Crédit d'image: BBSO
Les scientifiques qui surveillent la réflectance de la Terre en mesurant la «lumière du soleil» de la lune ont observé des fluctuations climatiques étonnamment importantes au cours des deux dernières décennies. En combinant huit années de données d'ensoleillement avec près de vingt ans de données de nuages satellites se chevauchant partiellement, ils ont constaté une baisse progressive de la réflectance de la Terre qui s'est accentuée dans la dernière partie des années 90, peut-être associée à l'accélération du réchauffement climatique ces dernières années. Étonnamment, la baisse de la réflectance s'est complètement inversée au cours des trois dernières années. De tels changements, qui ne sont pas compris, semblent être une variabilité naturelle des nuages de la Terre.
Le numéro du 28 mai 2004 de la revue Science examine le phénomène dans un article intitulé «Changements dans la réflexion de la Terre au cours des deux dernières décennies», écrit par Enric Palle, Philip R. Goode, Pilar Montaes Rodriguez et Steven E. Koonin. Goode est professeur distingué de physique au New Jersey Institute of Technology (NJIT), Palle et Monta = F1es Rodr = EDguez sont associés postdoctoraux à cette institution, et Koonin est professeur de physique théorique au California Institute of Technology. Les observations ont été effectuées au Big Bear Solar Observatory (BBSO) en Californie, que NJIT exploite depuis 1997 avec Goode comme directeur. La National Aeronautics Space Administration a financé ces observations.
L'équipe a relancé et modernisé une ancienne méthode de détermination de la réflectance de la Terre, ou albédo, en observant la lumière du soleil, la lumière du soleil réfléchie par la Terre qui peut être vue comme une lueur fantomatique du «côté obscur» de la lune - ou la partie du disque lunaire non éclairé par le soleil. Comme Koonin l'a réalisé il y a environ 14 ans, de telles observations peuvent être un outil puissant pour la surveillance du climat à long terme. "Plus la Terre est trouble, plus la lumière du soleil est brillante et la couverture nuageuse changeante est un élément important du changement climatique", a-t-il déclaré.
Des observations précises de la luminosité du sol pour déterminer la réflectivité globale sont en cours au BBSO depuis 1994, et des observations régulières commencent à la fin de 1997.
«En utilisant un phénomène d'abord expliqué par Leonardo DaVinci, nous pouvons mesurer avec précision le changement climatique mondial et trouver une histoire surprenante de nuages. Notre méthode a l'avantage d'être très précise car le croissant lunaire brillant sert d'étalon par rapport auquel surveiller l'ensoleillement, et la lumière réfléchie par de grandes parties de la Terre peut être observée simultanément », a déclaré Goode. «Il est également peu coûteux, ne nécessitant qu'un petit télescope et un détecteur électronique relativement simple.»
En utilisant une combinaison d'observations de la terre et de données satellitaires sur la couverture nuageuse, l'équipe de la Terre a déterminé ce qui suit:
L'albédo moyen de la Terre n'est pas constant d'une année à l'autre; il change également au cours des échelles de temps décennales. Les modèles informatiques actuellement utilisés pour étudier le système climatique ne montrent pas une si grande variabilité décennale de l'albédo.
L'albédo moyen annuel a diminué très progressivement de 1985 à 1995, puis a fortement diminué en 1995 et 1996. Ces déclins observés sont globalement cohérents avec les mesures satellitaires connues de la quantité de nuages.
Le faible albédo de 1997 à 2001 a augmenté le chauffage solaire du globe à un rythme plus de deux fois supérieur à celui attendu d'un doublement du dioxyde de carbone atmosphérique. Cette «gradation» de la Terre, comme on le verrait depuis l'espace, est peut-être liée à l'augmentation récente et accélérée des températures moyennes à la surface de la planète.
2001-2003 a vu un retournement de l'albédo aux valeurs d'avant 1995; cet «éclaircissement» de la Terre est très probablement attribuable à l'effet de l'augmentation de la couverture et de l'épaisseur des nuages.
Ces grandes variations, comparables à celles du rayonnement infrarouge (chaleur) terrestre observé par les satellites dans les tropiques, ont une grande influence sur le bilan radiatif de la Terre.
"Nos résultats ne sont qu'une partie de l'histoire, car la température de la surface de la Terre est déterminée par un équilibre entre la lumière solaire qui réchauffe la planète et la chaleur rayonnée dans l'espace, qui refroidit la planète", a déclaré Palle. «Cela dépend de nombreux facteurs en plus de l'albédo, comme la quantité de gaz à effet de serre (vapeur d'eau, dioxyde de carbone, méthane) présents dans l'atmosphère. Mais ces nouvelles données soulignent que les nuages doivent être correctement pris en compte et illustrent que nous n'avons toujours pas la compréhension détaillée de notre système climatique nécessaire pour modéliser les changements futurs en toute confiance. »
Goode dit que les observations de l'ensoleillement se poursuivront pendant la prochaine décennie. «Celles-ci seront importantes pour surveiller les changements en cours dans le système climatique de la Terre. Il sera également essentiel de corréler nos résultats avec les données satellitaires au fur et à mesure qu'elles seront disponibles, en particulier pour les années les plus récentes, pour former une description cohérente de l'albédo en évolution. Les observations de la lumière du soleil à travers un cycle solaire de 11 ans seront également importantes pour évaluer les influences hypothétiques de l'activité solaire sur le climat. »
Monta = F1es Rodr = EDguez dit que pour effectuer de futures observations, l'équipe travaille à établir un réseau mondial de stations d'observation. «Celles-ci permettraient une surveillance continue de l'albédo pendant une grande partie de chaque mois lunaire et compenseraient également les conditions météorologiques locales qui empêchent parfois les observations à partir d'un site donné.»
Les observations du BBSO sont actuellement complétées par d'autres observations de la Crimée en Ukraine, et il y aura bientôt aussi des observations du Yunnan en Chine. Une autre amélioration consistera à automatiser entièrement les observations manuelles actuelles. Un prototype de télescope robotique est en cours de construction et l'équipe recherche des fonds pour construire, calibrer et déployer un réseau de huit dans le monde.
"Même si la communauté scientifique reconnaît la probabilité d'impacts humains sur le climat, elle doit mieux documenter et comprendre les changements climatiques", a déclaré Koonin. "Nos mesures en cours de l'ensoleillement seront une partie importante de ce processus."
Source d'origine: communiqué de presse Caltech
