L’action du soleil sur le climat. 2ème partie : la période récente

Par Javier Vinós

Deuxième partie d’une série de trois articles sur l’influence de l’activité solaire sur le climat publié sur le site de Judith Curry par Javier Vinos. La première partie traitait de l’holocène. Cette deuxième partie s’intéresse à la période récente.

L’effet du Soleil sur le climat est débattu depuis 200 ans. Le problème fondamental est que lorsque nous étudions le passé, nous observons de forts changements climatiques associés à des périodes prolongées de faible activité solaire, alors que lorsque nous observons le présent, nous ne pouvons détecter que de petits effets dus au cycle solaire de 11 ans. Il existe plusieurs explications possibles à cet écart. Mais la principale question est de savoir comment le Soleil affecte le climat.

Dans cet article, nous examinons les effets sur le climat provoqués par le cycle solaire de 11 ans au cours des derniers cycles et leur relation avec le changement climatique récent.

Ce que dit le GIEC

Dans son 5^ème  rapport d’évaluation, le GIEC a utilisé des modèles climatiques pour calculer la contribution du Soleil au réchauffement. Ces modèles ne prennent en compte que les variations de l’énergie totale provenant du Soleil, dont on sait qu’elle ne varie que de 0,1 %. La réponse du GIEC est donc que le Soleil n’a en rien contribué au réchauffement. [i]  C’est absurde compte tenu de notre connaissance du climat passé et du fait que nous avons traversé un maximum solaire de 70 ans dans la 2^ème  moitié du 20^ème  siècle, l’une des périodes d’activité solaire les plus actives depuis des milliers d’années.

Le GIEC ignore un grand nombre de preuves selon lesquelles le Soleil affecte le climat d’une manière qui ne peut être expliquée par ces seuls changements énergétiques. Nous n’examinerons que quelques-uns de ces effets inexpliqués. Commençons par la surface.

L’effet du soleil sur la surface

La majeure partie de l’énergie solaire atteint la surface de la planète. Si cette énergie augmente de 0,1 %, alors chaque point de la surface reçoit 0,1 % de plus. On pourrait s’attendre à ce que cela provoque un léger réchauffement global, estimé par les scientifiques à deux centièmes de degré Celsius, qui est indétectable. Mais ce n’est pas ce que l’on observe. Plusieurs études montrent qu’au cours du cycle solaire, la surface se réchauffe 4 fois plus que prévu, et ce de manière extrêmement irrégulière avec de grandes variations spatiales. [ii]

En passant d’un minimum solaire à un maximum solaire, certaines zones affichent un réchauffement de plus de 1°C, tandis que d’autres affichent un refroidissement de plus d’un demi-degré. Ce n’est pas l’effet auquel on s’attendrait. Si l’on analyse la moyenne pour chaque latitude, on observe un très fort réchauffement autour de 60°N de latitude. Mais si l’on analyse le changement à 20 km d’altitude, dans la stratosphère, on observe quelque chose de très curieux. La réponse dans cette couche de l’atmosphère est inverse de la réponse à la surface. Pourquoi est-ce important? Le GIEC nous dit que l’une des caractéristiques du réchauffement dû à nos émissions est que nous constatons un réchauffement à la surface et un refroidissement dans la stratosphère. Mais si les effets du Soleil à la surface et dans la stratosphère sont inverses, alors cela dédouane le réchauffement lié aux émissions. Il pourrait s’agir de l’effet du Soleil. Il est également important de noter que la partie du globe qui s’est le plus réchauffée depuis 1976 est la surface terrestre de l’hémisphère Nord, précisément la région qui présente le plus grand réchauffement en réponse à un Soleil plus actif, tandis que les tropiques se sont à peine réchauffés.

L’effet du soleil sur l’océan

Il y a quelques années, des scientifiques ont étudié les taux de réchauffement et de refroidissement de la couche supérieure des océans tropicaux. Ils ont découvert que le réchauffement suivait un cycle similaire à celui du Soleil. [iii] Mais comme la variation de l’énergie du Soleil est dix fois plus petite qu’elle ne devrait l’être pour provoquer ces changements, la plupart des scientifiques ont ignoré l’étude au lieu de penser que cela corroborait un effet indirect du Soleil sur le climat.

Dans le Pacifique, les alizés poussent les eaux de surface chaudes vers l’ouest, faisant remonter des eaux profondes et froides au large des côtes de l’Amérique du Sud. C’est ce qu’on appelle la phase neutre. Certaines années, les alizés deviennent plus forts et poussent les eaux froides vers le centre du Pacifique, accumulant davantage d’eau chaude vers l’ouest. C’est la phase La Niña. D’autres années, les alizés soufflent plus lentement ou dans la direction opposée, les eaux froides cessent de monter à l’est et les eaux du Pacifique central et oriental se réchauffent. C’est la phase El Niño. Cette oscillation affecte le climat d’une grande partie de la planète et nous devons retenir qu’elle a trois états, et non deux.

