Astronomie

Les changements dans l'orbite de la Terre contribuent-ils au réchauffement climatique

Les changements dans l'orbite de la Terre contribuent-ils au réchauffement climatique


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"Les chercheurs ont en grande partie mis un terme à un long débat sur le mécanisme sous-jacent qui a provoqué des périodes glaciaires périodiques sur Terre au cours des 2,5 millions d'années passées - ils sont finalement liés à de légers changements dans le rayonnement solaire causés par des changements prévisibles dans la rotation et l'axe de la Terre."

Comment savons-nous que la quantité d'irradiation solaire a augmenté depuis l'ère glaciaire. Les changements actuels dans la trajectoire de l'orbite font-ils toujours augmenter la température moyenne jusqu'à ce qu'un autre événement de ce type provoque un autre changement d'orbite ?

Cela semble être l'article.


Ils ont découvert en 1976 que les changements d'inclinaison axiale et de précession correspondaient aux périodes géologiques connues de l'ère glaciaire. (voir cette photo pour des détails précis)

Les graphiques indiquent que le monde deviendra un tout petit peu plus chaud pendant quelques centaines d'années, puis plus froid, si le CO2 n'était pas au plus haut pendant plusieurs millions d'années :

Figure 1 : Paramètres orbitaux : excentricité, précession et obliquité - cliquez pour agrandir l'image

Comment est-il mesuré ? Ce sont principalement des mathématiques simples, disons que si la Terre est 10% plus proche du soleil, elle projette une ombre plus grande dans l'espace et collecte plus de rayonnement solaire.

Ce chiffre est tiré de A.L.Berger, 1978, Long Term Variations of Daily Insolation and Quaternary Climatic Changes, Journal of the Atmospheric Sciences, volume 35 (12), 2362-2367.

M.F.Loutre et A.Berger, 2000, Future Climate Changes : Sommes-nous en train d'entrer dans un interglaciaire exceptionnellement long ?, Climatic Change 46, 61-90

Les effets des rayons cosmiques galactiques sur l'atmosphère (via la nucléation des nuages) et ceux dus aux déplacements du spectre solaire vers l'ultraviolet (UV), en période de forte activité solaire, sont en grande partie inconnus. Ce dernier peut produire des changements dans la circulation troposphérique via des changements dans la stabilité statique résultant de l'interaction du rayonnement UV accru avec l'ozone stratosphérique. Davantage de recherches pour étudier les effets du comportement solaire sur le climat sont nécessaires avant que l'ampleur des effets solaires sur le climat puisse être établie avec certitude.


L'autre réponse est très bonne, mais juste pour toucher à quelques détails.

Comment savons-nous que la quantité d'irradiation solaire a augmenté depuis l'ère glaciaire.

La quantité totale de rayonnement solaire frappant la Terre au cours d'une année donnée ne change pas beaucoup. Les changements les plus importants, en moyenne, ont à voir avec l'angle auquel le rayonnement solaire frappe, ou, plus précisément, l'angle d'inclinaison de la Terre et le moment où la Terre est la plus proche ou la plus éloignée du Soleil. La Terre est actuellement la plus proche du Soleil en janvier et la plus éloignée en juin.

En été, le soleil est plus haut dans le ciel et reste dehors un pourcentage plus long de la journée et en hiver, la période de lumière du jour est plus courte et le soleil est plus bas. Cela conduit les saisons, comme vous le saviez sûrement. L'inclinaison favorise un hémisphère ou l'autre, donc quand c'est l'hiver dans l'hémisphère nord, c'est l'été dans le sud. L'énergie solaire totale ne change pas, mais l'angle d'inclinaison de la Terre vers ou par rapport au soleil est très important. C'est la différence entre l'hiver et l'été.

L'été et l'hiver se produisent encore pendant les périodes glaciaires, mais la variation de l'angle du soleil augmente avec une augmentation de l'inclinaison axiale (jusqu'à 24,5 degrés) et diminue lorsque l'inclinaison diminue (22,5 degrés) - voir l'obliquité dans le graphique ci-dessous. Cela crée une plus grande fluctuation entre les saisons. 22,5, saisons plus douces, 24,5, saisons plus extrêmes.

Cet hémisphère qui reçoit plus de chaleur est important car l'hémisphère nord a beaucoup plus de terres et le sud, beaucoup plus d'océans. Lorsque plus de lumière du soleil frappe la terre, la terre se bat. Lorsque plus de lumière du soleil frappe l'océan, les océans se réchauffent plus lentement, mais vous obtenez également une évaporation et une circulation. Les océans sont des puits de chaleur très efficaces, ils se réchauffent lentement pendant l'été et se refroidissent lentement pendant l'hiver.

De même, c'est la façon dont la Terre est inclinée et quand elle est inclinée qui détermine les périodes glaciaires. Les glaciers grandissent et fondent aussi lentement, c'est donc une période de transition progressive. La réponse de la Terre à ces changements orbitaux prend un certain temps. quelques milliers d'années ou plus.

En règle générale, les périodes glaciaires commencent et se développent lorsque les étés de l'hémisphère nord sont plus froids. Les étés plus froids permettent à la neige tombée de rester plus longtemps, et là où la neige survit tout l'été, c'est à ce moment-là qu'elle peut commencer à s'accumuler et à croître et vous obtenez une expansion glaciaire. Lorsque les étés de l'hémisphère nord sont plus chauds, l'inverse se produit et les glaciers commencent à reculer.

Le froid des hivers n'a pas beaucoup d'importance, car la neige peut s'accumuler à 2 degrés sous le point de congélation ou à 50 degrés sous le point de congélation, ce ne sont donc pas les hivers les plus froids, mais les étés les plus froids qui entraînent les périodes glaciaires et de même, ce sont les étés plus chauds qui se terminent âges de glace.

Parce qu'il n'y a nulle part où la glace peut pousser dans l'hémisphère sud, à part l'Antarctique où elle est effectivement permanente, la variation de l'hémisphère sud n'a pas d'importance. C'est à peu près seulement l'été de l'hémisphère nord qui détermine si les glaciers vont croître ou rétrécir.

