RT.2.4 Forçage radiatif dû à l’activité solaire et aux éruptions volcaniques

Le suivi continu du rayonnement solaire total couvre maintenant les 28 dernières années. Les mesures de rayonnement présentent un cycle bien établi de onze ans qui varie de 0,08% par rapport aux maxima et minima du cycle solaire, sans tendance significative à long terme. De nouvelles données ont permis d’évaluer plus précisément de manière quantitative des changements de flux spectraux solaires sur une large gamme de longueurs d’onde en relation avec le changement de l’activité solaire. Les calibrages testés utilisant des mesures de chevauchement de haute qualité ont aussi contribué à une meilleure compréhension du phénomène. Les connaissances actuelles en physique solaire et les sources connues de variabilité du rayonnement suggèrent des niveaux de rayonnement comparables pendant les deux cycles solaires passés, y compris lors des minima solaires. La cause principale connue de variabilité actuelle du rayonnement est la présence sur le disque solaire de taches solaires (des régions compactes, sombres où la radiation est localement diminuée) et de facules (des régions brillantes étendues où la radiation est localement renforcée). {2.7}

Le forçage radiatif direct dû aux changements des émissions solaires depuis 1750 est évalué à +0,12 [+0,06 à +0,3] W/m², soit moins de la moitié de l’évaluation donnée dans le TRE, avec un niveau bas de compréhension scientifique. La réduction de l’évaluation du forçage radiatif vient d’une réévaluation du changement à long terme du rayonnement solaire depuis 1610 (Minimum de Maunder) basé sur : une nouvelle reconstruction utilisant un modèle des variations de flux magnétiques solaires qui ne prend pas en compte les données indirectes géomagnétiques, cosmogènes ou stellaires ; une meilleure compréhension des variations solaires récentes et de leur dépendance à certains processus physiques ; et une réévaluation des variations d’étoiles similaires au Soleil. Le niveau de compréhension scientifique passe donc de très faible dans le TRE à faible dans la présente évaluation, mais les incertitudes restent élevées à cause du manque d’observations directes et d’une compréhension incomplète des mécanismes de variabilité solaires sur de longues périodes. {2.7, 6.6}

Des associations empiriques ont été envisagées entre l’ionisation de l’atmosphère par un rayonnement cosmique modulé par le soleil et la couverture nuageuse moyenne globale de basse altitude, mais la preuve d’un effet solaire indirect systématique reste à démontrer. Il a été suggéré que des rayons cosmiques galactiques avec suffisamment d’énergie pour atteindre la troposphère pourraient changer la population de noyaux de condensation des nuages et par là, les propriétés des nuages microphysiques (soit le nombre de gouttelettes et concentration), induisant des changements de processus à l’intérieur du nuage, changements analogues à l’effet albédo indirect dû aux aérosols troposphériques, causant ainsi un forçage solaire indirect du climat. Des corrélations diverses ont été explorées dans des études concernant les nuages dans des régions particulières ou avec des types de nuages spécifiques ou limités à certaines périodes ; cependant, les données temporelles du rayonnement cosmique ne semblent pas correspondre ni la couche de nuages totale mondiale après 1991 ni à la couche de nuages mondiale à basse altitude après 1994. À cela, s’ajoutent la plausibilité d’autres facteurs causaux affectant les changements de la couche de nuages et le fait qu’aucun mécanisme physique n’a pu être prouvé. Pour cette raison, l’association entre des changements incités par les rayons cosmiques galactiques sur les aérosols et la formation de nuages reste controversée. {2.7}

Les éruptions volcaniques explosives augmentent considérablement la concentration d’aérosols sulfatés dans la stratosphère. Une seule éruption peut ainsi refroidir le climat moyen mondial pendant quelques années. Les aérosols volcaniques perturbent les bilans d’énergie radiatifs tant dans la stratosphère qu’à la surface avec la troposphère, ainsi que le climat de manière épisodique ; beaucoup d’événements passés apparaissent clairement dans les observations de sulfate extrait des glaces, ainsi qu’à partir des mesures de température. Depuis l’éruption du Pinatubo en 1991, il n’y a eu aucun événement volcanique explosif capable d’envoyer des masses significatives dans la stratosphère. Cependant, le potentiel existe pour des éruptions volcaniques beaucoup plus importantes que celles du Pinatubo en 1991, éruptions qui pourraient produire un plus grand forçage radiatif et un refroidissement à plus long terme du système climatique. {2.7, 6.4, 6.6, 9.2}