnelle au cours des 7000, voire 11.000 dernières années (voir ici nos recensions des travaux d’Usoskin, Solanki et Krivova en ce sens). On peut considérer à titre d’hypothèse que certains phénomènes des années 1980 et 1990 en sont une conséquence directe quoique retardée (du fait de l’inertie thermique des océans par exemple), notamment les phases positives très marquées des oscillations NAO ou ENSO, dont les flux de chaleur sensible ont contribué à la pente des décennies récentes. Par ailleurs, des travaux convergents montrent que la Terre a connu un phénomène d’éclaircissement global à partir du début des années 1990 : ce n’est pas l’irradiance qui a changé en l’occurrence, mais l’insolation de surface dû soit à une moindre nébulosité, soit à une baisse des aérosols anthropiques (voir ici notamment). Même dans l'hypothèse où le soleil serait un facteur de premier ordre des changements climatiques, il n'est pas censé expliquer toute la variabilité à échelle annuelle ou décennale, notamment celle des températures de surface.
Autre point : H. Svensmark et E. Friis-Christensen (Centre national danois d’étude spatiale) ont souligné dans une réponse à Lockwood et Fröhlich que l’activité du rayonnement cosmique reste bien corrélée à la température de la troposphère 850-200 hPa et à celle des 50 premiers mètres des océans (schéma ci-dessous : la courbe rouge est le flux inversé de rayonnement cosmique, représentant le cycle solaire ; les données troposphère viennent de la base Hadley, les données océaniques de la base SODA ; les données climatologiques ne sont pas lissées).
Enfin, on soulignera que les années les plus récentes montrent un certain plateau dans la hausse des températures de surface, comme le montre cette courbe du Hadley Center où le record de 1998 (année à variabilité naturelle El Nino très marquée) n’est toujours pas dépassé. Cela malgré dix années supplémentaires de hausse du CO2 atmosphérique (ce qui contredit quelque peu la thèse dominante) et en présence d’un cycle solaire 23 plus faible que les précédents (ce qui conforte l’hypothèse d’un soleil encore influent).
Mais les quelques années récentes sont bien sûr une période trop courte pour dessiner une tendance climatiquement significative. Il faudra encore un peu de patience – les sceptiques n’en manquent pas, cela tombe bien. N’en déplaise aux hystériques du soi-disant état d’urgence climatique, la sagesse nous commande de continuer et d’affiner nos observations avant de tirer des conclusions prématurées. Et de prendre des mesures radicales dont les inconvénients pourraient bien dépasser les avantages pour la majorité des humains.
Références
Lockwood M., C. Fröhlich (2007), Recent oppositely directed trends in solar climate forcings and the global mean surface air temperature, Proc Roy Soc A, 463, 2086, 2447-2460, doi : 10.1098/rspa.2007.1880. Disponible en pdf
Svensmark H., E. Friis-Christensen (2007), rely to lockwood and Fröhlich – The persistent role of the Sun in climate forcing, Danish National Space Center, Scientific Report 3/2007. Disponible en pdf
Etrangement, la lecture du papier ne nous a pas vraiment mené aux mêmes conclusions. Tout d’abord, Lockwood et Fröhlich soulignent l’abondance et la convergence des travaux montrant l’influence du soleil sur le climat pré-industriel, au cours du Holocène. Les analyses des températures et des précipitations, des grains détritiques des glaciers, des isotopes cosmogéniques marqueurs de l’activité solaire comme le béryllium (Be10) ou le carbone (C14) convergent pour montrer l’importance de l’activité solaire sur le climat pré-industriel. Et même au-delà, puisque les auteurs rappellent que « les études (d’attribution-détection) ont détecté une contribution solaire à la hausse des températures globales dans la première moitié du XXe siècle : une contribution qui implique une forme d’amplification de la variation du forçage radiatif solaire ».
Le soleil n’y est « pour rien », mais le voici pourtant fort influent jusqu’en 1950, et le mécanisme de cette influence est encore à définir. Lockwood et Fröhlich rappellent d’ailleurs succinctement mais très correctement la problématique : les variations décennales et séculaires de l’irradiance solaire totale telles que les reconstruisent nos modèles sont réelles et corrélées à des changements climatiques, mais d’une intensité trop faible expliquer ces changements. Cela suppose des mécanismes amplificateurs, dont deux sont principalement étudiés : le rayonnement UV en stratosphère (et son couplage à la troposphère), la modulation du rayonnement cosmique par le champ magnétique solaire (et son lien à la nébulosité, voir entretien avec H. Svensmark).
