Manifestations de l'activité solaire dans le passé historique

Planet. Spaa Sci. 1964. Vol. 12. pp. 333 to 348. Per&wtton Press Ltd. Printed in NorthemIrcland

MANIFESTATIONS DE L’ACTIVITR SOLAIRE DANS LE PAS& HISTORIQUE F. LINK Institut Astronomique de l’Acad6mie des Sciences, Prague 1. INTRODUCTION

Le but de cet expose est de passer en revue differentes manifestations de l’activite solaire dans le passe historique afin d’obtenir une image synthetique de cette importante caracteristique de notre Soleil. A l’epoque actuelle nous possedons plusieurs methodes d’observation qui nous revelent toute sorte de changement survenu sur le Soleil. La methode la plus connue et aussi la plus ancienne est celle des nombres relatifs de Wolf dont l’application s’arrete toutefois au 17e sikcle. Avant cette date nous posddons quelques methodes basees sur les cons6quences terrestres de l’activite solaire et qui nous permettent de pousser son etude assez loin dans le passe historique. Ces influences solaires s’exercent en particulier dans les domaines suivants : (a) Haute atmosphc?re(aurores). (b) Troposphc?re(mtteorologie, rotation terrestre, geologic). (c) BiosphcSre(dendrologie, geologic, phenomenes sociaux). Selon toute probabilite les influences solaires peuvent &re reduites a deux categories (a) et (b), car les phenomenes sous (c) dependent le plus souvent de l’activite solaire par intermediaire des phtnomenes meteorologiques. Le. concept actuel de l’activite solaire conduit inevitablement vers sa pkiodicitt dont nous Btudierons ici les differentes composantes, car d’autres aspects de l’activite solaire nous restent a peu p&s inaccessibles dans le passe historique. Mais avant d’y acceder, nous passerons brievement sur les methodes utiliskes dans ce genre de recherches en mettant l’accent sur quelques nouvelles directions introduites dans la derniere dkennie. 2. AURORES POLAIRES

De toutes les manifestations de l’activitt solaire les aurores (boreales) sont les mieux placees dans le passe historique pour fournir les informations ntcessaires. Les raisons sont dans l’etroite correlation des aurores avec l’activite solaire, dans l’kchelle notable phenomenes auroraux, qui les rendent peu sensibles a la nebulosite, et dans leur reputation supersticieuse, qui favorise leur notation dans les sources historiques. La reussite de ces recherches depend d’un bon catalogue, OC seraient notees toutes les caract&istiques des aurores, en particulier la date exacte de l’apparition, le lieu d’observation et l’intensite du phenomene. Le catalogue classique de Frit# ne remplit que de loin ces conditions (sans parler de nombreuses erreurs). Une revision et le complttement des aurores occidentales jusqu’a 1600 apr. J. C. sont dans notre catalogue’“) qui fournit en plus les textes originaux des observations. Pour les aurores orientales nous avons deux listes de Matsushita(s*4). 11serait souhaitable que notre catalogue soit complete de la mcme facon par le reste des observations disponibles y comprises celles qui dorment dans les tiroirs de differents auteurs. 333

334

F. LINK

A Fxci.

1.

DETERMINATION

D&X&iPoSh BRWTES

AVEG

EN LA

DE LA F&QUENCE

SEGMENTS COWR3E

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AURORALE; LA

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DU FACTEUR

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F&QUENCES f&)

DES

N

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f(A)

AURORALFS FR&UBNCES

Pour obtenir les informations necessaires sur I’activitC solaire, les auteurs se sont souvent content& dY&udier certaines abjurations d’observations ou leurs laeunes qui devraient signaler les maxima et les minima de l’activite solaire. Ces dates ainsi fix&es, on les groupait en series et on tbhait d’exprimer les intervalles entre les differentes groupes par les pdriodes ou leurs multiples. De toute facon ces procedes manquaient de certitude et de contr6Ie possible par un autre ebercheur. Une am&oration notable dans ces t~tonnemen~ fut introduite par Shove, comme nous en rendrons compte a propos de la periode de 11 ans. Une methode get&ale qui part de la frequence observee des aurores pour arriver aux variations de la frequence r&Ale fut Claborke par nous ~onjointement avec leesrecherches el~rnat~q~~~~-~~. Pour obtenir d’abord la frequence observee (brute) des aurores, on Porte le numero d’ordre N des aurores en fonction de l’annee A (Fig. 1). La serie des points ainsi obtenue d&nit la courbe de dkouvertes N =.W) que l’on peut dkomposer en un nombre convenable des segments rectihgnes dont la pente N’ =f’(&

