CHANGEMENTS CLIMATIQUES DANS LES MERS DE L’ARC ARCTIQUE EURASIEN/2

DISSYMETRIE DU SYSTEME SOLAIRE ET SON INFLUENCE SUR LE FLUX D’ENERGIE SOLAIRE VERS LA TERRE

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A la suite des différentes études (Monin, 2000, Kurazhov & al, 2004), il a été possible de déterminer, en prenant en compte les 3 plus gros corps du système solaire Jupiter, Saturne et le Soleil, la fourchette de variation de la position de ce dernier par rapport au barycentre du système.

Figure 12 : Schéma montrant l’emplacement de Jupiter et Saturne à différentes époques (années par rapport à t=0) dans leurs orbites autour du barycentre du système Soleil+Jupiter+Saturne (la flèche montre le sens de rotation).

Figure 13 : Diagrammes de calcul des distances entre la Terre et le Soleil pour deux types de localisation de Jupiter et Saturne par rapport au Soleil (C= centre du Soleil ; O = Barycentre ; P et A emplacements de la Terre au périhélie et à l’aphélie respectivement).

Pogosyan et Turketti (1970) estiment que seuls 17% du rayonnement solaire extra-atmosphérique sont absorbés par la surface et l’atmosphère terrestres. Par suite, la fourchette d’anomalie de la chaleur absorbée sur une période de 60 ans est d’environ 6W/m². Budyko (1969) concluait que plusieurs dixièmes de pour cent était suffisants pour déclencher un changement significatif du climat terrestre. A noter que l’impact sur le système climatique d’une réduction du rayonnement par la concentration de gaz à effet de serre en 2000 par rapport à 1750 serait de 2,5W/m²  (Izrael & al., 2001), soit environ 3 fois moins que la valeur donnée plus haut.

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6 Evaluation des variations possibles de la température de l’air et de l’englacement des mers Arctiques au vingt et unième siècle.

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Rudyaev & al. (1985) ont proposé une prévision basée sur des cycles de 33 et 65 ans de la vitesse de rotation de la Terre. Ils prévoient un réchauffement maximum entre 2005 et 2010, suivi d’une période de refroidissement se terminant au milieu du siècle. Il est vraisemblable que la vitesse de rotation de la Terre soit un indicateur important de changement climatique (NdT: Voir Courtillot & al.). La vitesse angulaire augmente durant les périodes de réchauffement et décroît durant les périodes de refroidissement. Il est noté qu’au vingtième siècle, l’indice NAO et la vitesse angulaire de la Terre sont corrélés suivant un coefficient de 0,85.

Figure 6.1 Anomalies de température moyenne annuelle dans la zone 70°N-85°N entre 1900 et 2007 (ligne continue) et prévision (pointillés).

Dans les pages suivantes les auteurs se concentrent sur les prévisions d’englacement et leur influence sur la navigation, ce qui est d’une importance certaine pour la Russie, mais de moindre intérêt sur un plan climatique général.

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7 Conclusions

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Ces données ont permis d’établir les variations sur une échelle décennale.

