L'activité solaire passée et à venir

Publié le par Ferlin

Je reprends intégralement l'article de Pensée-Unique car il concerne le Soleil. Je vous invite vigoureusement à visiter ce site, très complet et très interessant.

 

Des chercheurs, spécialistes du soleil, prévoient un épisode de Maunder imminent... C'est à dire un refroidissement pour plusieurs décennies.

A mesure que la recherche sur le climat progresse, plusieurs éditeurs de revues scientifiques ont décidé de consacrer des numéros entiers pour faire le point sur les grandes questions rémanentes sur le climat. 
Il est intéressant et sans doute révélateur de constater que la plupart de ces revues incorporent désormais plusieurs articles relatifs à l'évolution de l'activité du soleil, ce qui n'était pas le cas il y a seulement quelques années. 
Il m'a paru utile de faire un bilan résumé de ce que l'on sait aujourd'hui de l'activité solaire du passé et des prévisions pour le futur, à partir d'articles publiés récemment dans les revues à comité de lecture. 
De manière à situer aussi précisément que possible l'évolution actuelle et les prévisions les plus récentes de l'activité solaire dans un cadre historique, nous allons commencer par rappeler ce que nous savons de l'activité solaire du passé à partir d'articles signés par des spécialistes du domaine et dont les conclusions n'ont guère été contestées jusqu'à ce jour.

L'activité solaire du passé :

"Millennium-Scale Sunspot Number Reconstruction: Evidence for an Unusually Active Sun since the 1940s"
"Reconstruction à l'échelle du millénaire du nombre des taches solaires : Evidence d'une activité exceptionnelle depuis les années 1940".

Phys. Rev. Letters 91 N°21, 2003 (PRL : la meilleure revue des physiciens) 
Ilya G. Usoskin
Sodankyla Geophysical Observatory (Oulu unit), University of Oulu, FIN-90014 Oulu, Finland
Sami K. Solanki and Manfred Schüssler
Max-Planck Institut für Aeronomie, Katlenburg-Lindau, Germany
Kalevi Mursula and Katja Alanko
Department of Physical Sciences, University of Oulu, FIN-90014 Oulu, Finland

Comme à l'accoutumée voici le résumé originel de cet article, en anglais d'abord, suivi d'une traduction en français.

"Summary : The extension of the sunspot number series backward in time is of considerable interest for dynamo theory, solar, stellar, and climate research.We have used records of the 10Be concentration in polar ice to reconstruct the average sunspot activity level for the period between the year 850 to the present. Our method uses physical models for processes connecting the 10Be concentration with the sunspot number.The reconstruction shows reliably that the period of high solar activity during the last 60 years is unique throughout the past 1150 years. This nearly triples the time interval for which such a statement could be made previously."

"Résumé : Le prolongement vers le passé des séries de mesures du nombre de taches solaires, présente un intérêt considérable pour la théorie de la dynamo, pour le soleil et les étoiles ainsi que pour la recherche sur le climat. Nous avons utilisé les enregistrements de la concentration en isotope 10Be des glaces polaires pour reconstruire le niveau d'activité moyen des taches solaires pour la période allant de l'an 850 jusqu'au présent. Notre méthode utilise des modèles basés sur la physique pour analyser les processus qui relient la concentration en 10Be au nombre de taches. La reconstruction montre, de manière fiable, que la période d'activité intense du soleil pendant les 60 dernières années, est unique durant les 1150 ans passés. Cette étude multiplie presque par trois l'intervalle de temps pour lequel ceci pouvait être affirmé. "

On peut noter en passant que l'avant-dernière phrase de ce résumé qui concerne exclusivement l'activité solaire, fait étrangement écho aux conclusions des articles de Michael Mann et al (sur la crosse de hockey) qui affirmaient que la montée des températures durant la seconde moitié du XXème siècle était sans précédent depuis 1000 ans. Celle-ci, généreusement attribuée à l'effet de serre du CO2 par le GIEC, a donc également été accompagnée par une montée sans précédent de l'activité solaire, depuis 1150 ans.
Les tenants du GIEC vous affirmeront, bien entendu, qu'il s'agit là d'une simple coïncidence.