Depuis 1990, d’innombrables études ont été réalisées sur le cycle solaire et El Niño. On n’en trouve jamais mention dans les articles de synthèse, les livres ou les rapports du GIEC.

J’ai entrepris d’étudier cette relation en utilisant les données d’activité solaire et l’indice océanique El Niño, qui montre en bleu les périodes pendant lesquelles le Pacifique équatorial est plus froid que la moyenne et en rouge lorsqu’il est plus chaud. Étant donné que les cycles solaires ont des longueurs légèrement différentes, j’ai divisé les deux séries de données en segments d’un cycle solaire, puis j’ai ajusté la longueur pour qu’elle soit la même pour tous les cycles. Cette technique statistique est appelée analyse par époques superposées. De cette façon, la moyenne et la variance des données sont déterminées pour des périodes qui coïncident dans leur phase du cycle. Cela a révélé une tendance qui indique une réponse El Niño à l’activité solaire. J’ai observé une période où le cycle gagne en activité, ce qui s’accompagne de conditions La Niña. J’ai utilisé la méthode de Monte Carlo pour déterminer la probabilité que ce résultat soit aléatoire, et la réponse n’était que de 0,7 %. Cela signifie qu’il y a 99,3 % de chances que les conditions La Niña à ce moment du cycle solaire soient dues au Soleil.

La réponse étant plus claire pour La Niña, j’ai analysé les fréquences relatives de chaque phase du phénomène El Niño. Ce que l’on observe, c’est que les années de condition neutre suivent le cycle solaire dans leur fréquence avec un retard d’un ou deux ans. Étonnamment, la fréquence de La Niña est à l’opposé de Neutre. L’activité solaire détermine s’il s’agit d’une année La Niña ou d’une année Neutre. L’effet du Soleil sur les années El Niño est moins clair. El Niño semble avoir une autre cause, qui pourrait être la quantité de chaleur accumulée dans l’océan. Le schéma solaire est confirmé par une étude des fréquences d’El Niño depuis 1900, car parmi les pics répétitifs, il y a un pic de 11 ans, qui correspond à la fréquence du cycle solaire. [IV]

Il est frappant de constater qu’avec tant de preuves et d’études, la grande majorité des scientifiques persistent à ignorer que le Soleil contrôle le très important phénomène El Niño. Mais El Niño est le produit de l’action des alizés sur le Pacifique équatorial. Pour contrôler El Niño, le Soleil doit contrôler la circulation atmosphérique.

Effets atmosphériques

Nous savons depuis 1988 que le Soleil affecte la circulation atmosphérique. [v]  Mais comme pour les autres effets du Soleil sur le climat, la plupart des scientifiques ignorent cette relation. Cet effet sur l’atmosphère pourrait affecter les ouragans d’une manière bien plus importante que le réchauffement climatique. La courbe du nombre annuel d’ouragans majeurs dans le monde (inversé) montre que le nombre d’ouragans a tendance à augmenter au moment ou après le maximum solaire. [vi]

Comment le Soleil parvient-il à affecter l’atmosphère ? En 1959, un scientifique a découvert que les changements dans le vortex polaire semblaient réagir à l’activité solaire. [vii] C’est une question qui continue d’être étudiée, et nous commençons à comprendre qu’une grande partie de l’effet de l’activité solaire sur la circulation atmosphérique est due à ce phénomène.

La partie haute du graphique ci-dessous montre l’évolution de l’activité solaire représentée en rouge. La partie basse représente la force du vortex polaire. [viii]  Des valeurs élevées indiquent un vortex fort et des valeurs faibles indiquent un vortex faible. Ces valeurs ont tendance à montrer des variations importantes d’une année à l’autre. La courbe bleue, représente la vitesse cumulée du vent qui forme le vortex polaire. [ix]  Lorsque la courbe monte, cela indique que la plupart du temps la vitesse est supérieure à la moyenne et le vortex est fort. Quand il descend, cela indique le contraire.

Au cours du cycle 20 de faible activité solaire, le vent vortex était plus lent que la normale et la plupart des années on connu un vortex faible. Cela correspond à la fin des années 1960 et au début des années 1970, lorsque de nombreux hivers étaient froids. Puis est arrivé le cycle 21, qui a été très actif. La vitesse du vent a augmenté et il n’y avait qu’un faible vortex au début et à la fin du cycle, lorsque l’activité solaire était faible. À la fin des années 1970 et dans les années 1980, les hivers étaient plus chauds. Le cycle 22 est resté très actif et le vent a continué à être plus rapide que la normale, ce qui s’est traduit par l’absence d’années à vortex faible. Les hivers sont restés chauds tout au long des années 1990. Avec le cycle 23, l’activité solaire a de nouveau diminué, entraînant une diminution de la vitesse du vent. Les années de vortex faible sont revenues. Et depuis la fin des années 1990, les hivers froids sont revenus, ce que les scientifiques qui ignorent l’effet du Soleil sur le climat ont du mal à expliquer.