Vous obtenez une accumulation de glace dans certains endroits de l'hémisphère sud comme le mont. Le Kilimandjaro et quelques glaciers en Amérique du Sud, mais rien d'assez gros pour faire une ère glaciaire. Les périodes glaciaires sont actuellement un événement de l'hémisphère nord.

La variation estivale de l'hémisphère nord est en grande partie due à deux cycles de Milankovich, l'inclinaison axiale et la précession axiale/précession apsidale, qui ont le même effet. L'inclinaison et la précession peuvent s'additionner ou s'annuler. Le 3ème cycle, l'excentricité est le seul cycle qui modifie réellement l'énergie totale reçue par la Terre et il peut améliorer ou réduire les deux autres. Comme l'explique l'autre réponse, ce ne sont que des mathématiques, et comment ces 3 cycles s'additionnent, bien que la précession et l'excentricité ne soient pas des cycles nets, il y a un étirement et un écrasement des longueurs d'onde, seul l'inclinaison axiale fonctionne comme une horloge. L'effet est une montée et une chute quelque peu désordonnées, presque chaotiques de la TSI d'été de l'hémisphère nord.

Donc, pour revenir à votre question, la quantité totale de rayonnement solaire n'a pas beaucoup augmenté, voire pas du tout, depuis la fin de la dernière période glaciaire et ce n'est de toute façon pas le facteur clé. C'est le rayonnement estival de l'hémisphère Nord qui compte le plus et qui a en fait diminué au cours des 11 000 dernières années depuis la dernière période glaciaire, sans augmenter. Les glaciers mettent beaucoup de temps à fondre et divers mécanismes de rétroaction sont également en place, de sorte que la température ne suit pas parfaitement la variation. Il y a généralement des milliers à quelques milliers d'années de décalage, et des variations plus petites peuvent avoir peu ou pas d'effet du tout.

Une façon d'y penser Pensez à une balançoire qui nécessite un coup de pied pour se déplacer. Cold veut rester froid et Warm veut rester chaud. Comme le gamin au bas de la scie de mer se penche vers l'arrière et donc l'élan angulaire le maintient au sol et il a besoin de donner un coup de pied vers le haut pour que la scie de mer se déplace.

Pour qu'un changement se produise et que les glaciers s'inversent, la variation solaire doit être suffisante pour déclencher un changement au-delà des mécanismes de rétroaction en place. C'est pourquoi les périodes glaciaires ne suivent pas parfaitement la variation. C'est aussi pourquoi le CO2 est en retard sur la température, mais c'est une autre discussion.

Les changements actuels dans la trajectoire de l'orbite font-ils toujours augmenter la température moyenne jusqu'à ce qu'un autre événement de ce type provoque un autre changement d'orbite ?

Actuellement, la Terre est dans une période relativement plate dans la STI d'été de l'hémisphère nord. Au cours des 10 000 dernières années environ, les changements orbitaux ont en fait refroidi la Terre et à partir des deux mille prochains, il y aura une légère tendance au réchauffement. Les changements d'orbite ne réchauffent pas actuellement la Terre, ils devraient, très légèrement, avoir un effet de refroidissement.

Vous pouvez voir un bel affichage du réchauffement suivi du refroidissement de la Terre dans ce graphique ici. Bien qu'il y ait des commentaires de caricaturistes, c'est en fait un très bon graphique soutenu par la science.

Et en empruntant le tableau de l'autre réponse,

Vous pouvez voir que le pic de rayonnement solaire d'été dans l'hémisphère nord s'est produit il y a environ 11 000 ans, mais que la température n'a atteint son maximum qu'il y a environ 9 000 ans. Comme je l'ai mentionné ci-dessus, c'est parce que la Terre est lente à réagir aux variations orbitales quelque peu faibles et parce que les glaciers mettent beaucoup de temps à fondre.

Le niveau actuel de la fonte glaciaire maximale et du niveau maximal de la mer n'a été atteint qu'il y a un peu moins de 8 000 ans.

Au cours des 11 000 dernières années, le TSI d'été de l'hémisphère nord a diminué. Plus récemment et pour les deux mille prochaines années, il y a eu une stabilisation et après cela, dans environ deux mille ans, il y aura un nouveau réchauffement, qui durera environ 15 000 ans.

Aucun effet orbital majeur n'est prévu pendant plusieurs dizaines de milliers d'années, a également noté dans l'autre réponse que nous sommes au milieu d'une période inhabituellement longue entre les périodes glaciaires, et toute chance que nous puissions voir une mini-période glaciaire a été contrecarrée par notre production de gaz à effet de serre. Ces graphiques sur la variation orbitale et la TSI d'été de l'hémisphère nord sont effectivement sans objet avec 400 PPM de CO2. Ils ne s'appliquent vraiment qu'aux niveaux préindustriels. 400 ppm de CO2 sont probablement suffisants pour éviter tout risque d'ère glaciaire.

Les points bas sur le graphique indiquent une poussée de refroidissement et les points hauts un réchauffement. Nous ne sommes pas prêts pour une tendance au refroidissement orbital quelque peu significative depuis environ 60 000 ans.


Comment savons-nous que la quantité d'irradiation solaire a augmenté depuis l'ère glaciaire.

Point mineur : La Terre est dans une ère glaciaire depuis 2,6 millions d'années, et est toujours dans cette ère glaciaire. Vous posez plutôt des questions sur l'irradiation solaire depuis la période glaciaire la plus récente. Cette distinction n'est pas seulement sémantique. La Terre a été chaude pendant une grande partie des 2,5 derniers milliards d'années. Au cours de ces périodes de serre chaude, les palmiers ont poussé même dans les régions polaires (mais évidemment pas il y a quelques milliards d'années), la neige et la glace n'apparaissant qu'à des altitudes extrêmement élevées.

