Que sont les cycles solaires et les taches solaires et quelles en sont les causes? Ici, à The Old Farmer’s Almanac, nous pensons que tous les temps sur Terre, de la surface de la planète à l’espace, commencent par le Soleil. Voici notre guide du débutant sur le cycle solaire rapide pour vous aider à comprendre les bases du fonctionnement du cycle solaire de 11 ans de notre Soleil.
La météo spatiale et la météo terrestre (Terre) – la météo que nous ressentons à la surface – sont influencées par les petits changements que le Soleil subit au cours de son cycle solaire.
Qu’est-ce que le cycle solaire?
La définition la plus simple du cycle solaire est: «Le cycle solaire est le cycle que le champ magnétique du Soleil traverse environ tous les 11 ans.»
Expliquons: rappelez-vous que le Soleil est une boule chaude de gaz incandescents et chargés électriquement. Les températures élevées du Soleil font que ces gaz chargés électriquement se déplacent constamment, générant des zones de puissantes forces ou champs magnétiques. Ce mouvement crée beaucoup d’activité à la surface du Soleil, appelée activité solaire.
Dans les zones où les champs magnétiques sont particulièrement forts, on peut voir une tache noire – appelée tache solaire – émerger à la surface du Soleil. Cela indique une tempête de soleil et beaucoup d’activité sous la surface. Plus de taches solaires signifie plus d’activité solaire.
Il semble y avoir un flux et reflux ou un «cycle» dans ce flux et ce mouvement magnétiques. Le nombre total de taches solaires est connu depuis longtemps pour varier avec une répétition d’environ 11 ans connue sous le nom de cycle solaire – allant de bas en haut, puis de haut en bas. Le pic d’activité des taches solaires est connu sous le nom de maximum solaire et le minimum est connu sous le nom de minimum solaire.
Remarque: la durée exacte du cycle n’est pas toujours de 11 ans; il a été aussi court que huit ans et aussi long que 14 ans.
Tempêtes de soleil, flambées et éruptions!
Notre étoile brûlante peut sembler être une boule constante et immuable, toujours la même. Cependant, tout comme la planète Terre, le Soleil a des conditions météorologiques. Il a des tempêtes géantes! Il s’enflamme! Il éjecte d’énormes bulles de gaz de la surface vers l’espace et notre planète. Voici quelques définitions:
- Les taches solaires indiquent des champs magnétiques actifs. Les taches sombres sont plus froides que les zones environnantes. Considérez-les comme des bouchons à une tempête magnétique qui se prépare juste sous la surface solaire. Les champs magnétiques du Soleil se déplacent, se tordent et se concentrent dans ces régions. En savoir plus sur « Que sont les taches solaires? »
- Les éruptions solaires apparaissent comme des éclairs de lumière sur le Soleil et sont associées à des taches solaires. Parfois, lorsque de puissants champs magnétiques se reconnectent, ils explosent et traversent la surface du soleil! Il y a une énergie lumineuse soudaine et des rayons X. Les fusées éclairantes sont classées en fonction de leur force. Les plus petits sont de classe B, suivis de C, M et X, les plus grands. Les fusées éclairantes de classe M peuvent provoquer de brèves coupures radio aux pôles et des tempêtes de rayonnement mineures qui pourraient mettre en danger les astronautes.
- Les éjections de masse coronale (CME) sont des nuages massifs de particules qui se propagent dans l’espace! De gros morceaux d’énergie magnétique sont projetés du Soleil dans l’espace interplanétaire à des vitesses allant jusqu’à plusieurs millions de mph. Les CME peuvent se produire lorsque les filaments / proéminences deviennent instables et s’envolent du Soleil. Nous appelons cela une éruption de filament / proéminence.
- Les autres événements solaires comprennent les courants éoliens solaires qui proviennent des trous coronaux du Soleil et les particules d’énergie solaire qui sont principalement libérées par les CME.
Les éruptions solaires, les CME et autres explosions ont tendance à se produire à proximité des groupes de taches solaires lorsque le Soleil est plus actif. Naturellement, toute cette activité solaire coïncide avec le maximum solaire.
Regardez les éruptions solaires par rapport aux CME
Pourquoi le cycle solaire se produit-il?
Le Soleil traverse ces cycles en raison de sa nature magnétique. Le Soleil lui-même a un pôle magnétique nord et un pôle sud.
Parce que les gaz du Soleil se déplacent constamment, les matériaux magnétiques sont constamment emmêlés, étirés et tordus. Au fil du temps, ces mouvements conduisent finalement à l’inversion des pôles.
Le cycle solaire se produit à cause de ce basculement des pôles! Le nord devient le sud et le sud devient le nord tous les 11 ans environ.
