Dernières Infos

Impacts régionaux sur le climat d’un futur grand minimum solaire

Ici un extrait de la revue Nature. Toute réduction de la température moyenne globale près de la surface de la planète due à un déclin futur de l’activité solaire représentera probablement une petite fraction du réchauffement anthropique prévu. Cependant, la variabilité de l’irradiance solaire ultraviolette est liée à la modulation des oscillations arctiques et nord-atlantiques, ce qui suggère la possibilité d’effets climatiques plus importants.

Ici, nous explorons les impacts possibles à travers deux expériences conçues pour atténuer l’incertitude liée à l’irradiance ultraviolette dans un scénario dans lequel l’activité solaire future redeviendrait semblable à Maunder d’ici 2050. Les deux expériences ont montré une structure régionale de la réaction hivernale ressemblant à l’Oscillation nord-atlantique, avec un refroidissement relatif accru sur le nord de l’Eurasie et l’est des États-Unis.

Les dernières décennies ont été caractérisées par une période d’activité solaire relativement élevée. Cependant, le récent minimum solaire prolongé et le faible cycle solaire qui a suivi 24 ont laissé penser que le maximum du maximum solaire pourrait être atteint. Une probabilité de 8% de retour à des conditions de type Maunder Minimum dans les 40 prochaines années a été estimée en 2010.

Un certain nombre d’études ont indiqué que les baisses de la température moyenne mondiale associées à une baisse future de l’activité solaire devraient être relativement faibles. Cependant, la variabilité de l’irradiance solaire ultraviolette a été liée à des changements de pression de surface qui ressemblent aux oscillations arctiques, nord-atlantiques (AO / NAO), et à des études portant sur les cycles du cycle solaire sur onze ans et centennal suggèrent la possibilité d’effets régionaux plus importants.

Le mécanisme de ces changements passe par une voie stratosphérique, appelée «mécanisme de haut en bas», et implique un réchauffement altéré de la stratosphère par le rayonnement ultraviolet solaire. Les températures anormales dans la région de la stratopause tropicale entraînent des modifications des vents stratosphériques subtropicaux, de l’équilibre géostrophique avec le gradient de température modifié de l’équateur au pôle. Ce signal se propage ensuite vers le bas et vers le bas et est amplifié par une activité des ondes planétaires altérée avant d’être transmis sur toute la profondeur de la troposphère dans les bassins du Pacifique et de l’Atlantique. Ce mécanisme peut également entraîner des changements dans les températures de la basse stratosphère tropicale, ce qui peut également affecter la troposphère.

La structure régionale se retrouve dans la réaction hivernale dans les deux expériences, avec un refroidissement relatif accru sur le nord de l’Eurasie et l’est des États-Unis. Pour EXPT-B, on a constaté que l’évolution des températures de surface en hiver dans le nord de l’Europe européenne à la fin du XXIe siècle était similaire à la différence entre les projections RCP6.0 et RCP4.5 pour cette région. Nous concluons que le forçage solaire peut être une source importante d’incertitude dans les projections climatiques régionales.

Scénarios de forçage solaire futurs :

Réponse globale de la température moyenne
En raison de la diminution de l’irradiance solaire, les deux expériences montrent un refroidissement généralisé par rapport à CTRL-8.5.

La variation annuelle moyenne relative de la température globale près de la surface pour la période 2050–2099 correspond à un refroidissement de 0,13 et 0,12 ° C pour EXPT-A et EXPT-B, respectivement. Cela compense ou retarde la tendance du réchauffement planétaire d’ environ 2 ans et est faible par rapport au réchauffement planétaire modélisé. Cela correspond aux autres résultats récemment publiés qui indiquent que toute modification de la température moyenne mondiale due à un futur minimum solaire prolongé contribuerait peu à compenser ou à retarder considérablement le réchauffement en raison de l’augmentation projetée des gaz à effet de serre à longue durée de vie. Dans certaines de ces études, le potentiel de variation régionale est indiqué et nous l’explorons maintenant plus en détail dans nos expériences.

Réponse annuelle moyenne à la température de surface pour les expériences solaires futures :

Réponse d’hiver de l’hémisphère nord
Dans nos expériences, bien que le refroidissement soit évident toute l’année, les anomalies les plus importantes et les plus cohérentes se trouvent dans l’hémisphère nord, au printemps et à l’hiver boréal. Une grande partie de cette structure peut être expliquée par un changement relatif de la circulation atmosphérique. De décembre à février, un profil de pression au niveau de la mer moyen de type AO / NAO négatif est observé dans les deux expériences.