Point majeur : L'irradiation solaire au sommet de l'atmosphère n'a pas augmenté depuis la fin de la dernière période glaciaire. Ce qui a changé, c'est la quantité d'irradiation solaire à la surface de la Terre aux hautes latitudes septentrionales pendant l'été. Les hémisphères nord et sud ont actuellement des distributions de masse terrestre très différentes. L'extrême nord, à l'exception de l'océan Arctique, est principalement constitué de terres, tandis que l'extrême sud, à l'exception de l'Antarctique, est principalement constitué d'océans.

Les climatologues utilisent le 65° de latitude nord comme indicateur qui indique le comportement à long terme du climat. Les périodes glaciaires commencent actuellement (où « actuellement » signifie les derniers millions d'années) lorsque les températures estivales à ces hautes latitudes nordiques restent pour la plupart en dessous de zéro. Ces températures estivales très froides signifient que la neige hivernale ne fond pas pendant l'été. Au lieu de cela, il s'accumule au fil des ans, et au cours des millénaires, il couvre la terre et se déplace vers le sud. Les périodes glaciaires se terminent lorsque les températures estivales aux hautes latitudes nordiques dépassent largement le point de congélation.

Comme expliqué dans les autres réponses, les cycles de Milankovich se classent très haut parmi les facteurs qui déterminent ces températures estivales de 65 ° N. D'autres facteurs comprennent

  • La répartition des terres à la surface de la Terre. Les périodes glaciaires ne se sont produites que lorsqu'il y avait/il y avait une bonne quantité de terre près des pôles. Au cours des 540 derniers millions d'années, les périodes de l'histoire de la Terre sans masses continentales de haute latitude ont inévitablement eu des conditions de serre chaude par opposition à des conditions de glacière.
  • La quantité de CO2 dans l'atmosphère. CO ridiculement élevé2 les niveaux ont gardé la Terre au chaud, même lorsque les cycles de Milankovich et la répartition des terres auraient autrement favorisé la formation de glace.
  • Effets d'hystérésis. Les glaciations au cours de la période glaciaire actuelle sont passées d'un cycle de 40 000 ans à un cycle de 100 000 ans, ce que beaucoup attribuent à des effets d'hystérésis.

Le représentant du GOP, Louie Gohmert, demande à un responsable du National Forest Service si elle peut modifier les orbites de la Terre et de la Lune pour lutter contre le changement climatique

Le représentant Louie Gohmert, un républicain du Texas, a demandé à un responsable du National Forest Service si les agences foncières fédérales pouvaient modifier l'orbite de la Terre et de la Lune pour lutter contre le changement climatique.

On ne sait pas si la question bizarre de Gohmert était sérieuse ou conçue pour se moquer lors de l'audience de mercredi devant le sous-comité des parcs nationaux, des forêts et des terres publiques.

"Je comprends, d'après ce qui a été témoigné au Service des forêts et au [Bureau of Land Management], vous voulez vraiment travailler sur la question du changement climatique", a déclaré Gohmert. "J'ai été informé par le directeur sortant de la NASA qu'ils ont découvert que l'orbite de la lune change légèrement, tout comme l'orbite de la Terre autour du soleil. Nous savons qu'il y a eu d'importantes activités d'éruption solaire, et donc, y a-t-il quelque chose que la forêt nationale Le service ou le BLM peuvent faire pour changer le cours de l'orbite de la lune ou de l'orbite de la Terre autour du soleil ? De toute évidence, cela aurait des effets profonds sur notre climat.

Jennifer Eberlie, la chef adjointe adjointe de NFS, a pris quelques secondes avant de répondre.

« Il faudrait que je fasse un suivi avec vous sur celui-là, M. Gohmert, » dit-elle en souriant.

Gohmert a poursuivi: "Ouais? Eh bien, si vous trouvez un moyen pour vous et le service forestier de faire ce changement, j'aimerais savoir."

La question de Gohmert repose sur une fausse théorie. Alors que les changements orbitaux naturels de la Terre dictent les changements climatiques sur des dizaines de milliers d'années, ces changements ne contribuent pas au réchauffement climatique, selon la NASA.

Au milieu des critiques généralisées de ses commentaires, Gohmert a qualifié le reportage de ses remarques de "fausses nouvelles" et a déclaré que sa référence à "BLM" signifiait Bureau of Land Management. On ne sait pas pourquoi il a clarifié son utilisation de l'acronyme, qui est également utilisé pour le mouvement Black Lives Matter.

Le membre du Congrès a longtemps rejeté la science du climat, prouvant que le changement climatique est en grande partie causé par l'activité humaine. Il a soutenu que les températures chaudes au Groenland pendant l'ère viking et les températures froides pendant les années 1970 réfutent le consensus scientifique sur le changement climatique.

"Il semble que lorsque vous entendez quelqu'un dire encore et encore que le changement climatique est notre plus gros problème, ils ne savent pas que le climat a changé bien pire au cours de tous les millénaires de l'humanité", a-t-il déclaré à Breitbart News en 2016.


Qu'est-ce qui fait changer le climat de la Terre ?

Les archives géologiques montrent qu'il y a eu un certain nombre de grandes variations dans le climat de la Terre. Ceux-ci ont été causés par de nombreux facteurs naturels, y compris les changements du soleil, les émissions des volcans, les variations de l'orbite de la Terre et les niveaux de dioxyde de carbone (CO2).

Le changement climatique mondial s'est généralement produit très lentement, sur des milliers ou des millions d'années. Cependant, la recherche montre que le climat actuel change plus rapidement que ne le montrent les archives géologiques.

Au cours de la dernière période glaciaire, les îles britanniques avaient de nombreux glaciers comme celui-ci, situé dans l'actuelle Islande. BGS © UKRI.

Causes du changement climatique

Presque toute l'énergie qui affecte le climat sur Terre provient du Soleil. L'énergie du Soleil traverse l'espace jusqu'à ce qu'elle atteigne l'atmosphère terrestre. Seule une partie de l'énergie solaire interceptée au sommet de l'atmosphère passe à la surface de la Terre, une partie est réfléchie dans l'espace et une autre est absorbée par l'atmosphère.

La production d'énergie du Soleil n'est pas constante : elle varie dans le temps et cela a un impact sur notre climat.