La courbe maîtresse de cet article au PRL est la suivante :

jager1

Reconstruction du nombre de taches solaires (sunspot number) à partir des concentrations en isotope 10 du Beryllium à partir des carottages du Groënland (en vert) et de l'Antarctique (en rouge).

Dm : : Dalton Minimum 
Mm : Maunder minimum 
Sm : Spörer minimum 
Wm : Wolf minimum 
Om : Oort minimum
MM : Optimum médiéval

Pour la période plus récente, voici le résultat de l'observation directe des cycles de Schwabe :

A noter que la courbe en trait noir épais représente la suite (intégrée) des sunspots observés depuis l'année 1610 jusqu'au cycle 23 qui s'est achevé vers 2009 superposée aux résultats obtenus par analyse isotopique. On peut voir le très impressionnant minimum de Maunder dans la seconde moitié du XVIIème siècle ainsi que la montée vers le grand maximum au cours du XXème siècle. Le minimum de Dalton est situé autour de 1810. Comme chacun le sait, les deux Minima ont correspondu avec des périodes froides sur la planète ou, au moins, pour l'hémisphère Nord qui est bien documenté à ce sujet.sunspots

 

Note : On peut se demander comment faisaient les savants du début du XVIIème siècle pour observer et dénombrer les taches solaires. Voici une illustration d'époque qui montre la technique ingénieuse utilisée.

 

 

 

Samir Solanki et Ilya Usoskin ont poursuivi leurs recherches et ont publié en 2004 et 2007, deux articles qui permettent de remonter plus loin dans le passé.jager3

 

 

Voici leurs résultats tels que présentés par Samir Solanki lors de la réunion d'automne de l'American Geophysical Union (AGU)

Ce graphique qui indique le nombre de taches solaires (ou plus exactement le sunspot number normalisé) de 5000 avant JC jusqu'à l'an 2000 est intéressant, au moins, pour trois raisons :

- L'activité solaire que nous avons connu au XXème siècle est la plus importante de celles qui ont eu lieu pendant les 7000 années précédentes. Elle est donc effectivement exceptionnelle. 
- Sauf durant quelques rares épisodes, l'holocène réputé pour être une période chaude de la planète, au moins dans l'hémisphère Nord, a coïncidé avec une activité solaire importante.
-Le Petit Age Glaciaire, une période très froide bien documentée du point de vue historique, au moins en Europe, coïncide avec une baisse particulièrement marquée de l'activité solaire (notamment durant le minimum de Maunder). Dans cette perspective, suite à une décroissance de quelques 1500 ans, le vingtième siècle apparaît comme une récupération très rapide de l'activité solaire qui était présente durant une grande partie de l'holocène.
-La période allant de 1000 à 2000 ressemble sensiblement aux différentes versions de la très controversée crosse de hockey chère à Michael Mann et al. Pourtant ce grahique ne représente que l'activité solaire et non la température terrestre...

Il doit s'agir, une fois encore, d'une série de coïncidences, comme vous l'affirmeront les supporters du GIEC.

L'activité solaire à venir ?

Rappels : En février 2010, je vous avais résumé les présentations de Samir Solanki et al, ainsi que celles de McCracken et al, effectuées lors de la dernière réunion de l'AGU ((American Geophysical Union, 14-18 décembre 2009, San Francisco). 
Sur la base d'observations différentes, Solanki et Mc Cracken prévoyaient que nous nous dirigions vers un épisode analogue à celui de Daltontel qu'il est survenu en 1810. 
D'autre part, De Jager et son collègue Duhau, se basant sur la théorie de la dynamo solaire ont publié, en février 2009, un article que j'ai commenté ci-dessus. Sur la base des données dont ils disposaient à l'époque, ces deux chercheurs, spécialistes des cycles solaires, penchaient pour l'hypothèse d'un épisode à venir du type Dalton se prolongeant jusqu'au cycle 26 (compris) éventuellement prolongé par un grand Minimum du type Maunder.

Au début de l'année 2009, De Jager et Duhau ont enfin pu disposer des données complètes sur l'indice aamin (voir les explications ci-dessous) qui leur ont été communiquées par Lockwood souvent cité dans ce site. Ils ont, dès lors, été en mesure de compléter leurs études et d'affiner leurs prévisions pour les cycles à venir.