Les données dont je dispose ne couvrent pas les cycles solaires 24 et 25, mais la corrélation entre la faible activité solaire et les hivers froids persiste, en particulier dans l’est de l’Amérique du Nord et en Eurasie. Depuis la fin des années 1990, les hivers ont tendance à être plus froids dans une grande partie de l’hémisphère Nord, tandis que l’Arctique se réchauffe, comme le montre la figure suivante. [x]  L’hiver 2024 a été le plus froid en Mongolie depuis des décennies. 6 millions d’animaux sont morts, soit 10 % de leur population. [xi]

Sans prise en compte de l’effet du Soleil sur le climat, cela ne peut être compris. Rien de tout cela a un rapport avec le CO₂ atmosphérique. Reconnaître que le Soleil contrôle la température des hivers dans l’hémisphère Nord implique que le soleil a contribué au réchauffement observé, puisqu’une grande partie du réchauffement est due à l’augmentation des températures minimales de l’hémisphère Nord.

Les effets du Soleil sur l’atmosphère ont également un effet frappant sur la rotation de la Terre.

Effets de la rotation de la Terre

Depuis le milieu du XXe ^siècle, nous sommes capables de mesurer avec une grande précision la vitesse de rotation de la Terre. En 1962, un scientifique français réalise que l’activité solaire modifie la vitesse de rotation de la planète. [xii]  Depuis, ce constat a été confirmé par des dizaines d’études. Les climatologues ignorent cette découverte.

Les données que j’ai analysées ne laissent aucune place au doute. La rotation de la Terre augmente deux fois par an, lorsque l’hiver arrive dans chaque hémisphère. J’ai choisi d’analyser les changements qui se produisent entre novembre et janvier car le changement est plus petit et plus variable, ce qui me permet de mieux voir la réponse. Le graphique ci-dessous compare une année de forte activité solaire avec une année de faible activité. Lorsque l’activité est faible, la rotation s’accélère et chaque tour est raccourci d’une demi-milliseconde.

Mon analyse confirme ce que de nombreux chercheurs ont découvert : la rotation de la Terre change avec l’activité solaire. Lorsque l’activité solaire est faible, la rotation s’accélère davantage entre novembre et janvier, et lorsqu’elle est élevée, elle ne s’accélère pratiquement pas. L’effet est perturbé par d’autres phénomènes qui affectent également la rotation de la planète, comme El Niño, mais le cycle de 11 ans est clair. Le résultat obtenu dans d’autres études avec un traitement différent des données est similaire.  [xiii]

L’effet du Soleil sur la rotation est connu depuis 60 ans, et pourtant aucune explication n’a été donnée. Sa cause doit nécessairement résider dans des changements dans le moment cinétique de l’atmosphère. L’échange de moment cinétique entre la Terre et l’atmosphère peut être comparé à ce qui arrive à un patineur sur glace lorsqu’il tourne. À mesure que les bras s’éloignent du corps, la rotation devient plus lente et à mesure qu’ils se rapprochent, la rotation devient plus rapide. Le problème est que des changements du moment cinétique suffisamment importants pour affecter la rotation de la Terre ne peuvent pas être provoqués par des changements aussi minimes que 0,1 % de l’énergie déposée à la surface par le Soleil.

Conclusions

Rien de ce que vous venez de lire n’est mentionné dans les rapports du GIEC, qui ignorent les nombreuses preuves démontrant que l’effet du Soleil sur le climat ne se limite pas à un petit changement d’énergie. Et rien de tout cela n’est présent dans les modèles climatiques.

Pour récapituler, nous avons vu que les changements provoqués par le Soleil à la surface ont des schémas dynamiques inverses de ceux de la stratosphère, ce qui constitue la même empreinte digitale lors du réchauffement provoqué par le CO₂. Nous avons vu que le Soleil provoque des changements de température dans l’océan bien plus importants que prévu et qu’il influence l’ENSO, un phénomène climatique mondial majeur. Nous avons vu que le Soleil régule la force du vortex polaire, ce qui affecte la fréquence des hivers très froids dans une grande partie de l’hémisphère nord, et nous avons vu qu’il modifie la rotation de la planète. Rien de tout cela ne peut s’expliquer par une variation de 0,1 % de l’énergie atteignant la surface de la planète, du minimum solaire au maximum solaire. Il y a autre mécanisme en jeu, étudié depuis 1987 qui peut expliquer ces effets, que le GIEC mentionne dans son 5^ème  rapport, mais vouloir ou pouvoir comprendre son importance mondiale.

