1.5 Les enjeux de la variabilité solaire

Bien loin de notre simple compréhension des mécanismes régissant l'activité stellaire, se trouve un autre centre d'intérêt concernant la variabilité solaire : l'étude du comportement cyclique du Soleil est en effet d'une importance spéciale pour notre environnement.

Les effets sur les communications radio et les incidences de courant de particules dans l'ionosphère sont bien connus, ainsi que la relation entre ces courants et les éruptions solaires dont le nombre et l'intensité varient avec le cycle d'activité du Soleil.
Sur de longues durées, l'influence la plus importante du Soleil sur la Terre serait celle des radiations totales (irradiance) émises par le Soleil durant un cycle. On pourrait croire que lorsque le Soleil est couvert de taches, plus froides que leur environnement, les émissions radiatives diminuent. Or il n'en ait rien d'après les mesures de l'irradiance totale faites par satellite depuis 1978. Cependant, l'amplitude des variations est inférieure à 0,1 % ce qui correspondrait à une variation globale de la température terrestre d'environ 0,2 K. A cause de la nature non linéaire de ces interactions, l'effet sur le climat serait plus important, particulièrement si un changement dans l'émission solaire provoquait des variations de températures non linéaires sur la géosphère.

Il a été montré que des variations de la température terrestre à certaines latitudes sont en phase avec le cycle solaire alors qu'à d'autres latitudes elles sont en opposition de phase. Il en est de même pour la hauteur des précipitations à certains endroits et à d'autres. Mais, étant donné que ces observations ne concernent encore que quelques cycles (de 1880 à 1960), il s'agit d'être très prudent quant aux conclusions que l'on peut en tirer. Il est cependant intéressant de noter que le petit âge glaciaire (1640 à 1705) correspond à une presque disparition des taches sur le Soleil durant la même période (1645-1715, époque connue sous le nom de ``minimum de Maunder''). S'il y a une connection entre ces deux phénomènes (et c'est en général accepté), il est d'autant plus nécessaire de comprendre la nature de l'activité cyclique stellaire.

Il y a eu plusieurs autres phénomènes terrestres qui ont été reliés à l'activité cyclique solaire. En 1937, H.T. Stetson, dans un livre intitulé ``Sunspots and their effect'' publia des relations entre le cycle solaire et les variations du comportement humain, de l'agriculture, des communications radio, de l'industrie et de la bourse, du temps, des phénomènes géomagnétiques et des performances des pigeons voyageurs. Si celles concernant les communications radio et les phénomènes géomagnétiques sont relativement bien documentées, si de plus il existe quelques évidences pour les relations liées au temps et peut-être par conséquent à l'agriculture, les autres relations étudiées sont très spéculatives. De plus, l'idée d'une relation entre le cycle solaire et la bourse a été remise en question puisque la récente récession (1989-91) est apparue au moment du maximum du cycle 22 alors que celle de 1933 avait coïncidée avec le minimum d'un cycle précédent. On trouve aussi dans la littérature une étude de la mortalité à Copenhague entre 1928 et 1934 faite par un physicien allemand et sa femme. Ces derniers trouvent une périodicité de 27 jours, périodicité que l'on retrouve dans le cycle des taches. Cette étude a néanmoins été remise en question par les récentes technique d'analyse de données. Et ceci a contribué à discréditer la corrélation que l'on peut trouver entre le cycle solaire et des cycles terrestres.

De plus, en cette période de croissance mondiale industrielle, le climat n'est pas uniquement affecté par des phénomènes naturels mais aussi par des modifications de la concentration de certains gaz induites par l'activité humaine. Nous savons par exemple que la concentration de certains de ces ``gaz à effet de serre'', tels, par exemple, que le méthane (), le dioxyde de carbone () et les CFC (chlorofluorocarbones), croît depuis quelques années et qu'elle pourrait donner lieu à une augmentation de la température globale dans les prochaines décades. Mais nous savons aussi que les radiations solaires, présentant une très grande variabilité (en particulier les radiations ultraviolettes), sont complètement absorbées au niveau de la stratosphère terrestre. A ce niveau de l'atmosphère, l'équilibre énergétique se fait entre le réchauffement dû à l'absorption des radiations UV par l'ozone et le refroidissement causé par l'émission infrarouge de cette même ozone, du dioxyde de carbone, de la molécule d'eau et des CFC. Puisque c'est dans la stratosphère que réside la fragile couche d'ozone, il est important de séparer ses variations naturelles résultant de la variabilité solaire de celles résultant de sa destruction catalitique par les CFC dont la concentration tend à croître.

Il est donc nécessaire de bien comprendre les mécanismes de la variabilité solaire afin de pouvoir les modéliser et d'essayer de prédire les variations du cycle solaire. La compréhension d'un phénomène n'est en fait basé que sur l'état des connaissances actuelles que l'on a de celui-ci. Et ces connaissances sont principalement liées aux observations et aux traitements et analyses des données qui en résultent.