Après avoir publié, en 2010, un article préliminaire , intitulé : "The Forthcoming Grand Minimum of Solar Activity " 
"Le Grand Minimum de l'activité solaire à venir"
dans le Journal of Cosmology, 2010, 8, 1983-1999
S. Duhau, C. de Jager,
Universidad de Buenos Aires, Argentina.
Royal Netherlands Institute for Sea Research; P.O. Box 59, 1790 AB Den Burg, The Netherlands.

De Jager et Duhau ont publié un article plus détaillé et plus complet sur les prévisions des cycles à venir. Cet article constitue d'ailleurs une excellente revue de ce que nous savons actuellement sur les cycles solaires. Il est intitulé : 
"The variable solar dynamo and the forecast of solar activity; Influence on terrestrial surface temperature" 
Soit :
"La dynamo variable du soleil et la prévision de l'activité solaire ; influence sur la température de la surface (terrestre). "
publié par Nova Science publishers Inc. dans un recueil spécialisé intitulé " Réchauffement climatique du 21ème siècle". 
Editeur : Juliann M. Cossia. ISBN : 978-1-61728-980-4 2011.

Voici le résumé originel de cet article en anglais suivi d'une traduction en français. Je rappellerai, ci-dessous, quelques éléments de langage nécessaires à la compréhension de l'article de De Jager et Duhau. 
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Abstract : Solar variability is governed by the solar dynamo, an intricate interplay between the sun's poloidal and toroidal magnetic field components. The most pronouced periodicity is the Scwavbe cycle of about 11 years duration and the Hale cycle, consisting of two consecutive Schwabe cycles. Another important cycle whith variable length is named after Gleissberg. We describe the role of the two magnetic field components in these periodicities and forward suggestions fot the solar mechanisms at work in driving these. We suggest that the Hale cycle is due to magnetohydrodynamic oscillations of the tachocline with a period of about 22 years. The time behaviour of the longer components, along with informations on the phase-relationship between them allows us to forecast the solar future behaviour. We expect a low solar next minimum, around 2014. After the 20th century's Grand Maximum, a Grand Minimum will start in one or two decades from present. It will last at least one Gleissberg cycle. We describe the correlation of the two solar magnétic field components with terrestrial temperature variations for the period 1610 to 1970. About 40% of the gradual increase of terrestrial temperature is correlated with solar variability. Of this amount about two-thirds is correlated with toroidal field variations and that component can fully be explained quantitatively by the gradual increase of Total Solar Irradiance and the consequent feedback by evaporated gases. A yet unexplained fraction of ~30% is correlated with the poloidal field. After substracting these components the residual smoothed global warming was 0.31 degrees in 1999.

Résumé : La variabilité solaire est déterminée par la dynamo solaire. Elle résulte du jeu complexe entre les composantes poloïdales et toroïdales du champ magnétique. La périodicité la plus visible est celle du cycle de Schwabe qui dure environ 11 ans et du cycle de Hale qui consiste en deux cycles de Schwabe consécutifs. Un autre cycle important dont la durée est variable, a reçu le nom de Gleissberg. Nous décrivons ici le rôle des deux composantes du champ magnétique suivant ces périodicités et nous suggérons les mécanismes solaires qui les gouvernent. Nous suggérons que le cycle de Hale est dû à des oscillations magnétohydrodynamiques de la tachocline dont la période est de 22 ans. Le comportement temporel des composantes de plus longues durées ainsi que des informations sur les relations de phase entre ces dernières, nous permettent de prédire le comportement à venir du soleil. Nous prévoyons un faible maximum prochain du soleil vers 2014. Suite au Grand Maximum du XXème siècle, un Grand Minimum va commencer dans une ou deux décennies à compter du temps présent. Il va durer au moins un cycle de Gleissberg (Ndt : C'est à dire de 60 à 120 ans, selon le type de cycle de Gleissberg). Nous décrivons les corrélations entre les deux composantes du champ magnétique solaire avec les variations de la température terrestre pour la période 1610-1970. Environ 40% de la hausse de la température terrestre est corrélée avec la variabilité du soleil. De cette partie, environ les deux tiers sont corrélés avec les variations du champ toroïdal et cette fraction peut être complètement expliquée, de manière quantitative, par l'augmentation continue de l'Irradiance Totale du Soleil (Ndt : TSI) et par la rétroaction des gaz évaporés qui en résulte. Une fraction encore inexpliquée de 30% est corrélée avec le champ poloïdal. Après soustraction de ces composantes, le réchauffement global moyen était de 0,31°C en 1999. 
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Quelques explications :