On peut affirmer que les effets de l’activité solaire sur le climat que nous avons analysés sont périodiques. L’activité solaire varie cycliquement tous les 11 ans, El Niño cède la place à La Niña, la force du vortex change chaque hiver et la rotation de la planète revient à son état initial.

Cependant, deux éléments indiquent qu’il existe un effet à long terme beaucoup plus fort, et donc que l’activité solaire a un effet cumulatif sur le climat que nous ne comprenons pas encore bien. Le premier est que, comme nous l’avons vu, les tendances des températures hivernales dans l’hémisphère Nord changent au fil des décennies avec l’activité solaire, provoquant un réchauffement dans l’Arctique et un refroidissement en Amérique du Nord et en Eurasie pendant l’hiver depuis la fin des années 1990, phénomène qui se poursuit depuis 25 ans maintenant en raison de la faible activité solaire que nous avons connue au 21 ^ème  siècle. L’autre est que, comme nous l’avons vu dans  la première partie , la faible activité observée il y a plus d’un siècle a été à l’origine de certains des changements climatiques majeurs de l’Holocène.

J’ai passé les 10 dernières années à essayer de comprendre comment le climat change naturellement, sans idées préconçues, en examinant une énorme quantité d’informations et de données. Les preuves m’ont conduit à élaborer une théorie du changement climatique alternative à celle du GIEC. Elle n’est pas basé sur les changements de l’activité solaire, mais, à ma grande surprise, les explique. Le climat ne se limite pas au Soleil, mais la conclusion est que le maximum solaire du 20e siècle a été un contributeur majeur du réchauffement récent. Cela signifie que le contrôle de nos émissions, qui est devenu l’objectif principal de l’ONU et du monde occidental, n’aura que peu d’effet sur le climat futur.

Cet article peut également être visionné dans une  vidéo de 16 minutes  sous-titrée en anglais et en français.

Références

[i]  Masson-Delmotte, V., M. et al., 2013.  Informations provenant des Archives Paléoclimatiques . Dans : Changement climatique 2013 : Les bases des sciences physiques. Cinquième rapport d’évaluation du GIEC. FAQ 5.1, fig. 1 p. 393.

[ii]  Lean, JL, 2017.  Liens soleil-climat . Dans l’Encyclopédie d’Oxford Research sur la science du climat.

[iii]  White, WB, Dettinger, MD et Cayan, DR, 2003.  Sources du réchauffement climatique de la couche supérieure de l’océan à l’échelle décennale .  Journal de recherche géophysique : Océans ,  108 (C8).

[iv]  Deser, C., et al., 2010.  Variabilité de la température de surface de la mer : modèles et mécanismes . Revue annuelle des sciences de la mer, 2, pp.115-143.

[v]  Labitzke, K. & Van Loon, H., 1988.  Associations entre le cycle solaire de 11 ans, le QBO et l’atmosphère. Partie I : la troposphère et la stratosphère dans l’hémisphère nord en hiver . Journal de physique atmosphérique et terrestre, 50(3), pages 197-206.

[vi]  Pielke Jr., R. et Maue, R. 2024.  Cyclones tropicaux mondiaux .

[vii]  Palmer, CE, 1959.  Le vortex polaire stratosphérique en hiver . Journal de recherche géophysique, 64(7), pages 749-764.

[viii]  Christiansen, B., 2010.  Bimodalité stratosphérique : le QBO équatorial peut-il expliquer le comportement en régime du vortex hivernal NH ?  Journal du climat, 23(14), pp.3953-3966.

[ix]  Lu, H., et al., 2008.  Changements à l’échelle décennale dans l’effet du QBO sur le vortex polaire stratosphérique nord . Journal de recherche géophysique : Atmosphères, 113(D10).

[x]  Kretschmer, M., et al., 2018.  États de vortex polaire stratosphérique faibles et plus persistants liés aux températures extrêmes . Bulletin de la Société météorologique américaine, 99(1), pp.49-60.

[xi]  The New York Times, 2024.  Un hiver rigoureux en Mongolie fait des millions de morts de bétail .

[xii]  Danjon, A, 1962. La rotation de la Terre et le Soleil calme. Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l’Académie des Sciences, 254(17), p.3058.

[xiii]  Barlyaeva, T., Bard, E. & Abarca-del-Rio, R., 2014.  Rotation de la Terre, activité solaire et intensité des rayons cosmiques . Annales Géophysiques Vol. 32, n° 7, pages 761-771.