L influence des astres sur. le climat terrestre

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1 L influence des astres sur le climat terrestre Laurent LONDEIX Introduction Le Soleil nous apporte chaleur et lumière. Ses conjonctions avec la Terre donnent le rythme des jours et des nuits, des saisons,

2 Introduction La position de la Terre par rapport au Soleil détermine la quantité d énergie solaire reçue ; alternances jours/nuits (variations nycthémérales, rythmes circadiens) cycle des saisons Quelle est l influence du Soleil sur le climat terrestre? Introduction Quelle est l influence du Soleil sur le climat terrestre? 2 orientations de réponse : dans l espace (effet local)

3 Introduction Quelle est l influence du Soleil sur le climat terrestre? dans le temps (aspect global) Entendons-nous Qu entend-t-on par climat? «Ensemble des phénomènes météorologiques (température, pression, vents, précipitations) qui caractérisent l état moyen de l atmosphère et son évolution en un lieu donné»

4 Entendons-nous Concernant la météorologie, «Branche de la géophysique qui se consacre à l observation des éléments du temps (températures, pressions, vents, précipitations, ) et à la recherche des lois des mouvements de l atmosphère, notamment en vue de la prévision du temps» Le climat change

5 Le climat change On sait aujourd hui que le climat global est fortement variable Pas évident il y a encore 150 ans! Le climat change En 1837, lors d une réunion scientifique internationale, Louis Agassiz expose avec fougue ses nouvelles idées sur l extension des glaces. Il emploie l expression "âge glaciaire", et affirme qu une énorme calotte de glace a recouvert une grande partie de l Europe, le Nord de l Asie et de larges parties de l Amérique du Nord.

6 Le climat change Ses déclarations font sensation et déclenchent une très vive réaction. Tous les savants présents, sans exception, sont hostiles, ne comprenant pas l attitude de leur collègue et son intérêt pour une hypothèse aussi absurde. L un d entre eux conseille même à Agassiz de retourner à l étude de ses poissons fossiles plutôt que de s occuper de considérations générales sur les révolutions de la Terre primitive, considérations qui ne convainquent que ceux qui leur ont donné naissance! Le climat change : les arguments L extension des moraines

7 Le climat change : les arguments Le climat change : les arguments

8 Le climat change : les arguments Le climat change : les arguments

9 Le climat change : 6 grandes glaciations au Quaternaire Au XX e siècle, 4 puis 6 grandes glaciations quaternaires sont reconnues Le climat change : 6 grandes glaciations au Quaternaire

10 Le climat change : l apport des données marines L apport des carottes marines Enregistrement sédimentaire continu (et non discontinu comme pour les séquences continentales) Le climat change : l apport des données marines Cesare Emiliani (1955)

11 Le 18 O Le 18 O Variations du rapport des concentrations entre les isotopes 18 O et 16 O de carbonates, précipités à différentes températures dans une eau de composition isotopique constante. Le thermomètre isotopique des carbonates

12 Le 18 O Le climat change : l apport des données marines De nombreux cycles glaciaire/interglaciaire s observent sur ans

13 Le climat change : l apport des données marines et au-delà Le climat change : l apport des données marines certaines fréquences se distinguent

14 Le climat change : l apport des données marines et évoquent des choses aux astronomes : La théorie astronomique des climats

15 La théorie astronomique des climats : les paramètres 3 paramètres astronomiques La théorie astronomique des climats : les conséquences Les paramètres astronomiques déterminent l incidence des rayons solaire

16 La théorie astronomique des climats : les conséquences et la quantité de chaleur arrivant au sol : l insolation La théorie astronomique des climats : les conséquences Selon le même schéma qui différencie l hiver de l été.

17 La théorie astronomique des climats : les bases Milutin Milankovitch, astronome serbe, et la théorie astronomique des climats: La théorie astronomique des climats : les bases en 1941, il formula une théorie selon laquelle les fluctuations à long terme du climat sont liées à des variations cycliques de trois paramètres orbitaux de la Terre. Celles-ci, avec chacune une périodicité différente, se combinent pour provoquer au cours du temps des modifications sensibles de l insolation du globe, et suffisantes pour déclencher les glaciations. Les méthodes modernes de datations des cycles glaciaires des derniers millions d années confirment la théorie de Milankovitch.