-La tachocline ( du grec tachos : vitesse et klino : courber) est une couche interne, d'épaisseur de l'ordre de 30000 km, circulant à l'intérieur du soleil à une profondeur d'environ 200000 km. Elle est le siège de ce que l'on appelle la dynamo solaire. Il s'agit d'une couche qui forme l'interface entre le mouvement de rotation interne du noyau du soleil et la couche convective adjacente. C'est donc une zone soumise à un fort cisaillement. D'après les théories actuelles, les mouvements et les déformations de cette couche sont largement impliqués dans la génération du champ magnétique solaire dont les deux composantes principales sont appelées poloïdales et toroïdales. Ce sont les composantes de la dynamo solaire. Le champ magnétique n'étant pas directement mesurable, on utilise des proxys (des indicateurs) tels que décrits ci-dessous. 

-Les composantes poloïdales et toroïdales du champ magnétique solaire jager6
(voir ici les définitions dans le cas du champ magnétique terrestre)

Ces deux composantes élémentaires du champ magnétique solaire sont représentées sur la figure ci-contre. 
La composante poloïdale est représentée par le dessin (a). La composante toroïdale est représentée par le dessin (b). 

-Les paramètres Rmax et aamin utilisés par De Jager et Duhau (et quelques autres) pour décrire l'évolution du champ magnétique solaire. :

Il a été démontré que le nombre Rmax (c'est à dire le nombre maximum de taches solaires durant les cycles de Schwabe successifs) est un bon indicateur (un proxy) de l'intensité du champ magnétique toroïdal. Champ toroïdal et taches solaires sont indissolublement liés (NASA). 
De même, il a été suggéré en 1975 (confirmé en 1995, puis en 2002 par Chen et Duhau) qu'un bon indicateur du champ magnétique poloïdal maximum est la valeur minimale aamin de la composante poloïdale aa du champ magnétique. L'évaluation de la composante aa est, à présent, basée sur la mesure simultanée du champ magnétique terrestre à Greenwich (UK) et à Adélaïde en Australie.

jager2

 

Afin de faciliter la lecture des diagrammes de phase indiqués ci-dessous, je redonne la figure classique indiquant le nombre des taches solaires, durant la période 1600-2004.

 

 

 

 

 

Diagrammes de phase de De Jager et Duhau :
Des tracés de l'évolution des paramètres Rmax et aamin montrent que ces derniers évoluent en étroite corrélation. D'autre part, on observe également que ces deux paramètres prennent des valeurs bien définies lors des transitions vers ce que De Jager et Duhau appelle "un Grand Episode", c'est à dire une transition vers un Grand Maximum ou un Grand Minimum. C'est évidemment le point crucial de la démonstration de De Jager et Duhau.

Voici ce que nous disent De Jager et Duhau, à propos des diagrammes de phase (Rmax, aamin) à la fin de l'introduction de l'article cité :

"Le tracé de l'un de ces indicateurs par rapport à l'autre donne un diagramme de phase avec un bon pouvoir de diagnostic. Il montre que le Grand Maximum du XXème siècle vient juste de s'achever. Le diagramme de phase nous permet de préciser le caractère du prochain Grand Episode. La température globale de la surface de la terre et la plupart des variables solaires concernées ont cru graduellement depuis les 4 derniers siècles. Cette information rend possible la détermination de la corrélation entre la température de surface (Ndt : de la terre) et les deux composantes magnétiques de la dynamo (Ndt : solaire). Ceci conduit aussi à une prévision de la décroissance de la température associée au Grand Minimum à venir. "

