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"Preuve empirique de l'origine céleste des oscillations climatiques et ses implications. "

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Citer29 Juin 2010 : "Preuve empirique de l'origine céleste des oscillations climatiques et ses implications. "

Tel est le titre (plutôt inhabituel !) d'un article tout récent que Nicola Scafetta vient de publier (actuellement on-line, avant impression) dans le JASTP (Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physic). JASTP une revue de référence (peer-reviewée, cela va de soi) de la collection Elsevier que j'ai déjà citée à plusieurs reprises dans ce site.
Voici les références originales de l'article :
"Empirical evidence for a celestial origin of the climate oscillations
and its implications"

JASTP (2010), doi:10.1016/j.jastp.2010.04.015
Nicola Scafetta
Affiliations de N.Scafetta :
Active Cavity Radiometer Irradiance Monitor (ACRIM) Lab,Coronado, CA92118, USA
Department of Physics, Duke University, Durham, NC27708, USA
article accepté le 12 Avril 201

http://www.fel.duke.edu/~scafetta/pdf/scafetta-JSTP2.pdf (http://www.fel.duke.edu/~scafetta/pdf/scafetta-JSTP2.pdf)

Abstract : We investigate whether or not the decadal and multi-decadal climate oscillations have an astronomical origin. Several global surface temperature records since1850 and records deduced from the orbits of the planets present very similar power spectra. Eleven frequencies with period between 5 and 100 years closely correspond in the two records. Among them, large climate oscillations with peak-to-trough amplitude of about 0.1 and 0.25 °C, and periods of about 20 and 60 years, respectively, are synchronized to the orbital periods of Jupiter and Saturn. Schwabe and Hale solar cycles are also visible in the temperature records. A 9.1-year cycle is synchronized to the Moon's orbital cycles. A phenomenological model based on these astronomical cycles can be used to well reconstruct the temperature oscillations since 1850 and to make partial forecasts for the 21st century. It is found that at least 60% of the global warming observed since 1970 has been induced by the combined effect of the above natural climate oscillations.The partial forecast indicates that climate may stabilize or cool until 2030–2040. Possible physical mechanisms are qualitatively discussed with an emphasis on the phenomenon of collective synchronization of coupled oscillators.

Résumé : "Nous cherchons à savoir si oui ou non, les oscillations climatiques décennales et multidécennales ont une origine astronomique. Plusieurs enregistrements de la température de surface du globe et des enregistrements déduits de l'analyse des orbites des planètes, montrent des spectres de puissance très similaires.
Onze fréquences avec des périodes entre 5 et 100 ans, sont en correspondance étroite dans les deux enregistrements.
Parmi celles-ci, les grandes oscillations climatiques avec des amplitudes entre maxima et minima variant de 0,1 à 0,25°C et avec des périodes allant d'environ 20 à 60 ans, sont synchronisées avec les périodes orbitales de Jupiter et de Saturne. Les cycles solaires de Schwabe et de Hale sont aussi visibles dans les enregistrements de températures. Un cycle de 9,1 années est synchronisé avec le cycle lunaire orbital.
Un modèle phénoménologique basé sur les cycles astronomiques peut être utilisé pour reconstruire de manière satisfaisante les oscillations de température depuis 1850 et effectuer des prévisions partielles pour le XXIème siècle. On trouve qu'au moins 60% du réchauffement climatique observé depuis 1970 a été induit par l'effet combiné des oscillations naturelles décrites ci-dessus. La prévision partielle indique que le climat pourrait se stabiliser ou refroidir jusqu'en 2030-2040. Des mécanismes physiques sont discutés sur un plan qualitatif avec un accent particulier sur la synchronisation collective des oscillateurs couplés."

Comme on le constate à la lecture de ce résumé, Scafetta analyse et compare l'évolution de la position respective du soleil et des planètes Jupiter et Saturne, dans un esprit proche de la théorie SIM (Solar Inertial Motion, mouvement inertiel du soleil) de Rhodes Fairbridge, avec l'évolution des températures.
De fait, le système solaire (c'est à dire le soleil et les planètes) tout entier, effectue des mouvements plus ou moins périodiques autour de son barycentre. Du fait des forces d'attraction qui règnent entre les planètes, le soleil est conduit à se déplacer en permanence jusqu'à une distance qui peut aller jusqu'à près de deux fois son diamètre. Tous ces mouvements sont d'une grande complexité parce qu'ils sont plus ou moins chaotiques du fait que les périodes de révolution des différentes planètes autour du soleil sont différentes. Les deux plus grosses planètes de notre système, assez proches du soleil, qui sont Jupiter et Saturne jouent évidemment un rôle prépondérant dans le déplacement de l'astre solaire. Leur influence est maximale quand elle sont alignées (et du même côté) avec l'astre solaire.

Voici deux graphes, extraits de l'article de Scafetta, qui vous donnent une idée de l'évolution de la position du Soleil par rapport au Centre de Masse du Système Solaire (CMSS).

