4ème PARTIE
LES RAYONS COSMIQUES Notre planète est bombardée de particules cosmiques de haute énergie (des noyaux d'atomes) venant des autres étoiles et des supernovas. Ce sont des rayons cosmiques. La magnétosphère dévie la plupart des rayons cosmiques mais certains arrivent dans l'atmosphère et y provoquent des réactions. À l'équateur magnétique les particules de faible énergie sont renvoyées de nouveau vers l'espace par le champ magnétique terrestre mais aux pôles magnétiques les particules de toutes énergies peuvent suivre les lignes du champ vers le bas jusqu'au dessus de l'atmosphère. Le physicien Scott E. Forbush a remarqué en 1937 que les éruptions solaires atténuaient le flux des rayons cosmiques. C'est ce qui a été prouvé par la sonde Pioneer 5 en 1960 et qui s'appelle l'effet Forbush. Donc lorsque l'activité solaire est au maximum, la Terre reçoit moins de rayons cosmiques et lors du minimum de l'activité solaire elle en reçoit plus.
Lors du maximum de l'activité solaire du cycle de Schwabe le vent solaire empêche ces particules d'arriver su Terre alors que pendant le minimum de l'activité solaire le vent solaire est moins important donc l'atmosphère terrestre reçoit plus de rayons cosmiques. La variation de la quantité de rayons cosmiques reçue par notre planète est approximativement de 20% entre le maximum et minimum de l'activité solaire. Les rayons cosmiques d'une énergie de :
Ce
schéma représente le nombre mensuel de tache
solaire (ligne en pointillée) et l'intensité
Trois chercheurs danois (Knud Lassen, Eigil
Friis-Christensen et Henrik Svensmark) pensent avoir expliqué
comment le climat est influencé par le Soleil. A partir
des données de 1984 à 1990 de trois satellites
ils ont conclu que la variation des rayons cosmiques entrant
dans l'atmosphère était la même que celle
de la nébulosité. Puis en 2011 les résultats
de l’expérience du CERN baptisée CLOUD
ont montré que les rayons cosmiques multipliaient au
moins par dix la fabrication des noyaux. Cependant même
s’il est vrai qu’avec ces rayons cosmiques augmente
d’un facteur dix ces nuages, même avec cet effet-là,
on est encore loin de la concentration nécessaire pour
expliquer la condensation des nuages. Car dans le compte rendu
de CERN/CLOUD
ils nous disent : "Deuxièmement, nous avons
trouvé que les taux naturels d'ionisation atmosphérique,
résultant des rayons cosmiques, peuvent amplifier la
nucléation dans les conditions de notre travail (NdT
: C'est à dire uniquement avec des traces d'acide sulfurique
et d'ammoniaque) d'un facteur pouvant aller jusqu'à
10. L'amplification par les ions est particulièrement
prononcée aux températures froides de la moyenne
troposphère et au dessus, où CLOUD a trouvé
que l'acide sulfurique et la vapeur d'eau peuvent nucléer
sans l'addition de vapeurs additionnelles. Les nuages qui se forment à basse altitude sont relativement chauds et composés de fines gouttelettes d'eau. Ils refroidiraient la planète par réflexion de la lumière solaire vers l'espace. Mais les nuages qui se créent en haute altitude, sont plus froids comme ils sont composés de particules de glace et ont la possibilité de réchauffer la terre en piégeant la chaleur. D'après les données satellitaires depuis 1980, Henrik Svensmark et N.D. Marsh ont conclu que c'est surtout les nuages les plus bas (moins de 3 km d'altitude) qui varient le plus suivant l'intensité du rayonnement cosmique.
Quand ces particules cosmiques entrent dans l'atmosphère elles attireraient les molécules d'air et donc faciliteraient la condensation de la vapeur d'eau de l'atmosphère sous forme de nuages d'après ces chercheurs. Puis d'après les données du satellite ERBE (Earth Radiation Budget Experiment) lancé en 1984, les nuages refroidissent la Terre en absorbant et réfléchissant une certaine quantité des radiations solaires. Donc l'albédo de la Terre est plus fort lors du minimum du cycle solaire que lors du maximum.
LES
EFFETS DU SOLEIL Le Soleil est notre source d'énergie la plus importante. La constante solaire est de 1368 W/m2. Donc la moyenne de l'énergie reçue par la Terre des pôles à l'équateur est le quart de la constante solaire soit 342 W/m2. Sur les 342 W/m2 que la Terre reçoit du Soleil seul 160 W/m2 atteint le sol comme 102 W/m2 sont réfléchis (82 W/m2 par l'atmosphère et 20 W/m2 par la surface terrestre) et 80 W/m2 sont absorbés par l'ozone de la stratosphère, la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone de la troposphère.