Les trois changements dans l'orbite de la Terre autour du Soleil - excentricité, inclinaison axiale et précession - sont collectivement appelés « cycles de Milankovitch ».

Selon la théorie de Milankovitch, ces trois cycles se combinent pour affecter la quantité de chaleur solaire qui atteint la surface de la Terre et influence ensuite les modèles climatiques, y compris les périodes de glaciation (périodes glaciaires). La période de temps entre ces changements peut être des dizaines de milliers d'années (précession et inclinaison axiale) ou plus de centaines de milliers d'années (excentricité).

Orbite de la Terre. BGS © UKRI.

L'orbite de la Terre

L'orbite de la Terre autour du Soleil est une ellipse (une forme ovale), mais ce n'est pas toujours la même forme d'ellipse. Parfois, il est presque circulaire et la Terre reste approximativement à la même distance du Soleil tout au long de son orbite. À d'autres moments, l'ellipse est plus prononcée, de sorte que la Terre se rapproche et s'éloigne du Soleil sur son orbite.

Lorsque la Terre est plus proche du Soleil, notre climat est plus chaud et ce cycle affecte également la durée des saisons. La mesure de la déviation d'une forme par rapport à un cercle, dans ce cas l'orbite de la Terre, est appelée « excentricité ».

Orbite circulaire (à gauche) et orbite elliptique (à droite). Lorsque la Terre est plus proche du Soleil, son climat est plus chaud. BGS © UKRI.

L'inclinaison axiale de la Terre

L'inclinaison dans l'axe de la Terre est appelée son ‘obliquité’. Cet angle change avec le temps, et sur environ 41 000 ans, il passe de 22,1° à 24,5° et inversement. Lorsque l'angle augmente, les étés deviennent plus chauds et les hivers plus froids.

Obliquité. BGS © UKRI.

La précession de la Terre

La Terre vacille sur son axe, un peu comme une toupie qui ralentit. C'est ce qu'on appelle la «précession» et est causée par l'attraction gravitationnelle de la Lune et du Soleil sur la Terre. Cela signifie que le pôle Nord change là où il pointe dans le ciel. Actuellement, l'axe de la Terre pointe vers Polaris, l'étoile polaire, mais sur des milliers d'années, l'axe se déplace en cercle et pointe vers différentes parties du ciel. Il a un impact sur les contrastes saisonniers entre les hémisphères et le calendrier des saisons.

Précession. BGS © UKRI.

Les gaz à effet de serre comprennent le dioxyde de carbone (CO2), méthane (CH4) et de la vapeur d'eau. La vapeur d'eau est le gaz à effet de serre le plus abondant dans l'atmosphère, mais elle reste dans l'atmosphère pendant une période de temps beaucoup plus courte : quelques jours seulement. CH4 reste dans l'atmosphère pendant environ neuf ans jusqu'à ce qu'il soit éliminé par oxydation en CO2 et de l'eau . CO2 reste dans l'atmosphère beaucoup plus longtemps, des années aux siècles, contribuant à des périodes de réchauffement plus longues. Ces gaz piègent le rayonnement solaire dans l'atmosphère terrestre, rendant le climat plus chaud.

Changements dans les courants océaniques

Les courants océaniques transportent la chaleur autour de la Terre. À mesure que les océans absorbent plus de chaleur de l'atmosphère, la température de surface de la mer augmente et les modèles de circulation océanique qui transportent l'eau chaude et froide autour du globe changent. La direction de ces courants peut changer de sorte que différentes zones deviennent plus chaudes ou plus froides. Comme les océans stockent une grande quantité de chaleur, même de petits changements dans les courants océaniques peuvent avoir un effet important sur le climat mondial. En particulier, l'augmentation de la température de surface de la mer peut augmenter la quantité de vapeur d'eau atmosphérique au-dessus des océans, augmentant ainsi la quantité de gaz à effet de serre. Si les océans sont plus chauds, ils ne peuvent pas absorber autant de dioxyde de carbone de l'atmosphère.

Courants océaniques au Crétacé. BGS © UKRI.

Les courants océaniques d'aujourd'hui. BGS © UKRI.

CO 2 contenu des océans

Les océans contiennent plus de CO 2 au total que l'atmosphère et les échanges de CO 2 se produisent entre les océans et l'atmosphère. CO 2 absorbée dans l'eau de l'océan ne piège pas la chaleur comme elle le fait dans l'atmosphère.

Les océans du monde absorbent environ un quart du CO 2 nous rejetons dans l'atmosphère chaque année. Sous forme de CO atmosphérique 2 les niveaux augmentent de même que le CO de l'océan 2 les niveaux.

Sur de très longues périodes de temps, les processus de tectonique des plaques amènent les continents à se déplacer vers différentes positions sur la Terre. Par exemple, la Grande-Bretagne était proche de l'équateur pendant la période carbonifère, il y a environ 300 millions d'années, et le climat était plus chaud qu'aujourd'hui. Le mouvement des plaques provoque également la formation de volcans et de montagnes et ceux-ci peuvent également contribuer à un changement climatique. Les grandes chaînes de montagnes peuvent influencer la circulation de l'air autour du globe, et par conséquent influencer le climat. Par exemple, l'air chaud peut être dévié vers des régions plus froides par les montagnes.

Les volcans affectent le climat à travers les gaz et particules (téphra/cendres) rejetés dans l'atmosphère lors des éruptions. L'effet des gaz et de la poussière volcaniques peut réchauffer ou refroidir la surface de la Terre, selon la façon dont la lumière du soleil interagit avec la matière volcanique. Lors d'éruptions volcaniques explosives majeures, de grandes quantités de gaz volcanique, de gouttelettes d'aérosol et de cendres sont libérées.

Les cendres tombent rapidement, sur des périodes de plusieurs jours et semaines, et ont peu d'impact à long terme sur le changement climatique. Cependant, les gaz volcaniques qui sont éjectés dans la stratosphère y restent beaucoup plus longtemps. Les gaz volcaniques tels que le dioxyde de soufre (SO2) peut provoquer un refroidissement global, mais le CO2 a le potentiel de provoquer le réchauffement climatique.

