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Le forçage solaire de la variabilité du climat hivernal dans le Nord

Solar forcing of winter climate variability in the Northern Hemisphere

Ineson, S., A. A. Scaife, J. R. Knight, J. C. Manners, N. J. Dunstone, L. J. Gray, and J. D. Haigh
Nature Geoscience
09 oct 2011

Une influence des variations du rayonnement solaire sur le climat à la surface de la Terre a été plusieurs fois suggérée, basée sur des corrélations entre la variabilité solaire et les variables météorologiques. En particulier, des vents faibles d’ouest ont été observés pendant les hivers avec un soleil moins actif, par exemple pour la phase minimum du cycle solaire de 11 ans. Avec quelques exceptions possibles, cela a montré la difficulté pour les modèles climatiques à reproduire systématiquement ce signal. Les mesures du satellite du Moniteur de Spectre d’Irradiation indiquent que les variations dans la radiation des ultraviolets solaires peuvent être plus large que pensé auparavant. Ici, nous avons réalisé un modèle climatique océan-atmosphère avec les variations de radiations d’ultraviolets basés sur ces observations. Nous avons trouvé que le modèle réponds au minimum solaire avec une pression et une température de surface qui ressemble à la phase négative de l’Atlantique nord ou de l’oscillation Arctique, d’une ampleur similaire aux observations. Dans notre modèle, les anomalies diminuent avec la profondeur de l’atmosphère d’hiver extratropical. Si les mesures du rayonnement des ultraviolets solaire sont correctes, la faible activité solaire, telle qu’observée durant ces dernières années, entraine des hivers froids dans le nord de l’Europe et les Etats-Unis, et des hivers plus doux pour le sud de l’Europe et le Canada, avec de faibles changements directs de la température globale. Vu la quasi-régularité du cycle solaire de 11 ans, nos résultats aide à des prédictions climatiques décennales pour des régions extratropicales hautement peuplées.

 

Abstract :

An influence of solar irradiance variations on Earth’s surface climate has been repeatedly suggested, based on correlations between solar variability and meteorological variables. Specifically, weaker westerly winds have been observed in winters with a less active sun, for example at the minimum phase of the 11-year sunspot cycle. With some possible exceptions, it has proved difficult for climate models to consistently reproduce this signal. Spectral Irradiance Monitor satellite measurements indicate that variations in solar ultraviolet irradiance may be larger than previously thought. Here we drive an ocean–atmosphere climate model with ultraviolet irradiance variations based on these observations. We find that the model responds to the solar minimum with patterns in surface pressure and temperature that resemble the negative phase of the North Atlantic or Arctic Oscillation, of similar magnitude to observations. In our model, the anomalies descend through the depth of the extratropical winter atmosphere. If the updated measurements of solar ultraviolet irradiance are correct, low solar activity, as observed during recent years, drives cold winters in northern Europe and the United States, and mild winters over southern Europe and Canada, with little direct change in globally averaged temperature. Given the quasiregularity of the 11-year solar cycle, our findings may help improve decadal climate predictions for highly populated extratropical regions.

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