18 La théorie astronomique des climats Confirmation des archives géologiques La théorie astronomique des climats : depuis quand? Les sédiments ont enregistré ces cycles climatiques depuis des millions d années Au Pliocène (4 Ma ; ère Tertiaire)

19 La théorie astronomique des climats : depuis quand? Les sédiments ont enregistré ces cycles climatiques depuis des millions d années Au Crétacé (120 Ma ; ère Secondaire) La théorie astronomique des climats : la cause La cause de ces perturbations : les planètes géantes, Soleil et espacements non à l échelle!

20 La théorie astronomique des climats : la cause La cause de ces perturbations : les planètes géantes, et la présence de la Lune. Mise à l épreuve de la théorie astronomique des climats

21 La théorie astronomique des climats : mise à l épreuve Confrontation avec les enregistrements géologiques récents Les données polaires La théorie astronomique des climats : les données polaires Le climat s avère beaucoup plus variable qu on ne pensait

22 La théorie astronomique des climats : les données polaires le forçage externe n explique que 60% des variations du climat global Variabilité du climat global : les constats La climat terrestre s avère beaucoup plus variable qu on ne l imaginait

23 Variabilité du climat global : les constats ans d archives Variabilité du climat global : les moteurs Quelle est l origine des variations haute fréquence du climat?

24 Variabilité du climat global : la circulation thermohaline Des courants océaniques transportent la chaleur autour du globe comme un immense tapis roulant. Wallace Broecker a compris que ce processus complexe qu il a baptisé le «great conveyor belt» rend possible la transformation de légères modifications du climat terrestre en bouleversements colossaux. Variabilité du climat global : la circulation thermohaline

25 Variabilité du climat global : la circulation thermohaline Broecker considère que sans avoir à changer la masse entière des océans, une petite variation de température pourrait suffire à altérer le comportement du tapis roulant, et à déclencher sur une zone immense un changement climatique rapide et radical. Variabilité du climat global : la circulation thermohaline L interaction atmosphèreocéan- cryosphère détermine le forçage interne du climat.

26 Variabilité intrinsèque du Soleil ou la constante solaire n est pas constante Rayonnement solaire La constante solaire (l énergie rayonnée) n est pas constante!

27 Rayonnement solaire Le nombre de tâches solaires fluctue nombre de tâches solaires Rayonnement solaire Irradiance (énergie rayonnée) et nombre de tâches solaires sont liés :

28 Rayonnement solaire Production (terrestre) de 14 C et nombre de tâches solaires sont liés : Pourquoi? Vent solaire et production de 14 C

29 Variabilité du climat global : influence de l activité solaire Production de 14 C et Activité solaire sont liés 3 = min. de Maunder ; 4 = min. de Dalton Variabilité du climat global : influence de l activité solaire L analyse des variations de production du 14 C permet de retracer l activité solaire jusqu à ans. minima : 1 = Wolf ; 2 = Spörer ; 3 = Maunder ; 4 = Dalton

30 Variabilité climatique globale et irradiance solaire Relation température au sol et activité solaire Variabilité du climat global : influence de l activité solaire Relation température au sol et activité solaire, à plus long terme :

31 Variabilité du climat global : bilan Les découvertes récentes montrent que l influence des variations de l activité solaire avaient jusque là été sousestimées pour la compréhension du climat global. Variabilité du climat global : conclusion La compréhension du climat est passée par plusieurs phases de réflexion L intégration du forçage externe, puis du forçage interne et l incidence de l activité solaire montrent à quel point le climat est - fortement variable, - à des échelles de temps diverses. Aujourd hui on cherche à mieux cerner la variabilité naturelle pour la déconnecter de l influence anthropique.

32 Variabilité du climat global : conclusion Outre les mécanismes internes qui influent sur le climat terrestre (forçage interne), les astres ont en fait une influence prépondérante (forçage externe) en jouant sur la géométrie de l orbite terrestre : Jupiter Saturne la Lune Par ses variations d incidence (insolation) et intrinsèques (irradiance) le Soleil a, lui aussi, un rôle déterminant. Variabilité du climat global : conclusion Et pour finir

33 une preuve du réchauffement climatique qui vaut celle-ci: Variabilité du climat global : conclusion Et pour finir

34 Variabilité du climat global : conclusion Et pour finir Moralité

35 Moralité