Dans le secteur de l’Atlantique, EXPT-B a une réponse plus forte et plus significative, montrant un affaiblissement du NAO (défini pour le modèle comme étant la différence de pression au niveau de la mer entre les points du réseau situés le plus près des Açores et du sud-ouest de l’Islande) de 1,8 hPa. est une proportion notable de l’écart-type interannuel de 7–8 hPa. Encore une fois, le modèle NAO est conforme à la réponse observée associée au cycle de 11 ans au cours de la période de re-analyse récente qui a été jugée significative et maximise à un décalage de ~ 3-4 ans pour la période 1870- 2010.

Réponse climatique hivernale pour les futures expériences de minimum solaire.

Il existe des différences régionales marquées dans le schéma de refroidissement hivernal dans l’hémisphère nord, avec un refroidissement accru dans le nord de l’Eurasie et dans l’est des États-Unis. Les variations moyennes de température pour les régions géographiques de l’hémisphère nord montrent un refroidissement global, mais avec un refroidissement significatif et plus important ou comparable pour EXPT-B dans les régions ci-dessus, ce qui correspond au NAO / AO négatif le plus fort dans cette expérience. Le refroidissement à l’est du Groenland dans EXPT-B et, dans une moindre mesure, dans EXPT-A est associé à une augmentation relative du transport de la glace de mer vers le sud par le courant est du Groenland (non illustré); Cependant, on pense que la relation observée entre la banquise côtière NAO et la banquise de l’Est du Groenland dépend de la période, et différents modèles illustrent une gamme de relations de ce type, de sorte que cet élément de la réponse de notre modèle peut ne pas être robuste.

Dans EXPT-B, les précipitations augmentent dans une large bande couvrant l’Atlantique et le sud de l’Europe, s’étendant vers l’est sur le continent eurasien. Il y a une diminution des précipitations sur le nord de l’Europe. En général, EXPT-A montre une réponse similaire mais plus bruyante, avec des signaux moins significatifs. Ces changements sont associés à un déplacement du jet-stream vers le sud et à un blocage (accru) sur le sud de l’Europe (nord) dans les expériences.

Nous notons que la faible activité solaire ne garantit pas le froid dans un hiver européen spécifique, car la variabilité supplémentaire est introduite par d’autres facteurs. Le record de température de 360 ​​ans enregistré dans le centre de l’Angleterre pour les mois de décembre et février montre que les hivers les plus froids du Royaume-Uni ont eu lieu avec une faible activité solaire.

Mécanismes de rétroaction possibles

Il a été suggéré que la variabilité solaire pouvait avoir affecté les variations passées de la température et de la salinité dans l’Atlantique Nord. Une modification positive de la teneur en chaleur de l’Atlantique pourrait entraîner une rétroaction positive océan-atmosphère sur les températures froides du nord de l’Europe et nous voyons un signe clair d’un gradient de température de surface méridional réduit sur l’ouest de l’Atlantique Nord. Des rétroactions pourraient également se produire sous l’effet de la diminution de la circulation du méridional atlantique (AMOC) associée soit au forçage négatif permanent NAO, soit à des mécanismes plus complexes glace de mer-océan-atmosphère. Cependant, il existe une incertitude quant au signe de la réponse de l’AMOC à la baisse de l’activité solaire, deux études récentes suggérant un renforcement relatif, associé à un forçage radiatif plus faible et à un possible changement du couplage stratosphère – troposphère ou une augmentation de l’évaporation et de la densification dans l’Atlantique Nord. Dans nos expériences, nous trouvons peu de changement appréciable dans l’AMOC par rapport à la tendance décroissante anthropiquement forcée. Les deux expériences montrent des changements significatifs dans les précipitations tropicales associés à des déplacements dans la zone de convergence intertropicale, avec un déplacement vers le sud dans l’Atlantique. Ces changements ont une structure et une ampleur qui ont été démontrées ailleurs capable d’induire un renforcement compensateur de l’AMOC de la magnitude nécessaire pour équilibrer les effets du forçage NAO négatif. Cependant, une analyse détaillée des mécanismes de la réponse AMOC dépasse le cadre du présent document.

De nombreuses études ont identifié des liens entre le climat passé et la variabilité solaire. Au cours du Minimum de Maunder (1645-1715), très peu de taches solaires ont été observées malgré des observations régulières. Si les relations passées entre la STI et l’irradiance ultraviolette et les taches solaires sont les mêmes que celles observées pour la variabilité solaire moderne, on peut alors supposer un déclin de la STI et de l’ultraviolet pour cette période. Le Minimum de Maunder a coïncidé avec des hivers plus rigoureux au Royaume-Uni et en Europe continentale.

Nous notons qu’il existe des incertitudes dans la réponse de notre modèle au forçage solaire. En général, les modèles climatiques semblent sous-estimer cette variabilité. La réponse de la circulation atmosphérique atlantique modélisée pourrait également être plus importante si, comme cela a été suggéré récemment, le retour océanique est sous-estimé dans le modèle.

Adaptation Terra Projects

Extrait et source de https://www.nature.com

(726)

Laissez un message

Laissez un message