De manière fort utile, les deux chercheurs rappellent les diverses reconstructions de l’activité solaire au cours du XXe siècle dans un schéma de synthèse (R = nombre de tâche solaire, L = durée des cycles, Fs = flux solaire ouvert, 10Be = abondance du béryllium, ∆T = anomalies de température). On constate que cette activité a non seulement crû jusqu’en 1960, mais qu’elle reste depuis à un niveau relativement élevé.
Le point sur lequel Lockwood et Fröhlich insistent est que la même activité solaire est cependant stable, voire déclinante depuis 1980, c’est-à-dire au cours des cycles 21, 22 et 23. Ce que montre ce nouveau schéma (TSI = irradiance solaire totale C = flux de rayonnement cosmique).
Ils en déduisent que « toutes les tendances du Soleil qui auraient pu avoir une influence sur le climat terrestre sont dans la direction opposée à celle requise pour expliquer la hausse observée des températures globales ».
Plusieurs remarques à ce sujet. Sur la base des mêmes proxies dont Lockwood et Fröhlich soulignent la qualité, un certain nombre de chercheurs considèrent que l’activité solaire de la seconde partie du XXe siècle est exceptionnelle au cours des 7000, voire 11.000 dernières années (voir ici nos recensions des travaux d’Usoskin, Solanki et Krivova en ce sens). On peut considérer à titre d’hypothèse que certains phénomènes des années 1980 et 1990 en sont une conséquence directe quoique retardée (du fait de l’inertie thermique des océans par exemple), notamment les phases positives très marquées des oscillations NAO ou ENSO, dont les flux de chaleur sensible ont contribué à la pente des décennies récentes. Par ailleurs, des travaux convergents montrent que la Terre a connu un phénomène d’éclaircissement global à partir du début des années 1990 : ce n’est pas l’irradiance qui a changé en l’occurrence, mais l’insolation de surface dû soit à une moindre nébulosité, soit à une baisse des aérosols anthropiques (voir ici notamment). Même dans l'hypothèse où le soleil serait un facteur de premier ordre des changements climatiques, il n'est pas censé expliquer toute la variabilité à échelle annuelle ou décennale, notamment celle des températures de surface.
Autre point : H. Svensmark et E. Friis-Christensen (Centre national danois d’étude spatiale) ont souligné dans une réponse à Lockwood et Fröhlich que l’activité du rayonnement cosmique reste bien corrélée à la température de la troposphère 850-200 hPa et à celle des 50 premiers mètres des océans (schéma ci-dessous : la courbe rouge est le flux inversé de rayonnement cosmique, représentant le cycle solaire ; les données troposphère viennent de la base Hadley, les données océaniques de la base SODA ; les données climatologiques ne sont pas lissées).
Enfin, on soulignera que les années les plus récentes montrent un certain plateau dans la hausse des températures de surface, comme le montre cette courbe du Hadley Center où le record de 1998 (année à variabilité naturelle El Nino très marquée) n’est toujours pas dépassé. Cela malgré dix années supplémentaires de hausse du CO2 atmosphérique (ce qui contredit quelque peu la thèse dominante) et en présence d’un cycle solaire 23 plus faible que les précédents (ce qui conforte l’hypothèse d’un soleil encore influent).
Mais les quelques années récentes sont bien sûr une période trop courte pour dessiner une tendance climatiquement significative. Il faudra encore un peu de patience – les sceptiques n’en manquent pas, cela tombe bien. N’en déplaise aux hystériques du soi-disant état d’urgence climatique, la sagesse nous commande de continuer et d’affiner nos observations avant de tirer des conclusions prématurées. Et de prendre des mesures radicales dont les inconvénients pourraient bien dépasser les avantages pour la majorité des humains.
Références
Lockwood M., C. Fröhlich (2007), Recent oppositely directed trends in solar climate forcings and the global mean surface air temperature, Proc Roy Soc A, 463, 2086, 2447-2460, doi : 10.1098/rspa.2007.1880. Disponible en pdf
Svensmark H., E. Friis-Christensen (2007), rely to lockwood and Fröhlich – The persistent role of the Sun in climate forcing, Danish National Space Center, Scientific Report 3/2007. Disponible en pdf
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