Quand l'activité solaire varie c'est l'émission d'ultraviolet qui change le plus. La variation de l'ultraviolet contribue pour 30% à la variation de la constante solaire et a des effets sur la couche d'ozone stratosphérique. Lors du minimum du cycle de Schwabe, la Terre reçoit moins d'ultraviolet ce qui conduit à créer moins d'ozone dans la stratosphère alors que lors du maximum on a une augmentation de 1 à 2 % de la concentration en ozone. Ce dernier participe à l'effet de serre en absorbant l'infrarouge et donc cela pourrait expliquer l'élévation ou la baisse de la température lors des maximas ou minimas du cycle de Schwabe. Il y a aussi des effets sur la biosphère, la température de la stratosphère (bilan thermique et dynamique), capable d'entraîner des modifications jusque dans la troposphère, sur la circulation atmosphérique et la formation des nuages. Quand l'activité solaire est au maximum et que l'ozone est plus abondante, ce dernier réchaufferait la stratosphère, intensifierait la circulation de la cellule de Hadley, déplacerait les dépressions des latitudes moyennes vers le nord et permettrait de reproduire les derniers résultats de Labitzke et Van Loon.
Variation de la couche d'ozone stratosphérique
(en unité Dobson) d'après les données L'astronome Karin Labitzke a aussi remarqué des liens entre l'humeur du Soleil et la direction du QBO dans la stratosphère avec le climat aux pôles et aux moyennes latitudes. Cliquez ici pour plus d'informations à ce sujet. Une relation entre la durée du cycle de Schwabe et la température à la surface depuis 1860 a été trouvée. Plus les cycles sont longs moins l'activité du Soleil est importante et donc la constante solaire est moins importante. Ce qui diminue la température de la Terre.
La
courbe des changements de durée des cycles solaires
(en rouge) La température varie d'environ 0,40°C avec une variation de 4 W/m2 de la constante solaire. Ceci est la différence entre le minimum de Dalton (1795 à 1830) et de 1980. En plus tout ceci, la variation de l'activité solaire a aussi des effets sur les rayons solaires et eux à leur tour ont des effets sur le climat de la Terre. CHANGEMENT
CLIMATIQUE D'après la concentration du carbone 14 et du béryllium 14 mesurée dans les carottes glaciaires, on remarque une période de 2300 ans. L'origine de cette variation (cycle de Hallstattzeit) n'est pas encore connue mais il n'est cependant pas exclu que le Soleil (en raison du carbone 14) ou même la circulation océanique y participe. Le minimum de ce cycle coïncide avec le minimum de Maunder. Ce qui fait qu'en 3950 il pourrait y avoir un prochain petit âge glaciaire. Actuellement le cycle de Hallstattzeit est croissant et son maximum devrait être atteint vers l'an 2800. Certains chercheurs pensent que cela pourrait être la cause ou une des causes du réchauffement de la Terre.
Pendant le Petit âge glaciaire,
la Rivière du Tamise EVOLUTION DE LA TEMPERATURE
SUIVANT LES
RESUME
DES LIENS ENTRE Le mouvement des planètes gazeuses fait varier l'élan angulaire du Soleil autour du barycentre du Système Solaire. Tous les 179 ans l'élan angulaire du Soleil varie très rapidement comme ce fut le cas lors du minimum de Maunder. Ce qui pourrait ralentir les grands courants de convection internes du Soleil soupçonnés par certains scientifiques d'influer sur les variations de l'activité solaire. Lors d'une activité solaire faible le diamètre du Soleil est plus important, et sa vitesse de la rotation est plus faible d'environs 3% que la vitesse actuelle. Lorsque l'activité solaire faiblie la luminosité fait de même comme ça été le cas lors du minimum de Maunder puisque la luminosité aurait été plus faible d'environs 0,2 à 0,3% que maintenant. Plus l'activité solaire faiblit, plus le champ magnétique et le vent solaire faiblit et donc plus l'extension du champs magnétique terrestre est réduit. Ceci permet à plus de rayons cosmiques d'entrer dans l'atmosphère. Et donc la nébulosité augmente car les rayons cosmiques favorisent la formation des nuages à basse altitude se qui augmente l'albédo et donc réduit aussi la luminosité et radiation du Soleil sur Terre. Pendant le Minimum de Maunder l'irradiance solaire totale longtemps appelé « la constante solaire » était plus faible de 0,25% par rapport à maintenant soit de 4W/m² ce qui a eu pour effet de baisser la température 0,25°C. Bien que les ultraviolets (UV) sont des radiations qui ne représentent qu'environ 1 % de la production radiative solaire leur variation est plus important que de l'irradiance solaire totale. Lors d'une variation de 0,25% l'irradiance solaire totale par rapport à maintenant, l'UV varie au alentour de 10%. L'UV a beaucoup d'effet sur l'atmosphère. L'augmentation de la température de l'ionosphérique est d'environs 300% entre le minimum et le maximum du cycle de l'activité solaire de 11 ans. Donc lors d'une variation importante comme entre le Minimum de Maunder et maintenant, l'UV a dû varier tellement que cela a dû avoir assez d'effet sur la chimie de la stratosphère (la couche d'ozone...) et sa dynamique. Donc lors d'une variation importante de plusieurs cycles solaires d'une moyenne de 11 ans dû aux variations des cycles à long terme comme le cycle solaire de Suess ou De Vries, la variation de la radiation solaire, de l'UV, de la luminosité, du champ magnétique, du vent solaire et donc des rayons cosmique, sont une des causes de l'évolution de la température dans l'atmosphère terrestre.
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