dN = z

A, < A < A,

d&nit alors la frequence aurorale moyenne dans l’intervalle consid&

AlA,.

MANIFESTATIONS

DE L’A(‘XTWi% SOLAIRE DANS LE PAS?& HISTORIQUE

33s

Cette facon de proceder possede sur le simple compte des aurores l’avantage de pouvoir &miner & vue quelques irregularites de la fonction N = f(A) et de pouvoir choisir convenablement l’intervalle AlAS en vue d’etudier les periodes de ditferentes longueurs. La fr&quence brute N’ depend en principe de trois facteurs suivants: (1) Le facteur cosmique k qui est l’activite solaire. (2) Le facteur climatique C qui est le nombre des nuits claires par an. (3) Le facteur social c0 qui englobe toutes les circonstances qui exercent leurs influences depuis l’observation de l’aurore en passant par sa notation dans la chronique a la conservation jusqu’a nos jours. Nous Ccrirons alors pour la frequence brute la relation formelle ou les formes des fonctionsf,, fi, fsne sont pas connues. On peut toutefois dire que fi(k) et fa(c) sont monotones et croissantes et que fa(co) -=c1 decroit avec l’8ge de l’observation. Pour arriver a la determination du facteur cosmique sous la forme de fl(k), on passe a travers les points N’ = f’(A) une courbe moyenne qui doit rep&enter autant que possible la fonction fs(co) du facteur social. En calculant ensuite les rapports

pour une s&e des dates A on arrive a la nouvelle courbe fi,. qui represente formellement les fluctuations combinees du facteur cosmique et du facteur climatique. Dans le cas des aurores nous avons admis en premiere approximation la faible influence du facteur climatique suggeree par P&endue et I’intensite habituelles des aurores historiques. Dans ce cas la courbe fi,,JA) represente en premiere approximation les fluctuations du facteur cosmique, c’est-a-dire de l’activite solaire. Nous verrons encore plus loin la facon dont on peut tenir compte du facteur climatique@17). A part des aurores nous n’avons aucune possibilite dans le passe historique d’etudier les influences solaires sur la haute atmosphere en contraste avec la situation actuelle oh ces influences sont beaucoup suivies. 3. CLIMAT

Les influences solaires dans le climat et la meteorologic dont le champ d’action se trouve dans la basse atmosphere est le theme extremement vaste, complexe et de loin assez bien eclairci dans toutes les directions. Aussi nous n’avons pas l’intention d’en rendre compte dans ce rapport sauf les domaines, d’oh l’on peut tirer quelques conclusions sur l’activite solaire dans le passe historique. Dans le passe historique, oh les mesures mtteorologiques font defaut, nous devons recourir aux renseignements indirects sur le climat. Ces renseignements contenus dans les sources historiques se rapportent, comme il est naturel, aux extrgmes dun tel element m6tCorologique-la temperature, les precipitations et les vents. Indirectement on peut obtenir le caractbre de l’epoque d’apres les recoltes, les Bpidemies, les famines, les migrations de certaines tribus et les autres vicissitudes des civilisations. Parmi les classiques de cette discipline, appelee souvent la climatologie historique, on doit titer C. E. P. BrookW’) et Huntington UOW et leurs continuateurs Plohn(18p19),Johnson et Lamb(lkls), Manley (l’pu), SchelF’), Schove(msB1)et autres que nous aurons encore l’occasion de titer au tours de ce rapport. 11va sans dire que ces travaux demandent une grande erudition historique doub& des connaissances mcSoro1ogique.s. Ma&r6 le c&6 2

