Mais si les gaz à effet de serre n’expliquent pas le réchauffement récent, dites-nous donc d’où il provient ! Toute personne s’intéressant un peu au débat climatique a entendu cent fois cet argument dans la bouche ou sous la plume des alarmistes. La réponse est assez simple : au-delà de la variabilité naturelle chaotique du couple océan-atmopshère et du rôle (sans doute faible) des gaz à effet de serre, la principale origine des variations thermiques de la Terre provient de son étoile, le soleil. Retour sur deux études récentes à ce sujet, montrant que le bilan radiatif effectif du soleil présente en 20 ans des variations plus importantes que les gaz à effet de serre en 250 ans.

Le soleil est la centrale énergétique de notre planète : il lui apporte plus de 99 % de son énergie, notamment sous forme de chaleur. On a longtemps pensé que l’apport énergétique du soleil était fixe : cette constante solaire ou irradiance solaire totale (S) s’élève approximativement à 1368 W/m² (en émission) ou 342 W/m² (S/4 en réception effective au sommet de l’atmosphère). Or, on sait depuis une trentaine d’années que cette constante connaît de légères variations par cycles courts de 11 et 22 ans.

Ces valeurs minimales et maximales du rayonnement solaire au cours de ces cycles ne sont pas identiques d’un cycle sur l’autre. Les deux dernières décennies ont par exemple été marquées par une augmentation régulière de l’irradiance de l’ordre de 0,05 % par décennie (Willson 2003), soit 0,1 % au total. Cette augmentation très légère ne peut certes expliquer à elle seule le réchauffement constaté depuis le début des années 1980. Elle représente cependant une hausse du forçage solaire de 0,35 W/m² en 20 ans.

Mais ces variations de l’irradiance solaire totale ne représentent qu’une petite partie de l’influence réelle du soleil sur le climat. Une fois que le rayonnement est émis, encore faut-il qu’il atteigne la surface de la Terre : les variations des aérosols atmosphériques et de la nébulosité jouent ici un rôle fondamental. Deux études récentes viennent de montrer que l’insolation du globe a connu de récents et notables changements.

Martin Wild (Institut fédéral de technologie, Suisse) et ses collègues ont analysé l’insolation effective entre les années 1960 et les années 2000. La plupart des études précédentes avaient documenté une baisse du rayonnement entre 1960 et 1990, de l’ordre de 6 à 9 W/m² (4 à 6 %). On a même parlé d’assombrissement global (global dimming) pour qualifier le phénomène. Wild et al. ont utilisé plusieurs bases de données : Global Energy Balance Archive (GEBA), la plus ancienne, Baseline Surface Radiation Network (BSRN), Climate Monitoring and Diagnostic Laboratory (CMDL) ainsi que des centres régionaux à pyrhéliomètres en Amérique, Europe, Asie, Australie, Afrique et Antarctique.

Résultat de leurs travaux : l’insolation en surface a connu un net rebond dès le début des années 1990, qui s’est poursuivi jusqu’à la fin de leur intervalle d’étude (2002 ou 2003 selon les bases). Sur 32 cellules réparties sur le globe, 24 étaient à la baisse entre 1950 et 1990, alors que 26 sont à la hausse entre 1985 et 2000. Ces observations consonent avec celles de la nébulosité (International Satellite Cloud Climatology Project - ISCCP) montrant une baisse de 5 % de la surface moyenne des nuages entre 1980 et 2002. On sait aussi que l’albédo des aérosols anthropiques (réflexion de la lumière solaire par des particules en suspension) a diminué depuis une dizaine d’années. Conclusion de Wild et al. : « Sur la période ouverte par le BSRN (1992 à 2001), le déclin de la réflectance terrestre correspond à une hausse de 6 W/m² dans la radiation solaire absorbée par le globe ». (La réflectance mesure la capacité d'une surface à réfléchir l'énergie incidente : plus elle est faible, plus la surface absorbe l’énergie).

Dans le même numéro de Science, une autre étude dirigée par R.T. Pinker (Université du Maryland) s’est penchée sur le même phénomène, en utilisant des données différentes – analyse satellitaire à long terme du budget radiatif à long terme (GEWEX, ISCCP pour la nébulosité, Centre de météorologie spatiale de Lannion, Big Bear Solar Observatory). La même tendance a été observée : « Une baisse sensible de la réflectance terrestre est observée entre 1984 et 2000, avec un forte chute durant les années 1990 ». Ce travail rejoint une autre analyse satellitaire menée l’année précédente, qui avait abouti aux mêmes conclusions (Pallé 2004). Pinker et al. estiment que l’accroissement de l’insolation terrestre dans la période [1983-2001] a représenté un forçage de 0,16 W/m²/an, soit au total 3,52 W/m². Cette estimation est donc clairement plus conservatrice que celle de Wild et al.

Mais le lecteur peu habitué des questions climatiques ne prend peut-être pas toute la mesure de ces chiffres.

Selon les plus récentes estimations (NOAA), le forçage radiatif total des gaz à effet de serre depuis le début de l’ère industrielle correspond à 2,6 W/m2. C’est-à-dire que la simple variation d’insolation en 20 ans représente une amplitude radiative 1,3 à 2,3 fois plus que les gaz à effet de serre en 250 ans !

La réponse à la question posée au début de cet article est donc simple : l'hypothèse la plus évidente est que le réchauffement récent s'explique en grande partie par un accroissement du rayonnement solaire à la source doublé d'une hausse sensible de l'insolation effective de la Terre, cette dernière étant due à une baisse de la nébulosité et des aérosols atmosphériques.

La conclusion plus générale est tout aussi limpide : l’étude des variations du rayonnement solaire (et du rayonnement cosmique) a été la grande oubliée des trente dernières années. L’obsession carbonique née au début des années 1980 a orienté la majorité des investissements (et des chercheurs) vers l’étude d’un gaz qui ne représente jamais que 0,035 % de l’atmosphère terrestre. A mesure que les données commencent à affluer, on se rend compte que les variations courtes du rayonnement émis et surtout du rayonnement reçu ont une influence autrement plus importante sur le climat terrestre en général, et les températures en particulier.

Référence :
Pallé E. et al. (2004), Change in Earth’s reflectance over the past two decades, Science, 1299-1301.
Pinker R.T. et al. (2005), Do satellite detect trends in surface solar radiation ?, Science, 308, 850-854.
Wild M. et al. (2005), From dimming to brightening : decadal changes in solar radiation at Earth surface, Science, 308, 847-850.
Willson R.C., A.V. Mordinov (2003), Secular total solar irradiance trend during solar cycles 21 and 22, Geophys. Res. Let., 30, 1199-1202.

Illustration :
Courtesy NOAA