Les pôles retournent à leur point de départ, faisant du cycle solaire complet un phénomène de 22 ans.
Comment l’activité solaire affecte-t-elle la météo?
Le Soleil affecte à la fois la météo et la technologie (dont nous dépendons de plus en plus) ici sur Terre. Par exemple:
- Le GPS, les satellites et d’autres systèmes de haute technologie dans l’espace peuvent être affectés par un Soleil actif. Certains de ces systèmes ne sont pas protégés par les couches atmosphériques de la Terre, de sorte que les grandes éruptions solaires ont le potentiel de causer des milliards de dollars de dommages aux infrastructures de haute technologie du monde – de la navigation GPS aux réseaux électriques en passant par les voyages aériens et les services financiers.
- Les risques de rayonnement pour les astronautes peuvent être causés par un soleil calme. De faibles vents solaires permettent à plus de rayons cosmiques galactiques d’entrer dans le système solaire interne. Même les pilotes de ligne et les équipages peuvent recevoir une dose de rayonnement plus élevée pendant les tempêtes solaires.
- La météo sur Terre peut également être affectée. Selon Bob Berman, astronome pour The Old Farmer’s Almanac, les scientifiques de la NOAA ont maintenant conclu que quatre facteurs déterminent les températures mondiales: les niveaux de dioxyde de carbone, les éruptions volcaniques, le modèle Pacific El Niño et l’activité du soleil.
- Le changement climatique mondial, y compris les périodes à long terme de froid global, de précipitations, de sécheresse et d’autres changements climatiques, peut également être influencé par l’activité du cycle solaire.
Le minimum de Maunder et le «petit âge glaciaire»
Les périodes d’activité solaire déprimée semblent correspondre aux périodes de froid planétaire de l’histoire. L’exemple le plus célèbre est le «petit âge glaciaire».
- Entre 1645 et 1715 – pendant ce que nous appelons aujourd’hui le «minimum de Maunder» – les taches solaires étaient extrêmement rares.
- Plus précisément, il n’y avait qu’environ 50 taches solaires (au lieu des 40 à 50 000 habituelles) et des hivers rigoureux.
- Pendant 70 ans, les températures ont chuté de 1,8 à 2,7 degrés Fahrenheit.
- Sept décennies de gel, correspondant à la période la plus froide du petit âge glaciaire, ont conduit à des saisons plus courtes et finalement à des pénuries alimentaires.
À l’inverse, les périodes d’augmentation de l’activité solaire ont correspondu au réchauffement climatique. Aux XIIe et XIIIe siècles, le soleil était actif et le climat européen était assez doux.
Les experts ne savent cependant pas avec certitude ce qui a causé le petit âge glaciaire; les théories suggèrent que cela était probablement dû à une combinaison d’événements. Certains scientifiques recherchent d’autres facteurs, tels que l’activité volcanique accrue, qui correspondaient à l’époque du minimum de Maunder.
Dans quel cycle solaire sommes-nous actuellement?
Nous sommes maintenant dans le cycle solaire 25. L’enregistrement des cycles solaires a commencé en 1755 avec le cycle solaire 1.
En décembre 2019, le nombre de taches solaires a atteint le minimum solaire et le «fond rocheux» et le Soleil est passé du cycle 24 au cycle 25. Le maximum ou pic solaire devrait se produire en juillet 2025.
- Par minimum solaire, nous entendons le plus petit nombre de taches solaires. Après quelques années de forte activité, le soleil diminuera avec moins de taches solaires ou presque pas de taches solaires. La température se refroidit.
- Inversement, le maximum solaire est le nombre le plus élevé de taches solaires dans un cycle donné. Un nouveau cycle commence avec un «maximum solaire» jonché de tempêtes solaires et de taches solaires. La température se réchauffe.
Comme les cycles peuvent se chevaucher, il peut être difficile de prévoir le début d’un nouveau cycle. Cependant, il y a quelques indices. Par exemple, les taches solaires ont tendance à se former plus près de l’équateur du Soleil lorsque le cycle se termine (et à des latitudes plus élevées lorsqu’un nouveau cycle commence). Les scientifiques mesurent les cycles solaires en gardant une trace du nombre de taches solaires apparaissant à la surface du Soleil et en notant l’emplacement. Un nouveau cycle solaire est considéré comme ayant commencé lorsque les taches solaires se regroupent à des latitudes plus élevées avec les polarités magnétiques des points principaux opposées à celles du cycle précédent.
Le cycle solaire 25 sera-t-il calme ou sauvage? Voir les prévisions pour le cycle solaire 25.
