Le paramètre primordial en climatologie est l’énergie disponible à la surface de la Terre. Elle se résume au rayonnement électromagnétique du Soleil : de la lumière visible principalement, mais aussi des ultra-violets, des infrarouges, etc. Sans Soleil, pas d’énergie, donc pas de chaleur, et la Terre se retrouverait entièrement glacée en quelques années seulement.
La quantité d’énergie reçue de notre étoile varie dans le temps car la Terre n'est pas immobile, figée dans l'espace : elle tourne autour du Soleil et son axe de rotation (l'axe reliant les pôles) s'incline plus ou moins dans le temps tout en décrivant un cône (voir explication plus bas...).
L'évolution historique de ces trois mouvements est représentée par les cycles dits "de Milankovitch", du nom de leur découvreur.
L'évolution historique de ces trois mouvements est représentée par les cycles dits "de Milankovitch", du nom de leur découvreur.
Excentricité...
Le premier, dit cycle de l’excentricité, est dû à la forme plus ou moins étirée de l’ellipse (un ovale) que décrit la Terre autour du Soleil. Le Soleil n'est jamais au centre de l'ellipse mais toujours "décalé" sur l'un des foyers de l'ellipse. C'est ainsi qu'il y a un point (et un seul) sur cette trajectoire, où la Terre est au plus proche du Soleil (appelé la périhélie), et un point où elle en est au plus loin (l'aphélie)...
L'excentricité varie d’une valeur nulle, cercle presque parfait, à une valeur plus élevée, cercle légèrement elliptique, tous les 100 000 ans avec un maximum (de 7 %... pour les curieux) tous les 400 000 ans.
L'excentricité varie d’une valeur nulle, cercle presque parfait, à une valeur plus élevée, cercle légèrement elliptique, tous les 100 000 ans avec un maximum (de 7 %... pour les curieux) tous les 400 000 ans.
Cette variation a pour conséquences théoriques que lorsque l'excentricité est élevée (quand le cercle est le plus étiré), les effets des phénomènes d'obliquité et de précession sur le climat sont accentués...
Notez que sur ces illustrations, la forme de l'ellipse est très exagérée. Elle est dans la réalité si proche d'un cercle, que la différence ne se verrait pas à l'oeil nu si on la représentait rigoureusement.
Obliquité...
Le second cycle, dit de l’obliquité, est dû à la variation de l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre par rapport à la perpendiculaire au plan de l'écliptique (trait blanc sur l'image ci-dessous). Il oscille entre 22° et 24° environ, tous les 40 000 ans...
Ce phénomène a pour conséquence théorique que les contrastes saisonniers s'accroissent avec l'obliquité. Par exemple, plus l'hémisphère nord "penche" (s'approche des 24,5°), plus les journées sont longues (et donc chaudes) en saison printemps-été, et courtes (et donc froides) en automne-hiver.
Précession...
Le troisième cycle, dit de précession des équinoxes, est dû au cône que décrit l’axe de rotation de la Terre autour de la perpendiculaire au plan de l’écliptique. On peut observer le même phénomène avec une toupie. Cette rotation effectue un tour complet tous les 21 000 ans environ...
Ci-dessous, une illustration des conséquences de ce phénomène : comme son nom le suggère, les équinoxes (les saisons, en somme) se décalent année après année. En un peu plus de 20 000 ans, elles font un tour complet sur l’écliptique. Par exemple, actuellement, au moment du premier jour de l'hiver (le solstice d'hiver, le 21 décembre dans l'hémisphère nord), la Terre est presque au plus près du Soleil.
Cela implique donc, en théorie, des hivers dans l'hémisphère nord plus doux (car la Terre est plus proche du Soleil à cet instant), et plus brefs (car près de la périhélie, un satellite, la Terre en l'occurrence, se déplace plus vite que près de l'aphélie)...