Voici deux exemples de ces diagrammes de phase, l'un relatif à la transition vers le Minimum de Maunder, l'autre à la transition vers le Minimum de Dalton : 
jager4

 

"Diagramme de phase du cycle de Gleissberg durant la période 1630 à 1880. Les diagrammes sont relatifs au Minimum de Maunder (1630-1724) (à gauche) et au Minimum de Dalton (1787-1830) ( à droite) ainsi qu'à la période d'oscillations régulières pendant laquelle est apparu le Minimum de Dalton (1787-1830 ; courbe en trait épais du dessin de droite). Les transitions de phase vers des Grands Episodes tendent à se produire quand la courbe 
Rmax , aamin passe à travers ou est très proche du Point de Transition." 

Note: Le "Point de Transition" auquel il est fait allusion ici est défini dans l'article détaillé de De Jager et Duhau. Il correspond à des valeurs précises de Rmax et de aamin.Les diagrammes ci-dessus sont tracés par rapport à ce point de transition défini ici par le croisement des deux lignes verticales et horizontales.

Comme on peut l'observer, les diagrammes de phase montre que les années de transitions ont bien été respectivement de 1630 et 1724 (Minimum de Maunder) et de 1787 et 1830 (Minimum de Dalton).

La question qui se pose alors est, bien entendu, la suivante :jager5
Où en sommes nous, actuellement, dans ce type de diagramme de phase ? 
Voici, ci-contre, le graphique de l'article de de Jager et Duhau accompagné sa sa légende :

 

"Le diagramme de phase remarquable pour la période 1880 à 2009 du cycle de Gleissberg, obtenu à partir des nouvelles données homogénéisées de l'indice géomagnétique aa communiquées par Lockwood ( 2009)"

Comme on le voit sur ce diagramme de phase, le tracé de la courbe a rejoint le "Point de transition" pendant l'année 2009 ce qui devrait indiquer, selon De Jager et Duhau, une transition du Grand Maximum du XXème siècle vers un Grand Minimum à venir.

La conclusion de Jager et Duhau :

"L'activité solaire traverse actuellement une brève période de transition (2000-2014). Cette période de transition sera suivie par un Grand Minimum, très probablement du type Maunder et qui démarrera très probablement dans les années 20 du présent siècle."

De Jager et Duhau donnent, à l'appui de leurs conclusions, un graphique extrait d'un article (Makarov, Makarova et Callebaut, 2010, non encorejager7publié. A noter que l'école Russe est très "pointue" sur ces questions) qui montre la latitude décroissante des bandes de taches solaires au cours des dernières décennies.

L'axe des abscisses est gradué en numéro de cycle solaire. A noter que le maximum du cycle N° 12 a eu lieu vers 1884. Nous sommes actuellement au début du cycle 24. l'axe des ordonnées indique la latitude moyenne des taches solaires observées durant les cycles successifs.

Les trois chercheurs, auteurs de cet article, concluent également à un Minimum de Maunder à venir vers les années 2030. 

A noter également que De Jager et Duhau prévoient un cycle solaire 24 de faible amplitude (maximum : 55) et de longue durée.jager8

 

 

 

C'est ce que semble annoncer le dernier graphique publié à ce sujet (donc mis à jour en fin octobre 2010) lequel est encore en dessous des prévisions pourtant récemment réactualisées de Hathaway de la NASA (qui n'a décidément pas de chance).

Le voici, ci-contre.

Je vous rappelle que les précisions précédentes des auteurs cités ci-dessus, tournaient autour d'un maximum de 65.

 

 

 

jager9

Les lecteurs attentifs se souviendront sans doute des prévisions des Mausumi Dikpati.
M. Dikpati est une spécialiste réputée des cycles solaires. Elle travaille au NCAR ( National Center for Atmospheric Research à Boulder. 