1. Les variations à long terme (climatiques) de l’état de la banquise de l’Océan arctique ont non seulement une influence économique significative sur les états côtiers de cette région mais elles affectent plus largement le climat de la Terre via des mécanismes de rétroaction.
2. Le spectre des variations de l’englacement dans les mers de l’arc eurasien a été analysé, révélant  la présence de cycles de 50-60 ans et d’environ 20 ans, 8-12 ans, 5-7 ans et 2-3 ans. Le cycle de 50-60 ans caractérise les époques de montée et de descente de la température de l’air en arctique. Dans les régions occidentales (mers du Groenland, Barents et Kara), les cycles longs prévalent. Les cycles plus courts sont typiques des régions orientales (mers de Laptev, Sibérie orientale et Chukchi). Ces oscillations cycliques de l’étendue de la banquise se superposent à un substrat constitué par une tendance négative de long terme qui caractérise la décroissance graduelle de la banquise au 20ième siècle et au début du 21ième. On suppose que cette tendance linéaire apparente constitue un segment d’un cycle climatique multiséculaire (200 ans).
3. Les variations importantes de l’épaisseur et de la concentration de la banquise correspondent aux variations cycliques de la température. La répartition régionale des variations maximales de l’épaisseur de glace dépend de l’emplacement des limites de glace résiduelle de la dynamique de la banquise. Les variations climatiques de l’épaisseur de glace ne sont pas très notables pour la glace côtière car elles sont majoritairement influencées par des processus thermodynamiques.
4. Les variations climatiques de l’englacement des mers arctiques se conjuguent avec des variations d’autres facteurs hydrométéorologiques, les plus importants étant les champs de température et de pression de grande échelle. La structure temporelle de leur variabilité multi-annuelle est caractérisée par les mêmes traits que pour la variabilité de l’englacement.
5. Les anomalies correspondantes de la circulation atmosphérique en lien avec l’évolution des remous polaires (NdT: Polar Eddy, terme intraduisible décrivant un comportement ondulatoire conditionnant la trajectoire du jet stream polaire) constituent un facteur important de la variabilité de divers indices climatiques dans les hautes et moyennes latitudes de la Terre à l’échelle inter-décennale. Le remous  du Pôle Nord s’intensifie aux époques chaudes et se comble partiellement dans les époques froides. Ces variations ont un effet sur l’état de l’anticyclone arctique comme sur l’intensité et l’emplacement de la ceinture de transport zonal de l’atmosphère. (NdT : Tout ceci mériterait une discussion comparative avec ce que disait Marcel LEROUX).
6. Les variations de la circulation atmosphérique générale semblent responsables des oscillations cycliques de 50-60 ans de la température de l’air de surface, le déplacement des anomalies maximales des hautes aux moyennes latitudes, et des anomalies de signe opposé des continents et des océans. Ceci pourrait être attribué à la présence supposée de cycles plus longs (200 ans).
7. Le schéma de la dérive glaciaire générale du bassin arctique varie en corrélation avec des oscillations des champs de pression. L’élément cyclonique de la dérive de la banquise s’intensifie aux époques chaudes par rapport aux époques froides. Aux époques chaudes, le débit de glace vers la mer du Groenland diminue, la température des eaux profondes de l’Atlantique s’accroît, la salinité des eaux de surface augmente ainsi que le débit des fleuves dans l’Arctique. Les changements dans la dérive de la banquise tendent à provoquer le déplacement de la limite de glace ancienne vers les mers de l’arc eurasien durant les époques chaudes bien que des variations à relativement court terme du régime des vents puissent changer significativement cette régularité.
8. Les variations climatiques de l’étendue de la banquise et autres caractéristiques hydrométéorologiques sont causées par des processus dans l’atmosphère et l’océan, lesquels sont à leur tour affectés par des facteurs externes et internes.
9. L’élément externe le plus significatif est la variabilité de l’irradiance solaire totale (TSI). Cela comprend les variations électromagnétiques ″usuelles″ (dans le visible et l’infrarouge), mais aussi la variabilité de l’activité solaire (SA) qui occasionnent des variations des flux de particules énergétiques dans l’ultraviolet et du champ magnétique du Soleil.
10. Les variations d'activité solaire suivent des périodes de 10, 20, 60 et 200 ans. Ces cycles causent probablement les changements du climat arctique. En dépit de variations relativement faibles de la TSI associées aux variations d'activité solaire, cette variabilité a un effet significatif dans les latitudes élevées à cause de l’interaction des particules chargées du vent solaire avec le champ magnétique terrestre qui concentre ces particules aux latitudes élevées. La variabilité des rayonnements conventionnels affecte à la fois les latitudes élevées et moyennes où il existe des variations saisonnières dans l’interaction entre l’atmosphère et la surface sous jacente durant l’année.
11. La magnitude du rayonnement solaire est fonction du carré de la distance Soleil-Terre. La plupart des modèles de TSI précédents ne prennent pas en compte le phénomène de dissymétrie du système solaire (la distance entre le Soleil et le barycentre du système solaire). Cette distance varie sous l’influence des plus grosses planètes, Jupiter et Saturne, suivant une période de l’ordre de 60 ans. Il semble possible que le cycle de 60 ans observé dans le climat Arctique soit relié à cette variation.
12. Alors que nombre de climatologues se sont concentrés sur les gaz à effet de serre comme cause probable du réchauffement climatique du 20ième siècle, une explication alternative est que les changements de l’irradiance solaire (TSI) contribuent significativement aux changements climatiques. Le modèle Hoyt & Schatten de TSI suit une tendance similaire aux températures Arctiques au 20ième siècle. Une reconstruction du nombre de taches solaires sur une période de 1200 ans montre une certaine similarité avec les reconstructions de températures passées à partir de proxies. Sur ce laps de temps, il semble possible que les variations solaires constituent le facteur premier des changements climatiques.
13. Le climat de la Terre est affecté par des facteurs externes et internes. Les facteurs internes comprennent des processus naturels hydro météorologiques, géologiques et biologiques, de même que des phénomènes d’auto oscillation dus à des interactions dans le système océan, mer, glace, atmosphère, glaciers. En outre des facteurs anthropogéniques sont aussi pris en considération comme facteurs internes ; ils sont causés par l’augmentation de la concentration de gaz à effet de serre dans l’atmosphère à cause de l’activité humaine. Les facteurs externes comprennent l’activité solaire, les phénomènes de marée et de nutation, la variabilité de la vitesse de rotation de la Terre, les fluctuations de la constante solaire, les flux d’énergie et de particules chargées provenant de l’espace et autres phénomènes astronomiques.
14. Nombre de climatologues ont conclu que la combustion de combustibles fossiles, la déforestation et autres processus ont une grande influence sur le réchauffement global au 20ième siècle. C’était basé sur des modèles couplés de circulation océan, couverture glaciaire et atmosphère. Cependant, ces modèles ne semblent pas refléter les aspects cycliques des variations de la banquise et du climat arctiques.
15. Considérant que notre interprétation cyclique des variations du climat arctique au 20ième siècle est correcte, les aspects récurrents de la température de l’air et de l’englacement nous permettent d’extrapoler à l’avance les futurs cycles au 21ième siècle. Selon ces prévisions, la continuation de changements cycliques naturels apportera à la fois des diminutions et des augmentations de la banquise dans les mers arctiques. Compte tenu des conditions d’englacement attendues durant la première moitié du 21ième siècle, il faudra probablement continuer à faire appel aux brise glaces pour la navigation dans l’Arctique.

Rappel : Climate Change in Eurasian Arctic Shelf Seas: Centennial Ice Cover Observations . (CHANGEMENTS CLIMATIQUES DANS LES MERS DE L’ARC ARCTIQUE EURASIEN : Cent ans d’observations de la couverture de glace.) Ivan E. Frolov, Zalman M. Gudkovich, Valery P. Karklin, Evgeny G. Kovalev and Vasily M.
Smolyanitsky.

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