De nos jours, la contribution des émissions volcaniques de CO2 dans l'atmosphère est très faible, ce qui équivaut à environ un pour cent des émissions anthropiques (causées par l'homme).

À l'échelle mondiale, les modèles de végétation et le climat sont étroitement corrélés. La végétation absorbe le CO2 et cela peut atténuer certains des effets du réchauffement climatique. D'autre part, la désertification amplifie le réchauffement climatique par le dégagement de CO2 en raison de la diminution du couvert végétal.

Une diminution du couvert végétal, via la déforestation par exemple, tend à augmenter l'albédo local, conduisant à un refroidissement de surface. L'albédo fait référence à la quantité de lumière qu'une surface réfléchit plutôt qu'elle n'absorbe. Généralement, les surfaces sombres ont un albédo faible et les surfaces claires ont un albédo élevé. La glace avec la neige a un albédo élevé et réfléchit environ 90 pour cent du rayonnement solaire entrant. Les terres couvertes de végétation de couleur foncée auront probablement un faible albédo et absorberont la majeure partie du rayonnement.

De nos jours, la plupart de ce qui se trouve sur Terre reste sur Terre, très peu de matière est ajoutée par les météorites et la poussière cosmique. Cependant, les impacts de météorites ont contribué au changement climatique dans le passé géologique, un bon exemple est le cratère de Chicxulub, dans la péninsule du Yucatán au Mexique.

Des impacts importants comme Chicxulub peuvent provoquer une gamme d'effets qui incluent la poussière et les aérosols éjectés haut dans l'atmosphère qui empêchent la lumière du soleil d'atteindre la Terre. Ces matériaux isolent la Terre du rayonnement solaire et font chuter les températures mondiales, les effets peuvent durer quelques années. Après que la poussière et les aérosols soient retombés sur Terre, les gaz à effet de serre (CO2, eau et CH4) causés par l'interaction de l'impacteur et de ses « roches cibles » restent dans l'atmosphère et peuvent entraîner une augmentation des températures mondiales. Ces effets peuvent durer des décennies.

Commentaires

Chacun de ces facteurs contribue aux changements du climat de la Terre, mais la façon dont ils interagissent les uns avec les autres rend les choses plus compliquées. Un changement dans l'un d'entre eux peut entraîner des changements supplémentaires et améliorés ou réduits dans les autres.

Par exemple, nous comprenons que les océans peuvent prendre du CO2 hors de l'atmosphère : lorsque la quantité de CO2 dans l'atmosphère augmente, la température de la Terre augmente. Cela contribuerait à son tour à un réchauffement des océans. Les océans chauds sont moins capables d'absorber le CO2 que les plus froides, donc à mesure que la température augmente, les océans libèrent plus de CO2 dans l'atmosphère, ce qui à son tour fait monter la température à nouveau.

Ce processus est appelé ‘feedback’. Une rétroaction positive accélère une élévation de température, alors qu'une rétroaction négative la ralentit.


Une nouvelle recherche montre que l'inclinaison de la Terre influence le changement climatique

Une image composite de l'hémisphère occidental de la Terre. Crédit : NASA

La paléoclimatologue de la Louisiana State University, Kristine DeLong, a contribué à une percée internationale dans la recherche qui jette un nouvel éclairage sur la façon dont l'inclinaison de la Terre affecte la ceinture de pluie la plus lourde du monde. DeLong a analysé les données des 282 000 dernières années qui montrent, pour la première fois, un lien entre l'inclinaison de la Terre appelée obliquité qui se déplace tous les 41 000 ans, et le mouvement d'une bande de nuages ​​à basse pression qui est la plus grande source de chaleur et d'humidité de la Terre. —la Zone de Convergence Intertropicale, ou ITCZ.

"J'ai pris les données et je les ai passées à travers un prisme mathématique afin que je puisse regarder les modèles et c'est là que nous voyons le cycle d'obliquité, ce cycle de 41 000 ans. À partir de là, nous pouvons entrer et regarder comment il se compare à d'autres enregistrements ", a déclaré DeLong, professeur agrégé au département de géographie et d'anthropologie du LSU.

Avec des collaborateurs de recherche de l'Université des sciences et technologies de Chine et de l'Université nationale de Taiwan, DeLong a examiné des carottes de sédiments au large des côtes de Papouasie-Nouvelle-Guinée et des échantillons de stalagtites provenant d'anciennes grottes en Chine. L'analyse des données de DeLong a révélé une obliquité à la fois dans les données paléontologiques et dans les données du modèle informatique. Cette recherche a été publiée dans Communication Nature le 25 novembre.

Les hypothèses standard sur la façon dont les variations de l'orbite terrestre influencent les changements climatiques sont appelées cycles de Milankovitch. Selon ces principes, l'inclinaison de la Terre a influencé la formation de la calotte glaciaire pendant les périodes glaciaires, la lente oscillation qui se produit sur un cycle de 23 000 ans lorsque la Terre tourne autour du soleil appelée précession affecte les tropiques et la forme de l'orbite de la Terre qui se produit sur un cycle de 100 000 ans contrôle la quantité d'énergie que la Terre reçoit.

"Cette étude était intéressante en ce sens que lorsque nous avons commencé à faire l'analyse spectrale, le cycle d'inclinaison de 41 000 ans a commencé à apparaître sous les tropiques. Ce n'est pas censé être là. Ce n'est pas ce que les manuels nous disent", a déclaré DeLong.

Cette découverte montre que l'inclinaison de la Terre joue un rôle beaucoup plus important dans la migration de l'ITCZ qu'on ne le pensait auparavant, ce qui permettra aux climatologues de mieux prévoir les événements météorologiques extrêmes. Historiquement, l'effondrement de la civilisation maya et de plusieurs dynasties chinoises a été lié à des sécheresses persistantes associées à la ZCIT. Ces nouvelles informations sont essentielles pour comprendre le climat mondial et le développement socio-économique humain durable, ont déclaré les chercheurs.