(http://www.pensee-unique.fr/images/scafet2.jpg)
Fig. 4. "Une projection de l'orbite solaire relativement au CMSS, sur le plan de l'écliptique de 1980 à 2010."


Le CMSS est le "Center of Mass or the Solar System", c.a.d. le Centre de Masse du Système Solaire. Scafetta utilise plus loin le sigle SCMSS qui signifie Vitesse du Centre de Masse du Système Solaire. (S=speed)


(http://www.pensee-unique.fr/images/scafet3.jpg)

Fig. 5. "(A en haut) Distance et (B en bas) vitesse du soleil relativement au Centre de Masse du Système Solaire (CMSS) . Notez les oscillations de périodes 20 et 60 ans (courbe en pointillés) qui sont dues aux orbites de Jupiter et de Neptune.

De plus , une cycle de plus longue durée d'environ 170-180 ans est clairement visible en (A). Ceci est dû à l'influence additionnelle d'Uranus et de Neptune. "

Sur le graphe (A) les ordonnées sont graduées en unités de rayon du soleil. On voit que le soleil s'est déplacé d'une distance égale à son diamètre dans les années 1980-1990.

Le graphe B représente donc le SCMSS.(la vitesse de déplacement) C'est l'analyse spectrale de ce graphe que Scafetta compare à l'analyse spectrale de l'évolution de la température du globe de 1850 à 2009.











Pour parvenir au résultat, Nicola Scafetta a simplement effectué ce que l'on peut appeler une "analyse harmonique" (pour les musiciens), ou une analyse spectrale (pour les spectroscopistes) ou encore un spectre de puissance (on considère le carré de la variable à analyser : power spectrum pour les américains). Pour parler de manière un peu plus technique, il s'agit d'une analyse de Fourier. En réalité, Scafetta, expert en statistique, a calculé le "maximum entropy power spectrum", le spectre de puissance d'entropie maximale qui est une variante sophistiquée du spectre de puissance utilisée par les statisticiens (souvent dénommée MEM, maximum entropy method). Cette analyse qui part de l'évolution temporelle d'une variable (ici la température du globe ou la vitesse du déplacement du soleil par rapport au CGSS) sur une durée aussi grande que possible, consiste à retrouver et à quantifier l'occurrence des événements qui se reproduisent avec une périodicité donnée.

Voici maintenant, les figures maîtresses de l'article de Scafetta :

Fig. 6. Analyse du "Maximum entropy power spectrum" en fonction de la période :

(A) "Température globale (en haut) et SCMSS (vitesse du centre de masse, en bas) de 1850 à 2009."

Il faut observer la très remarquable (pour ne pas dire extraordinaire) ressemblance des deux spectres de puissance. Celui de la température globale d'une part, celui de la vitesse du centre de masse du système solaire, d'autre part.On y retrouve les mêmes pics aux mêmes périodes. Il est très douteux que cela puisse être le fruit du hasard. La corrélation entre deux variables, en apparence, aussi éloignées, est évidente..

...

" Les planètes, en particulier Jupiter et Saturne, grâce à leurs déplacements autour du soleil, sont à l'origine de grandes oscillations magnétiques et gravitationnelles qui résultent en des vibrations du système solaire. Ces vibrations ont les mêmes fréquences que les orbites planétaires. Les vibrations du système solaire peuvent être directement ou indirectement ressenties par le système climatique et peuvent provoquer son oscillation avec ces mêmes fréquences.
Des processus physiques plus spécifiques impliqués dans ces processus, incluent les forces des marées, le phénomène de transfert spin-orbite et les perturbations magnétiques (les planètes Joviennes possèdent de grands champs magnétiques qui interagissent avec le plasma du soleil et avec le champ magnétique d'interaction). Ces forces gravitationnelles et magnétiques agissent, en tant que forçages externes, sur la dynamo solaire, sur le vent solaire et sur le système Terre-Lune et sont capables de moduler, à la fois, la dynamique solaire et, directement ou indirectement, par l'intermédiaire du soleil, le climat de la Terre. "

...

Vers une disparition de l'activité solaire (et un refroidissement) pour les décennies à venir ?

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

On prévoit une baisse marquée de l'activité solaire pour les décennies à venir.
Base : mesures de l'activité du champ magnétique solaire, notamment en bords de taches. Prévision de grand ralentissement du tapis roulant évacuateur de la chaleur centrale.
Lien vers l'article original :
http://arxiv.org/abs/1009.0784
Il est intitulé : " Long Term Evolution of Sunspots Magnetic Fields" soit " Evolution à long terme des champs magnétiques des taches solaires."

Bref un refroidissement d'au moins quarante ans, tel que celui des années 40-70 sera de la gnognotte en comparaison.
Bien entendu, la prévision repose sur la fiabilité de la modélisation solaire actuellement disponible.

A suivre, donc !

Les glaciations depuis le Cambrien :

(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/Phanerozoic_Climate_Change.png)

Origine :
http://en.wikipedia.org/wiki/Geologic_temperature_record (http://en.wikipedia.org/wiki/Geologic_temperature_record)