Ci-dessous, une illustration des conséquences de ce phénomène : comme son nom le suggère, les équinoxes (les saisons, en somme) se décalent année après année. En un peu plus de 20 000 ans, elles font un tour complet sur l’écliptique. Par exemple, actuellement, au moment du premier jour de l'hiver (le solstice d'hiver, le 21 décembre dans l'hémisphère nord), la Terre est presque au plus près du Soleil.
Cela implique donc, en théorie, des hivers dans l'hémisphère nord plus doux (car la Terre est plus proche du Soleil à cet instant), et plus brefs (car près de la périhélie, un satellite, la Terre en l'occurrence, se déplace plus vite que près de l'aphélie)...
Le résultat...
A l'avenir...
A l'avenir...
Aujourd'hui, l’excentricité faible (1,7 %), devrait encore décroître pendant environ 20 000 ans. Cette diminution du rayon moyen de l’orbite terrestre favorise théoriquement une hausse de la température moyenne du globe.
La valeur de précession actuelle situe la Terre au plus proche du Soleil au début du mois de janvier. Comme évoqué précédemment, ceci a deux conséquences théoriques : la saison froide (hiver-automne) dans l’hémisphère nord a tendance à être plutôt douce et légèrement plus courte que la saison chaude (dans l’hémisphère sud, c'est donc l'été qui est légèrement plus court mais qui a tendance à être plus chaud).
De l'avis de Milankovitch, la distance de la Terre au Soleil aurait moins d'importance que la durée des saisons : par exemple, le fait que la saison chaude soit plus brève que la saison froide, limiterait la fonte des glaces polaires pendant l'été et favoriserait ainsi un climat plutôt froid.
Notons que c'est exactement ce qui se passe actuellement, l'Arctique tend à se réduire fortement alors que l'Antarctique se maintient, même si ce n'est peut-être qu'un hasard, tant de nombreux autres facteurs entrent en jeu (émissions de CO2 d'origine anthropique, activité solaire, effets de rétroaction divers et variés, etc.).
L’obliquité actuelle est proche de 23° et devrait encore décroître pendant 10 000 ans. En conséquence, les contrastes saisonniers devraient théoriquement s’atténuer.
Enfin, la décennie 2010 devrait voir l’activité solaire s’accroître. Le rayonnement cosmique diminuant, on devrait observer une moindre couverture nuageuse et une tendance à la hausse des températures.
Une histoire complète du climat terrestre depuis la naissance du globe >>
Un site bien laid mais avec quelques animations qui aident à mieux comprendre ces cycles de Milankovitch >>
Et pour finir, un article complet d'Olivier Berruyer sur le sujet, pour ceux qui en redemandent >>
La valeur de précession actuelle situe la Terre au plus proche du Soleil au début du mois de janvier. Comme évoqué précédemment, ceci a deux conséquences théoriques : la saison froide (hiver-automne) dans l’hémisphère nord a tendance à être plutôt douce et légèrement plus courte que la saison chaude (dans l’hémisphère sud, c'est donc l'été qui est légèrement plus court mais qui a tendance à être plus chaud).
De l'avis de Milankovitch, la distance de la Terre au Soleil aurait moins d'importance que la durée des saisons : par exemple, le fait que la saison chaude soit plus brève que la saison froide, limiterait la fonte des glaces polaires pendant l'été et favoriserait ainsi un climat plutôt froid.
Notons que c'est exactement ce qui se passe actuellement, l'Arctique tend à se réduire fortement alors que l'Antarctique se maintient, même si ce n'est peut-être qu'un hasard, tant de nombreux autres facteurs entrent en jeu (émissions de CO2 d'origine anthropique, activité solaire, effets de rétroaction divers et variés, etc.).
L’obliquité actuelle est proche de 23° et devrait encore décroître pendant 10 000 ans. En conséquence, les contrastes saisonniers devraient théoriquement s’atténuer.
Enfin, la décennie 2010 devrait voir l’activité solaire s’accroître. Le rayonnement cosmique diminuant, on devrait observer une moindre couverture nuageuse et une tendance à la hausse des températures.
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