Comment les différents paramètres astronomiques influencent-ils le système climatique terrestre ?

Comment les différents paramètres astronomiques influencent-ils le système climatique terrestre ?

L'objectif recherché ici est de présenter les paramètres orbitaux et de montrer en quoi leurs variations au cours du temps engendrent des variations de l'ensoleillement (ou insolation) reçues à la surface de la Terre, ce qui peut entraîner des modifications du climat. Notre travail reposera sur l’étude d’une expérience ainsi que plusieurs documents d’étude. De plus, il s’appuiera d’une modélisation sur le logiciel Sim Climat.

INTRO

Le système climatique terrestre que nous connaissons depuis des années est complexe. Il résulte principalement de trois facteurs : l'énergie solaire, l'effet de serre et les circulations atmosphérique et océanique.

Les conditions de répartition de la vie sur terre et saisonnière sont dûes quant à elles à des paramètres astronomiques tels que la rotation de la terre, de l’inclinaison de son axe et de son orbite autour du Soleil.

Les variations de ces phénomènes astronomiques sont stables, le cycle de l’obliquité de la terre c’est à dire l’axe l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre est de 41 000 ans. Le cycle de la précession, cycle de variation de l'orientation de l'axe de rotation de la Terre est de 26 000 ans. Et le cycle de l'excentricité c'est-à-dire la variation de la forme de l'orbite terrestre est de 300 000 ans.

L’histoire du climat de notre planète est essentiellement « chaude ». Mais elle est interrompue de temps en temps par un nombre restreint de périodes, courtes à l’échelle géologique, caractérisées par des glaciations plus ou moins intenses.

MALGRÉ LA STABILITÉ DES PARAMÈTRES ASTRONOMIQUES NOUS OBSERVONS DES VARIATIONS DE TEMPÉRATURE A LA SURFACE DE LA TERRE.

COMMENT L’EXPLIQUER ?  

EXPERIENCES

certains outils permettent d’étudier les phénomènes climatiques en lien avec les paramètres astronomiques:

Logiciel Simclimat

/METHODE/     Il est possible sur le logiciel Simclimat d’effectuer une comparaison des conséquences observées de la variation des paramètres orbitaux (précession, obliquité, excentricité) sur la température. L’objectif est de faire varier (minimum/maximum) et comparer chaque paramètre, pour constater lequel est le plus influent sur le système climatique terrestre.

Pour tester les impacts d'une telle situation et pour expliquer la relation entre la cause astronomique et les effets sur le système climatique, il est indispensable de posséder un modèle qui permette de reproduire l'évolution du climat aux échelles de temps concernées. La longueur de ces échelles requiert des simulations sur des centaines de milliers d'années.

Le modèle de Louvain-la-Neuve fut un des premiers de ces modèles. Il tient compte des processus importants qui gouvernent l'évolution des différentes parties du système climatique et de leurs interactions. Il utilise une représentation simplifiée de l'atmosphère, de l'hydrosphère, de la cryosphère, de la lithosphère et de la végétation.

Ce modèle a été testé dans différentes situations à différentes périodes importantes passées.

Ce modèle a été testé dans différentes situations climatiques et a reproduit les grandes caractéristiques de l'entrée dans l'âge glaciaire du Quaternaire il y a quelque 2,7 Ma, la transition entre les périodes de 41 000 et de 100 000 ans il y a 800 000 ans environ, les oscillations glaciaire–interglaciaire, la déglaciation entre 21 000 et 10 000 ans avant le présent, et l'évolution du climat du dernier millénaire et du dernier siècle en tenant compte des activités solaire, volcanique et humaines (gaz à effet de serre et sulfates).

Résultat :

La simulation des 400 000 dernières années a finalement montré toute l'importance des variations de l'énergie reçue du Soleil

 DESCRIPTION

Un modèle climatique est une modélisation mathématique du climat dans une zone géographique donnée.

Les modèles du système Terre3. Ces modèles sont le développement des modèles couplés océan-atmosphère, auxquels est ajoutée la simulation des cycles biogéochimiques. Ils constituent aujourd'hui les outils les plus complets pour la réalisation des projections climatiques pour lesquelles les rétroactions liées aux cycles biogéochimiques sont importantes.

DOCUMENTS

Les cycles de Milankovitch sont des variations de la quantité d’énergie solaire reçue par la Terre pilotées par des modifications périodiques des mouvements orbitaux. Ces derniers ont été liés à la dynamique des phases glaciaires et interglaciaires. Il existe 3 paramètres: l’excentricité, l’obliquité et la précession. Ces paramètres, de périodes de temps stables, modifient le climat. Par exemple en période glaciaire, une excentricité et une inclinaison faible, une grande distance terre soleil amènent une configuration orbitale favorable à une glaciation, l’énergie lumineuse étant moins reçue.

Nous pouvons voir sur les documents des variations de l’obliquité, de la précession et de l’excentricité en fonction du temps. Les paramètres sont cycliques et réguliers. Milankovitch a démontré par mesure, une corrélation entre les différents paramètres orbitaux et l’insolation de la terre. Plus les valeurs de ces trois paramètres est faible et plus l’insolation de la Terre est faible également.

Excentricité : (période de 400 000 ans avec changement tous les 100 000 ans) Lorsque la Terre décrit une orbite elliptique, il fait plus chaud. Lorsque la Terre décrit une orbite circulaire, il faut moins chaud.

Obliquité : (changement tous les 40 000 ans) Lorsque l’inclinaison de la Terre est forte par rapport au Soleil, les étés sont plus chauds et les hivers plus froids. Lorsque l’inclinaison de la Terre est faible par rapport au Soleil, les étés sont plus froids et les hivers plus chauds.

 Précession : (changement tous les 11 000 ans) Tous les 22 000 ans, le pôle Nord pointe vers le Soleil au périhélie, ce qui conduit à des étés chauds au périhélie (près du Soleil), et à des hivers froids à l’aphélie (loin du Soleil)

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