De plus, les climatologues ont commencé à reconnaître qu'au lieu de se déplacer vers le nord et le sud, l'ITCZ s'étend et se contracte, sur la base de ces informations.


La rotation, l'inclinaison et l'orbite de la Terre affectent la quantité de énergie solaire reçue par une région particulière du globe, en fonction de la latitude, de l'heure de la journée et de la période de l'année. De petits changements dans l'angle d'inclinaison de la Terre et la forme de son orbite autour du Soleil provoquent des changements climatiques sur une période de 10 000 à 100 000 ans, et ne causent pas de changement climatique aujourd'hui.

Les changements quotidiens de lumière et de température sont causés par la rotation de la Terre, et les changements saisonniers sont causés par l'inclinaison de la Terre. Lorsque la Terre tourne autour du Soleil, la Terre est attirée par les forces gravitationnelles du Soleil, de la Lune et des grandes planètes du système solaire, principalement Jupiter et Saturne. Sur de longues périodes de temps, l'attraction gravitationnelle d'autres membres de notre système solaire modifie lentement la rotation, l'inclinaison et l'orbite de la Terre. Sur environ 100 000 à 400 000 ans, les forces gravitationnelles modifient lentement l'orbite de la Terre entre des formes plus circulaires et elliptiques, comme l'indiquent les ovales en pointillés bleus et jaunes sur la figure de droite. Sur 19 000 à 24 000 ans, la direction de l'inclinaison de la Terre change (tourne). De plus, l'inclinaison de l'axe de la Terre vers ou par rapport au Soleil change dans le temps, sur des cycles d'environ 41 000 ans. De petits changements dans la rotation, l'inclinaison et l'orbite de la Terre au cours de ces longues périodes de temps peuvent modifier la quantité de lumière solaire reçue (et donc absorbé et re-rayonné) par différentes parties de la Terre. Sur des dizaines à des centaines de milliers d'années, ces petits changements dans la position de la Terre par rapport au Soleil peuvent modifier la quantité de rayonnement solaire, également appelée insolation, reçue par différentes parties de la Terre. À leur tour, les changements d'insolation au cours de ces longues périodes de temps peuvent modifier les climats régionaux ainsi que la longueur et l'intensité des saisons. La rotation, l'inclinaison et l'orbite de la Terre continuent de changer aujourd'hui, mais n'expliquent pas le changement climatique rapide actuel.

Les changements d'insolation entraînent des cycles d'âges glaciaires, au cours desquels les calottes glaciaires se dilatent (périodes glaciaires) et se contractent (périodes interglaciaires). Ces modèles d'âges glaciaires, également appelés cycles de Milankovitch, ont été prédits par le scientifique serbe Milutin Milankovitch. Milankovitch a prédit que les périodes glaciaires se produisent pendant les périodes de faible insolation estivale aux hautes latitudes de l'hémisphère nord, ce qui permettrait aux calottes glaciaires de rester d'année en année sans fondre. Par la suite, les scientifiques ont trouvé de nombreuses preuves des cycles de Milankovitch conservées dans les archives géologiques, en particulier dans les couches de sédiments et de fossiles dans les bassins océaniques qui préservent les changements chimiques dans l'océan et l'atmosphère pendant les périodes glaciaires et interglaciaires. Bien qu'une cause majeure de changement sur de longues périodes dans le passé, la rotation, l'inclinaison et l'orbite de la Terre changent si lentement qu'elle n'est pas une cause du réchauffement de la planète et du changement climatique aujourd'hui.

Les changements dans la rotation, l'inclinaison et l'orbite de la Terre ont affecté le système terrestre dans le passé à différentes échelles. Certains de ces moyens incluent :

  • Augmentation ou diminution de la quantité de lumière solaire absorbé par différentes zones de la surface de la Terre. Cela peut affecter la Terre Température.
  • Des températures croissantes ou décroissantes, qui peuvent altérer la répartition des couverture de neige et de glace. En augmentant la couverture de neige et de glace, en particulier aux hautes latitudes, la reflet de la lumière du soleil peut augmenter, ce qui à son tour diminue la quantité de lumière absorbée par la surface de la Terre.
  • Les changements dans le système terrestre qui sont affectés par la couverture de neige et de glace, y compris la cycle du carbone, et combien de carbone (y compris le gaz à effet de serre dioxyde de carbone) est transféré entre l'atmosphère, la biosphère et l'océan.

Visiter le radiation solaire et Le bilan énergétique de la Terre pages pour en savoir plus sur la façon dont les changements dans la quantité d'énergie dans le système Terre peuvent affecter les processus et les phénomènes mondiaux.


L'orbite terrestre change la clé du réchauffement de l'Antarctique qui a mis fin à la dernière période glaciaire

Depuis plus d'un siècle, les scientifiques savent que les périodes glaciaires de la Terre sont causées par l'oscillation de l'orbite de la planète, qui modifie son orientation par rapport au soleil et affecte la quantité de lumière solaire atteignant les latitudes plus élevées, en particulier les régions polaires.

La dernière période glaciaire de l'hémisphère nord s'est terminée il y a environ 20 000 ans, et la plupart des preuves indiquent que la période glaciaire dans l'hémisphère sud s'est terminée environ 2 000 ans plus tard, suggérant que le sud réagissait au réchauffement du nord.

Mais une nouvelle recherche publiée en ligne le 14 août dans Nature montre que le réchauffement de l'Antarctique a commencé au moins deux, et peut-être quatre millénaires plus tôt qu'on ne le pensait auparavant.

La plupart des preuves antérieures du changement climatique en Antarctique provenaient de carottes de glace forées dans l'Antarctique oriental, la partie la plus haute et la plus froide du continent. Cependant, une équipe de recherche dirigée par les États-Unis qui étudie une nouvelle carotte de glace de l'Antarctique occidental a découvert que le réchauffement était bien amorcé il y a 20 000 ans.

"Parfois, nous pensons à l'Antarctique comme à ce continent passif qui attend que d'autres choses agissent dessus. Mais ici, il montre des changements avant de" savoir "ce que fait le nord", a déclaré T.J. Fudge, a University of Washington doctoral student in Earth and space sciences and lead corresponding author of the Nature paper.