Sur la base de simulations numériques sophistiquées, elle avait prédit, en 2006, à partir de la théorie de la dynamo solaire que le cycle 24 serait un des plus éruptifs de la série des cycles du XXème siècle, à l'encontre, d'ailleurs de la plupart des autres prédictions. Au vu du comportement actuel du cycle 24 (ci-dessus); ceci semble totalement impossible. 
Voici une image de la prévision de Mausumi Dikpati et de ses collègues.

dikpati

En matière de science, les erreurs sont souvent sources de réflexion et de remise en cause de ses "certitudes".
Voici ce que De Jager et Duhau pensent de cette prévision complètement erronée de Mausumi Dikpati (photo) :

"Les modèles de transport de flux de la dynamo (pour une revue voir Dikpati et Gilman 2009) semblent contenir tous les éléments nécessaires pour la réalisation de simulations réalistes de l'action de la dynamo solaire. Pourtant, ils prédisent un fort cycle solaire 24 (Dikpati et al, 2006) comparable à ceux qui se sont produits durant le récent Grand Maximum. Ces modèles supposent une source poloïdale constante à l'interface de la couche convective/tachocline. Nos résultats indiquent que l'échec de ce modèle est dû au fait que l'interface de la couche convective/tachocline change brutalement pendant les transitions ce qui est une possibilité qui n'est pas incorporée dans les modèles de transport de flux."

En bref, les modèles des simulations numériques de Mausumi Dikpati ont tout pour réussir... à un petit détail près. Il apparaît que ce petit détail n'en est pas un et que le résultat des simulations numériques est un échec retentissant. 
Ce qui est particulièrement gênant ou enrichissant dans cette affaire, c'est que dans le cas des cycles solaires, on peut vérifier. 
Il suffit d'attendre quelques années. 
Il est dommage que l'on ne puisse pas faire de même pour les prévisions numériques du climat à 100 ans du GIEC.

Ci-dessous, vous retrouverez des résultats qui prévoient un futur minimum de Dalton. De Jager et Duhau voient un Minimum de Maunder.
A noter que tout ceci est conforme aux prévisions de Theodor Landscheidt (en 2004) et de Rhodes Fairbridge (avant 2006) dont les hypothèses étaient elles-mêmes conformes aux analyses récentes de Scafetta.


Tout cela pointe vers du froid à venir. 
Comme je l'ai souvent conseillé dans cette page depuis plusieurs années : 
Achetez vous des bottes fourrées !

 

A suivre ( bien sûr)....

 

http://www.pensee-unique.fr/froid.html#activ

 

Publié dans Fonctionnement Soleil

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alainV 09/12/2010 21:48


Merci pour tout le travail que vous effectuez

La premiere pensée qui m'est venue en lisant l'article au sujet du refroidissement: Tout est parfait.

J' ai lu le texte d'une canalisation de Sri Aurobindo source :www.autresdimensions.com
et http://www.lespasseurs.com/chroniques_arcturius/?p=3073

dans lequel Sri Aurobindo donne comme info:
La disparition progressive des enveloppes d’isolement appelées héliosphère, magnétosphère et ionosphère, en cours, permettra à terme, sous l’action conjointe d’un certain nombre d’éléments, à cette
Terre de se transmuter.


Si toutes ces enveloppes disparaissent. Et l'activité du soleil,nous amenant à un refroidissement
nous montre que tout est parfait. Vraiment parfait


Ferlin 10/12/2010 06:02



Bonjour Alain. Si ces enveloppes disparaissent, c'est certain que tout va se transformer... Nous ne serons même plus là pour le voir.



Neomesis 06/12/2010 12:57


Très bon article...clair, précis, enrichissant et dont la conclusion ne peut échapper à des néophytes comme nous...
Merci Damien.


lucie 05/12/2010 18:47


Merci...

Bise


Ferlin 05/12/2010 21:09



Bises.



Hélios 05/12/2010 15:14


Merci Damien pour cet article dont la conclusion est claire. J'ai un peu décroché sur le côté trop technique. Merci aux scientifiques qui vont se les geler pour extraire les carottes. On n'a plus
que des carottes groenlandaises depuis un moment, espérant qu'elles concordent quand même avec les carottes antarctiques.
La courbe verte du premier schéma commence à redescendre, donc on ne va pas pouvoir dire que les carottes sont cuites, mais qu'elles resteront au congélateur.

Je t'envoie un gros câlin pour te tenir chaud dans ton antre.

Bisous


Ferlin 05/12/2010 21:08



Merci Hélios, oui, les carottes sont congelés, un peu comme nous...