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Quand la Stratosphère refroidissait la Terre

Beaucoup d’éléments peuvent influencer sur les températures de la Terre : un volcan entre en éruption, enveloppant la Terre d’une brume lumineuse qui bloque la lumière du soleil, et les températures chutent ; la chaleur piège les gaz à effet de serre dans l’atmosphère, et les températures s’élèvent.

De 1650 à 1710, les températures à travers une grande partie de l’hémisphère nord ont plongé quand le soleil est passé par une phase de basse intensité maintenant appelée le minimum de Maunder. Pendant cette période, très peu de taches solaires sont apparues sur la surface du soleil, et l’éclat global du soleil a diminué légèrement.

En effet au milieu de cette période plus froide que la moyenne qui a été appelé la période du petit age glaciaire, l’Europe et l’Amérique du Nord sont entrés dans un refroidissement profond : Les glaciers des Alpes se sont étendus vers les champs des vallées ; la banquise a avancé vers le sud de l’Arctique ; et les célèbres canaux aux Pays Bas gelaient régulièrement tous les ans, ce qui est très rare aujourd’hui.

L’impact du minimum solaire est clair dans cette image, qui montre la différence de  température entre 1680, une année au centre du minimum de Maunder, et 1780, une année d’activité solaire normale, comme cela a été calculé par un modèle général de la circulation atmosphérique. Le bleu profond à travers l’Est de l’Amérique du Nord et le centre du nord de l’Asie illustre la baisse des températures où elle a été la plus grande. Presque tous les autres continents de la Terre étaient également refroidis en 1680, comme indiqué par des nuances de bleus. Les quelques régions qui semblent avoir été plus chaudes en 1680 sont l’Alaska et l’océan pacifique oriental (à gauche), les sud au nord de l’Océan Atlantique du Groenland (à gauche du centre), et nord de l’Islande (centre supérieur).

Si l’énergie du soleil a diminué seulement légèrement, pourquoi les températures ont-elles chuté aussi sévèrement dans l’hémisphère nord ? Les scientifiques du climat Drew Shindell et les collègues de l’institut de la NASA Goddard pour les études de l’espace ont abordé  la question en combinant des records de  température relevées dans des anneaux de coupes d’arbre, des noyaux de glace, des coraux, et de quelques mesures enregistrées dans les records historiques, avec un modèle avancé d’un ordinateur du climat terrestre. Le groupe, la première fois, a calculé que la quantité d’énergie venant du soleil pendant le minimum de Maunder est entré dans l’information d’un modèle de circulation générale. Le modèle est une représentation mathématique des températures de surface système—ocean de la variation du système terrestre, différentes couches de l’atmosphère, énergie reflétée et absorbée de la Terre, et aussi d’une intéraction et production climatique. 

Quand le modèle a commencé par une baisse de l’énergie solaire  et a renvoyé les températures qui étaient correspondantes au record du paleoclimate, Shindell et ses collègues ont su que le modèle démontrait comment le minimum de Maunder pouvait avoir causé la baisse extrême des températures. Le modèle a prouvé que la baisse de la température a été liée à l’ozone dans la stratosphère, la couche de l’atmosphère qui est entre 10 et 50 kilomètres de la surface de la Terre.

L’ozone est créé quand la lumière UV d’une grande énergie solaire agit l’un sur l’autre avec l’oxygène. Pendant le minimum de Maunder, le soleil a émis moins de lumière UV, et ainsi moins d’ozone s’est formé. La diminution de l’ozone a affecté les vagues océaniques planétaires (courants marins), les agitations du grand Jet Stream que nous sommes habitués à voir sur des rapports météo à la télévision.

Le changement des vagues océaniques a donné un grand coup de pied à l’oscillation Atlantique nord (NAO), l’équilibre entre un système de basses pressions permanent près du Groenland et un système de hautes pressions permanent au sud l’a poussé dans une phase négative. Quand la NAO est négative, les deux systèmes de pression sont relativement faibles. Dans ces conditions, des tempêtes hivernales donnent l’assaut d’une façon plus fréquente vers l’est de l’Europe, qui est éprouvé par des hivers plus sévères. (Quand la NAO est positive, l’hiver donne l’assaut vers des voies plus au nord, rendant des hivers en Europe plus doux.) les résultats des modèles, montrés ci-dessus, illustrent que la NAO était plus négative en moyenne pendant le minimum de Maunder, et l’Europe est restée exceptionnellement froide. Ces résultats sont assortis de records du paleoclimat.

En créant un modèle qui pourrait reproduire les températures enregistrées dans des records, Shindell et des collègues du paleoclimat sont parvenus à une meilleure compréhension de la façon dont les changements de la stratosphère ont pû inffluencer et modeler le climat. Avec une telle compréhension, des scientifiques sont mieux préparés pour comprendre l’équilibre et quels facteurs pourraient influencer le climat de la Terre dans l’avenir.

Depuis plus de 20 ans, on constate un refroidissement de la Stratosphère.

source : http://earthobservatory.nasa.gov/ / traduction et adaptation de  la Terre du Futur

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