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subjectif que comporte necessairement ce genre de travail, les rtsultats sont assez encourageants, comme nous verrons plus loin. Ces syntheses climatiques se rapportent presque exclusivement a la temperature et aux precipitations ou rarement aux vents. Toutefois en combinant convenablement ces differentes indications on a reussi de les interpreter convenablement a la base de la circulation atmospherique. Un element nouveau fut apporte dans la climatologie historique par la climatologie astronomique(5) qui fournit les informations sur la ntbulositt. Son principe repose sur le fait que la frequences des observations astronomiques (corn&es) notees dans les sources historiques depend de la nebulosite. Autrement le traitement mathematique du materiau d’observation est analogue comme dans le cas aurores. On admet la Constance du facteur cosmique (le nombre de corn&es arrivtes au voisinage du Soleil et de la Terre), on corrige la frequence brute des dtcouvertes du facteur social et le resultat donne les variations du facteur climatique ou de la nebulosite nocturne. 4. AUTRES MANIFESTATIONS

L’activite solaire agit sur le climat et celui-ci agit a son tour sur un grand nombre des phenomenes naturels que l’on peut Studier dans le passe historique. C’est encore une autre voie qui conduit a la solution de notre probltme. Comme en gCnCra1il s’agit des phenomenes assez CloignCs de l’inter& et aussi de l’erudition des astronomes, nous nous contenterons ici de leur enumeration avec quelques explications qui nous paraissent indispensables. Le climat agit d’abord sur la repartition de l’eau (+glace et neige) et des masses d’air sur notre globe. Ces effets climatiques peuvent influer sur la rotation terrestre que l’on peut ttudier aisement d’apres le mouvement de la Lune et des plan&es. D’autre part la repartition variable de l’eau fait varier les niveaux des tours d’eau, des lacs et des mers. Leurs Ctats successifs peuvent &tre reconstitues d’apres les sources historiques ou d’aprb les vestiges laisses dans le terrain. Les stratifications saisonnieres dependent aussi du &mat. Les depots annuels (varves et autres) de la vase varient en quantite et en qualite suivant le caractbre climatique de la saison et de m&me les cernes d’arbres (couches anneulles). 5. Pl&IODE

DE 11 ANS

Dtcouverte par Schwabe (22),la ptriode de 11 ans futjusqu’a present l’objet d’inombrables etudes tant du point de vue purement solaire que de celui des relations terrestres. Et inversement ces dernibres relations ont tent6 plusieurs auteurs de prolonger la periodicite de 11 ans en arriere de 1600 apr. J. C., oti cessent les determinations directes d’apres les taches solaires. Dans la suite nous presenterons les resultats de quelques tentatives de ce genre. Schostakowitch s’est beaucoup occupe des influences solaires dans un faisceau tres ttendu des phtnomenes d’origine climatique (2s,24). Toutefois les aurores ne par&sent pasCtre incluses dans ses recherches. Son resultat est une liste des maxima et des minima solaires(24) depuis 1295 av. J. C., bases sur les cernes d’arbres, les depots lacustres, la rigueur des hivers et les prix de b16. La methode dont il s’est servi pour obtenir sa liste n’est pas indiqute dans son travail. Nicolini(26) s’est content6 de compulser les anciennes observations des aurores et des taches et d’examiner leurs accumulations eventuelles pour en trouver 68 maxima entre -464 av. et + 1604 apr. J. C. 11 remarque qu’en moyenne la ptriode solaire est de 11 l/9 ans d’ou la tendance de repetitions des m&mes anntes de maxima dans les sibcles consecutifs (11

