Du Soleil à la Terre : les émissions de photons
Nous avons vu dans les "Généralités sur le Soleil" que l'étoile émet un rayonnement comprenant de l'électricité et du magnétisme : le rayonnement électromagnétique.
Dans ce rayonnement, existent notamment des photons ayant subi diverses énergies ce qui aboutit à la formation de la lumière telle que nous la voyons.
De plus, de nombreuses particules porteuses d'énergie (protons) et de charges électriques (électrons) constituent un rayonnement : le rayonnement Ultra-violet.
L'atmosphère est alors ionisée ce qui entraine la formation de trois molécules d'Oxygène liées entre elles (cf sondage de l'atmosphere mettant en évidence l'ozone) : en effet, au sommet de l'atmosphère, le rayonnement solaire (Ultra-Violet + électromagnétique) est 1366 Watts par mètre carré.
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L'irradiance
totale (ou rayonnement solaire)
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Le rayonnement Ultra-Violet
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Au niveau
du sol : conséquences des émissions UV
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L'irradiance totale (ou rayonnement solaire)
Le
rayonnement solaire est aussi appelé communément irradiance totale.
Entre 1984 et 2000, l'irradiance totale a été mesurée par des instruments portés par des satellites :
Données : NOAA
Sur la même période, la température moyenne au niveau du sol varie entre 0,06 et 0,17°C d'après D.Haigh dans "Living Reviews in Solar Physics" (2007) : une variation qui est énorme aux yeux des météorologues, infime pour les climatologues.
Concrètement, cette variation signifie que l'anomalie de la température (valeur par rapport à la normale) peut être de +2°C au Groenland, nulle au niveau de l'Equateur pour donner un exemple non exhaustif : le Soleil a donc un rôle non négligeable sur le climat.
2 )
Le rayonnement Ultra-Violet
Au niveau du
rayonnement solaire, il faut tenir compte de plusieurs domaines de longueurs
d'onde : Ultraviolet, visible et infrarouge.
Avant d'aller plus loin, voici un schéma du rayonnement solaire vers la Terre :
Le rayonnement Ultraviolet ne représente que 7% des émissions totales.
Les 93% restants sont réparties entre le Visible et l'Infrarouge.
Cependant, lors de variations de l'activité solaire, l'amplitude de l'irradiance totale (ou éclairement) est faible pour les domaines Visibles et Infrarouge, élevée pour les Ultra-Violet (environ 100%).
Les émissions de rayons UV ont des conséquences sur l'atmosphère : à intensité croissante, les perturbations des signaux sont plus nombreuses.
Dans la haute atmosphère (Ionosphère), les satellites perdent de l'altitude parce qu'ils se dilatent se réchauffent.
Vers les sommets de l'atmosphère, la température augmente en même temps que l'émission des rayons Ultra-Violets.
Qu'en est-il au sol ?
3 )
Au niveau du sol : conséquences des émissions UV
Il faut savoir que le rayonnement Ultra-Violet atteint, en partie, les basses couches de l'atmosphère : le fameux "coup de soleil" en est une conséquence pour les êtres vivants (l'homme en particulier).
Certains spécialistes en climatologie ont été amenées à s'intéresser aux effets qu'ont ces UV en arrivant au sol.
Récement, les modèles ont intégré le cycle de production de l'ozone pour expliquer la circulation générale dans les basses couches.
En 1987, Karin Labitzke, de l'Université de Berlin, a montré que l'énergie libérée dans le cycle de l'ozone affectait la circulation des ondes planétaires sur l'ensemble de la Terre : ces ondes planétaires sont des phénomènes à grande échelle (dépression, anticyclone).
Entre 1987 et 2009, les émissions de gaz à effets de serre ont très sérieusement augmenté.
Or, les modèles considèrent l'atmosphère comme une succession de couches indépendantes : les intéractions entre les couches ne sont donc pas prises en compte.
Autre problème : il est impossible de savoir si la part des émissions de rayons UV dans l'irradiance totale a varié au cours des millénaires.
Conclusion : quelle que soit la contribution du Soleil sur le climat, elle est réelle.
Auparavant, cette contribution était considérée infime (10%).
Depuis 2009, au sein du Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC), deux groupes de scientifiques travaillent différemment : l'un sur les influences externes à la météorologie, l'autre sur la circulation dans les modèles.
Les résultats de ces travaux permettront probablement d'augmenter la contribution du Soleil sur le Climat : tous les indicateurs vont dans ce sens.
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