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Les forçages externes du système système climatique

par Edouard Bard*


La première recherche de correspondance entre l’activité solaire et le climat date de plus de deux siècles (Herschel 1801), mais des corrélations significatives entre séries bien datées n’ont été publiées que beaucoup plus récemment avec des marqueurs comme les taches solaires (Eddy 1976), les cosmonucléides 10Be & 14C (Bond et al. 2001) et l’indice géomagnétique aa (Cliver et al. 1998). Les échelles de temps vont des derniers millénaires jusqu’au dernier siècle pour lequel l’influence anthropique se mêle aux forçages naturels du Soleil et des volcans.


Les équipes françaises sont à la pointe des recherches visant à reconstituer ces forçages externes, travaux qui prendront de l’ampleur grâce au programme ANR VolSol (collaboration entre le CEREGE, le LGGE et le LATMOS). Le but est de mesurer, pour la première fois dans les mêmes archives glaciaires, le 10Be (avec le nouvel accélérateur de 5MV d’Aix-en-Provence), ainsi que des anomalies isotopiques du soufre, signature stratosphérique des éruptions volcaniques majeures (Baroni et al. 2007). L’objectif ultime est de reconstituer la variabilité temporelle des forçages naturels du climat (Figure 2 tirée de Bard et al. 2007).


Figure 1 : Spectromètre ASTER (tandem de 5MV) d'Aix-en-Provence.


Figure 2


Une corrélation temporelle entre forçage et climat ne suffit évidemment pas pour prouver et comprendre un lien causal. Des recherches actives se poursuivent sur les mécanismes et les rétroactions climatiques associées. Depuis 30 ans, les mesures par les satellites montrent que l’éclairement solaire total fluctue de 0,1 % en phase avec le cycle de 11 ans, la composante U.V. variant dans de plus larges proportions (Fröhlich & Lean 2004, Lockwood & Fröhlich 2007). En plus de ces effets directs, une hypothèse ancienne (Ney 1959) a été relancée à la fin des années 90 en comparant la nébulosité et le flux de rayons cosmiques (Svensmark et al. 1997, une hypothèse qui reste encore controversée).

La modélisation numérique et l’étude statistique des séries temporelles montrent que le Soleil a eu une influence notable sur le climat pendant le dernier millénaire (Figure 3, AR4 IPCC GIEC 2007, Solomon et al. 2007) jusqu’à la première moitié du 20e siècle (Meehl et al. 2004, Benestad & Schmidt 2009), mais qu'ensuite, le réchauffement mondial observé est tel qu'il ne se corrèle plus avec le forçage solaire, qu'on en considère l’éclairement, les rayons cosmiques, les cosmonucléides ou l'activité géomagnétique (Figure 4 tirée de Bard & Delaygue 2008). Ceci signale l’influence probable d’autres sources, notamment celle des gaz à effet de serre (Meehl et al. 2004, Solomon et al. 2007).


Figure 3


Figure 4



Références :

Bard E., Raisbeck G., Yiou F., Jouzel J. Quat. Sci. Rev. 26, 2301-2308 (2007).
Bard E., Delaygue G. Earth Planet. Sci. Lett. 265, 302-307 (2008).
Baroni M., Thiemens M.H., Delmas R.J., Savarino J. Science 315, 84-87 (2007).
Benestad R.E., Schmidt G.A. J. Geophys. Res. 114, D14101 (2009).
Bond G. et al. Science 294, 2130-2136 (2001).
Cliver E.W., Boriakoff V., Feynman J. Geophys. Res. Lett. 25 (7), 1035-1038 (1998).
Eddy J.A. Science 192, 1189-1202 (1976).
Fröhlich C., Lean J. Astron. Astrophys. Rev. 12 (4), 273-320 (2004).
Herschel F.W. Phil. Trans. R. Soc. 91, 265-318 (1801).
Lockwood M., Fröhlich C. Proc. R. Soc. A 463, 2447–2460 (2007).
Meehl G.A. et al. J. Climate 17, 3721-3727 (2004).
Ney E.P. Nature 183, 451-452 (1959).
Solomon S. et al. IPCC AR4, Cambridge University Press (2007).
Svensmark H., Friis-Christensen E. J. Atm. Sol.-Terr. Phys. 59, 1225-1232 (1997).



* Edouard Bard est professeur au Collège de France où il détient la chaire de l'évolution du climat et de l'environnement. Il est chercheur au CEREGE à Aix-en-Provence


Contact :

bard @ cerege.fr

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