MANIFESTATIONS

DE L’ACTIWl% SOLAIRE DANS

LE PASSI? HISTORIQUE

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periodes = 100 ans); cette prop&e bien que discutable fut largement exploitee dans la suite par Schove’26). Fritz a voulu d’abord determiner les maxima d’aprbs les anciennes observations de taches et des aurores, ensuite il les a combinees avec les statistiques des vendanges et des grCles’27). Nous n’avons retenu que les aurores qui fournissent le plus grand nombre de determinations d’autant plus que les anciennes observations des taches sont utilisees aussi par Kanda. Kanda(%) a utilist 143 observations de taches et 96 observations d’aurores effectuees en Orient pour determiner separement pour chaque categoric les Bpoques des maxima. Ces Cpoques avec celles de Zurich a partir de 1615 peuvent &re representees par la formule Max = 1622 + lQ83E + 6,5 sin (4O’E + 280’). La longueur du cycle serait alors en moyenne de lo,83 ans. Sur le trace detail16 des courbes comttaires N = f(A) on rencontre un certain nombre de paliers dont la periodicite est voisine de 11 ans. On pourrait les interpreter comme des maxima de ntbulosite dans les pays des decouvertes cometaires. Ces pays (Europe et Chine) presentent la correlation positive avec l’activite solairecas) d’oh l’hypothbse de travail’@ que les paliers cometaires correspondent aux maxima du cycle de 11 ans. La periode moyenne ainsi trouvee est de nouveau plus faible que la valeur classique (11,l ans), c’est-a-dire 10,85&avec une variation periodique de 16 siecles environ. Schove a fourni beaucoup d’efforts pour etablir une liste des maxima et des minimat26) en se basant d’une part sur les observations des aurores et des taches et d’autre part sur un systeme des rbgles relatives a la longueur de la p&ode entre les maxima ou les minima. Ces regles Ctablies d’aprts les observations modernes (apres 1600) peuvent servir ensuite aux Cpoques anciennes. Certains auteurs comme Schostakowitsch et Schove ont determine aussi les Cpoques des minima de l’activite solaire dont la periodicite d’apres Schove(28) est plus reguliere que celle des maxima. Une nouvelle methode basee sur la luminosite et la coloration des eclipses de Lune fut introduite par Danjon t30). 11 trouve les variations de ces caracteristiques avec l’activite solaire avec une discontinuite brusque aux Bpoques des minima. Sa formule pour les minima - 1608 Min = 1585 + 10,87E + 1,7 sin 27r ’ 136 _ conduit encore a la periode de 10,87*. Malheureusement l’application de sa methode est assez limitee faute d’observations avant 1586. Les tpoques des maxima sont reprtsentees sur la Fig. 2. On y constate pas ma1 de comcidences qui peuvent Ctre en partie dues a l’identitt du materiel d’observation et aussi en partie a la realite des maxima conclus d’aprb le materiel d’observation different. Les resultats de Schove, Nicolini et Fritz sont de la premiere espece. Leurs accords ne sont dans la plupart des cas que les accords d’interpretation du m&me materiel d’observation. Les series de Schostakowitch, Kanda et Link sont par contre independantes entre elles et aussi du premier groupe. Leurs accords mutuels temoignent alors de la realite des epoques conclues. Nous avons port6 dans le mcme graphique les minima de Danjon et de Zurich a partir de 1600. Avant 1800 les deux series sont assez differentes tandis que apres cette datel’accord