Co-authors are 41 other members of the West Antarctic Ice Sheet Divide project, which is primarily funded by the National Science Foundation.

The findings come from a detailed examination of an ice core taken from the West Antarctic Ice Sheet Divide, an area where there is little horizontal flow of the ice so the data are known to be from a location that remained consistent over long periods.

The ice core is more than 2 miles deep and covers 68,000 years, though so far data have been analyzed only from layers going back 30,000 years. Near the surface, 1 meter of ice covers one year, but at greater depths the annual layers are compressed to centimeters.

Fudge identified the annual layers by running two electrodes along the ice core to measure higher electrical conductivity associated with each summer season. Evidence of greater warming turned up in layers associated with 18,000 to 22,000 years ago, the beginning of the last deglaciation.

"This deglaciation is the last big climate change that that we're able to go back and investigate," he said. "It teaches us about how our climate system works."

West Antarctica is separated from East Antarctica by a major mountain range. East Antarctica has a substantially higher elevation and tends to be much colder, though there is recent evidence that it too is warming.

Rapid warming in West Antarctica in recent decades has been documented in previous research by Eric Steig, a UW professor of Earth and space sciences who serves on Fudge's doctoral committee and whose laboratory produced the oxygen isotope data used in the Nature paper. The new data confirm that West Antarctica's climate is more strongly influenced by regional conditions in the Southern Ocean than East Antarctica is.

"It's not surprising that West Antarctica is showing something different from East Antarctica on long time scales, but we didn't have evidence for that before," Fudge said.

He noted that the warming in West Antarctica 20,000 years ago is not explained by a change in the sun's intensity. Instead, how the sun's energy was distributed over the region was a much bigger factor. It not only warmed the ice sheet but also warmed the Southern Ocean that surrounds Antarctica, particularly during summer months when more sea ice melting could take place.

Changes in Earth's orbit today are not an important factor in the rapid warming that has been observed recently, he added.

"Earth's orbit changes on the scale of thousands of years, but carbon dioxide today is changing on the scale of decades so climate change is happening much faster today," Fudge said.


Global Warming Cause Felt by Satellites and Space Junk

Rising carbon dioxide levels at the edge of space are apparently reducing the pull that Earth's atmosphere has on satellites and space junk, researchers say.

The findings suggest that manmade increases in carbon dioxide might be having effects on the Earth that are larger than expected, scientists added.

In the layers of atmosphere closest to Earth, carbon dioxide is a greenhouse gas, trapping heat from the sun. Rising levels of carbon dioxide due to human activity are leading to global warming of Earth's surface.

However, in the highest reaches of the atmosphere, carbon dioxide can actually have a cooling effect. The main effects of carbon dioxide up there come from its collisions with oxygen atoms. These impacts excite carbon dioxide molecules, making them radiate heat. The density of carbon dioxide is too thin above altitudes of about 30 miles (50 kilometers) for the molecules to recapture this heat, which means it mostly escapes to space, chilling the outermost atmosphere. [Earth's Atmosphere from Top to Bottom (Infographic)]

Cooling the upper atmosphere causes it to contract, exerting less drag on satellites. Atmospheric drag can have catastrophic effects on items in space &mdash for instance, greater-than-expected solar activity heated the outer atmosphere, increasing drag on Skylab, the first U.S. space station, causing it to crash back to Earth.

To see if the recent surge in carbon dioxide has made its way to the uppermost atmosphere, researchers analyzed changes in carbon dioxide concentrations at an altitude of about 60 miles (100 km) between 2004 and 2012 using the Atmospheric Chemistry Experiment Fourier Transform Spectrometer onboard the Canadian SCISAT-1 satellite. Since ultraviolet radiation from the sun can break carbon dioxide into carbon monoxide and oxygen, the investigators also looked at carbon monoxide levels to get a better picture of what average carbon dioxide levels were over time, since levels of solar radiation can vary from year to year.

Current levels of carbon dioxide are about 225 parts per million at an altitude of about 60 miles (100 km), compared to the 390 parts per million concentration seen in the troposphere, the level of the atmosphere closest to Earth's surface.

"We now have direct evidence that a major driver of upper atmospheric climate is changing," study lead author John Emmert, an upper atmospheric physicist at the Naval Research Laboratory in Washington, D.C., told SPACE.com.

This increase is 10 parts per million per decade faster than predicted by models of the upper atmosphere. Launching rockets into orbit does add carbon dioxide to the atmosphere, but the scientists calculated that such launches would have deposited only about 2,700 metric tons of carbon into the upper atmosphere between 2004 and 2012, while levels of COx apparently rose by about 20,000 metric tons in the upper atmosphere during that time.

Instead, the researchers suggest this increase was due to an unexpectedly large amount of mixing and circulation between the upper and lower layers of the atmosphere. The investigators also noted this rise in carbon dioxide levels in the upper atmosphere might explain the surprising reduction they have seen in atmospheric drag on satellites and space debris.

"The next challenge is to understand why the observed carbon dioxide trends are bigger than expected," Emmert said. "This requires the application of sophisticated, whole-atmosphere models."

The scientists detailed their findings online today (Nov. 11) in the journal Nature Geoscience.


A Model Approach

Scientists use models to learn more about current and future changes in the Earth's climate. A climate model is a computer program that uses math equations to describe how the land, the atmosphere, oceans, living things, and energy from the sun affect each other and the Earth's climate. Using these equations, models can predict how a change in one part of the climate system, such as increasing greenhouse gases or decreasing Arctic sea ice, will affect other parts of the Earth in the future.

Some people are concerned that climate models can't mimic how the world really works. But scientists have worked on these types of models for more than 40 years to make sure they get the most important things right. In the same way that video games have improved from simple graphics to very realistic scenery and action, climate models have improved to include details like how clouds form and where it might rain more.

Scientists test their models by comparing the results with real measurements. They only use models that have proven to be useful in understanding past and present changes in the Earth's climate, such as the global temperature changes recorded over the last century. As time goes on, climate scientists will have more and more data to work with, and computers will continue to become more and more powerful and get even better at predicting future climate change.

All the models agree that extra greenhouse gases will cause warmer temperatures, and improved models won't change this basic prediction.


Do changes in the orbit of the Earth contribute to global warming - Astronomy

Yes, by increasing the abundance of greenhouse gases in the atmosphere, human activities are amplifying Earth’s natural greenhouse effect. Virtually all climate scientists agree that this increase in heat-trapping gases is the main reason for the 1.8°F (1.0°C) rise in global average temperature since the late nineteenth century. Carbon dioxide, methane, nitrous oxide, ozone, and various chlorofluorocarbons are all human-emitted heat-trapping gases. Among these, carbon dioxide is of greatest concern to scientists because it exerts a larger overall warming influence than the other gases combined.


Steam billows from the Intermountain Power Plant in Delta, Utah. This coal-fired plant is operated by the Los Angeles Department of Water and Power. Photo CC license by Matt Hintsa.

At present, humans are putting an estimated 9.5 billion metric tons of carbon into the atmosphere each year by burning fossil fuels, and another 1.5 billion through deforestation and other land cover changes. Of this human-produced carbon, forests and other vegetation absorb around 3.2 billion metric tons per year, while the ocean absorbs about 2.5 billion metric tons per year. A net 5 billion metric tons of human-produced carbon remain in the atmosphere each year, raising the global average carbon dioxide concentrations by about 2.3 parts per million per year. Since 1750, humans have increased the abundance of carbon dioxide in the atmosphere by nearly 50 percent. Apprendre encore plus.


Changes in reflectivity affect how much energy enters Earth’s system

When sunlight reaches Earth, it can be reflected or absorbed. The amount that is reflected or absorbed depends on Earth’s surface and atmosphere. Light-colored objects and surfaces, like snow and clouds, tend to reflect most sunlight, while darker objects and surfaces, like the ocean, forests, or soil, tend to absorb more sunlight.

The term albedo refers to the amount of solar radiation reflected from an object or surface, often expressed as a percentage. Earth as a whole has an albedo of about 30%, meaning that 70% of the sunlight that reaches the planet is absorbed. [3] Absorbed sunlight warms Earth’s land, water, and atmosphere.

Reflectivity is also affected by aerosols. Aerosols are small particles or liquid droplets in the atmosphere that can absorb or reflect sunlight. Unlike greenhouse gases, the climate effects of aerosols vary depending on what they are made of and where they are emitted. Those aerosols that reflect sunlight, such as particles from volcanic eruptions or sulfur emissions from burning coal, have a cooling effect. Those that absorb sunlight, such as black carbon (a part of soot), have a warming effect.

The role of reflectivity in the past

Natural changes in reflectivity, like the melting of sea ice, have contributed to climate change in the past, often acting as feedbacks to other processes.

Volcanoes have played a noticeable role in climate. Volcanic particles that reach the upper atmosphere can reflect enough sunlight back to space to cool the surface of the planet by a few tenths of a degree for several years. [2] These particles are an example of cooling aerosols. Volcanic particles from a single eruption do not produce long-term change because they remain in the atmosphere for a much shorter time than GHGs. [2]

The recent role of reflectivity

Human changes in land use and land cover have changed Earth’s reflectivity. Processes such as deforestation, reforestation, desertification, and urbanization often contribute to changes in climate in the places they occur. These effects may be significant regionally, but are smaller when averaged over the entire globe.

In addition, human activities have generally increased the number of aerosol particles in the atmosphere. Overall, human-generated aerosols have a net cooling effect offsetting about one-third of the total warming effect associated with human greenhouse gas emissions. Reductions in overall aerosol emissions can therefore lead to more warming. However, targeted reductions in black carbon emissions can reduce warming. [1]

References:

[2] IPCC (2013). Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

[3] NRC (2010). Advancing the Science of Climate Changes . National Research Council. The National Academies Press, Washington, DC, USA.

Rates of climate change have varied over time

Studies of Earth’s past climate suggest periods of relative stability as well as periods of rapid change.

Periods of relative stability
Interglacial climate periods such as the present tend to be more stable than cooler, glacial climates. For example, Earth’s climate during the current interglacial period is more stable than the most recent glacial period. The glacial period was characterized by widespread, large, and abrupt climate changes. In contrast, the previous interglacial period was similarly stable. [1]

This image shows a glacier calving, when a mass of ice suddenly releases and breaks away. Source: USDA

Periods of abrupt climate change
Abrupt climate change refers to sudden (on the order of decades), large changes in some major component of the climate system, with rapid, widespread effects. Abrupt or rapid climate changes tend to frequently accompany transitions between glacial and interglacial periods (and vice versa). [2] For example, a significant part of the Northern Hemisphere, particularly around Greenland, may have experienced very rapid warming of 14°F-28°F over several decades during and after the most recent ice age. [2]

Abrupt climate changes occur when a threshold or ‘tipping point’ in the climate system is crossed, causing large changes or impacts to the climate. Scientific data show that abrupt changes in climate at the regional scale have occurred throughout history and are characteristic of Earth’s climate system. Warming from greenhouse gas emissions, as well as other human changes to the Earth system may increase the possibility of large and abrupt regional or global climatic events.



Commentaires:

  1. Akidal

    Je pense que vous n'avez pas raison. Je suis assuré. Je peux le prouver. Écrivez-moi dans PM, nous parlerons.

  2. Gazragore

    Bien sûr, je m'excuse pour l'Offtopic. TS, votre ressource n'est pas dans le blogun? Si vous y êtes, alors j'essaierai de vous y chercher. J'ai aimé le site. Si dans le sujet, alors vous me comprenez.

  3. Abdul-Mujib

    Une chose magnifique!

  4. Mircea

    Aussi que nous ferions sans votre brillante idée

  5. Albrecht

    À merveille, c'est la pièce divertissante

  6. Eliezer

    Selon ma, la lettre de quelqu'un - alexia :)

  7. Tyrel

    Remarkable idea and it is duly



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