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devient tres bon. L’origine du d&accord avant 1800 serait a chercher dans les bases historiques de ces deux series ce qui est un travail de longue haleine. De toute facon l’examen de la Fig. 2 montre la real&e d’un grand nombre des maxima, ou nous avons remarque quelques coincidences frappantes. En plus la valeur de la serie de Schove sera encore examinee en relation avec la periode de 80 ans(@, Les recherches modernes de Hanzlik (sl) et de Willetca*) ont prouve l’influence du cycle double de Hale (22 ans) sur la pression atmosph~~que, Les statistiques des nombres de Wolf ont d’autre part montri: que les cycles impairs de 11 ans sont generalement plus actifs que les cycles pairs. Cette alternance se reflete aussi dans la climatologie cometaire. Depuis le debut du premier cycle en 1755 d’aprbs Zurich on a decouvert 323 comttes dans les cycIes impairs soit 3,19 par an et dans les cycles pairs 391 cometes soit 4,02 par an(sa)_ La nebulosite nocturne serait done en relation dire&e avec l’activite solaire dans les cycles de 11 ou de 22 ans. Nous verrons plus loin que la mCme relation se retrouve dans les periodes de 80 et 400 ans. 6. P&RIODE DE 80 ANS La periode de 80 ans trouvee par Wolf {a) d’apres l’apparition des taches a pu &tre suivie dans le passe historique a l’aide des aurores. Wolf a deja remarque que la longueur des cycles de 11 ans est en relation indirecte avec leur intensite. Gleissberg a mis en execution cette idee en profitant des maxima auroraux d’apres Schove@@. 11 arrive ainsi A une serie de 17 cycles de 80 ans de 300 a 1600 apr. J. C. trouves indirectement d’apres les fluctuations des cycles de 11 ans. Cette methode indirecte a pu Ctre etayee par une methode dire&e bastse sur la frequence des aurores(s7). En partant du nouveau catalogue des aurores parues en Occident(2) et complete par les aurores parues en 0rient(3p4) nous avons applique la methode d&rite dans le No. 2 en raccourcissant convenablement les segments lineaires de la courbe aurorale N = f(A). Nous sommes ainsi arrives apres la correction du facteur social a la courbe plus detaillee de l’activite solaire de 400 a 1600 apr. J. C., 06 l’on peut voir directement les cycles de 80 ans (Fig. 3). L’accord de la methode directe et indirecte est suffisant pour demontrer la r&alit6 de ces cycles (Tableau 1). On peut Cgalement chercher les repercussions climatiques de la periode de 80 ans. Sur notre courbe corn&ire on trouve un certain nombre de paliers qui peuvent Ctre interpret& au moins en partie comme des maxima de nebulosite. Pour les 18 maxima solaires de notre tableau on trouve 15 maxima (83 pour cent) accompagnes de paliers. Cela prouve avec une probability &levee que m&me dans le cycle de 80 ans les maxima de l’activite solaire sont accompagnts des maxima de nebulositt nocturne, comme c’est le cas dans la ptriode de 400 ans. Par contre 14 de 17 minima auroraux de 80 ans ne sont pas accompagnes d’un palier ce qui plaide aussi en faveur de leur realit& La longueur du cycle de Wolf presente des fluctuations entre 60 et 130 ans au maximum. 11 faut noter que ces fluctuations semblent &tre en relation avec le cycle de 400, les cycles longues (> 100 ans) tombent sur la phase ascendante de la periode de 400 ans. D’autre part l’accord des resultats de Gleissberg bases sur Ies maxima de 11 ans d’apres Schove avec nos resultats, qui en sont independants, est une confirmation indirecte des resultats de Schove(26). 7. Pl?RlrODEDE 400 ANS L’existence de cette pbriode a &C demontree par la methode des frequences aurorales combinee avec les resultats de la climatologie astronomique(5*s). La methode des frequences aurorales conduit a la courbe des fluctuations f,(C)Sz(k)ou des effets combines du climat et

MANIFESTATIONS DE L’ACl-Mti TABLEAU 1. P~IODEDE

Phase

SOLAIRE DANS LE PAS&

HISTOIUQUE

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Wow ~~400 A1950 apr. J.C. A

Am& Gleissb.

Link

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480 440 590 650 680 700 750 800 840 870 920 960 1000 1050 1120 1160

490 440 590 630 670 710 740 810 850 880 930 970 1000 1040 1130 1160

70 50 70 100 90 70 80 90 80 90 120 110

Min Max Max

1230 1200 1240

1220 1190 1260

70 80 40

Min Max Min Max Mhl Max Min

1330 1380 1420 1460 1510 1570 1630

1340 1370 1410 1450 1480 1570 1590

Max* Max

Max Max Max

1630 1712 1775 1854 1943

Min Min Min Mill

1670 1755 1810 1905

70 80 90 110 100 82 63 79 89 85 8:

Lk.

:: 70 100 110 70 80 90 70 70 130 120 60

Palier corn&ire

C&&e climatique

r&ant 424-448 600-610 620-630 687-707 687-707 745-760 &ant 847-867 n&ant 910-940 &ant &ant n&t 1120-1125 n&ant

1 + + + +

n&nt 1184-1999 1240-1250

1 +

70

nhnt &ant &ant

3: 80 110

1440-1450 1480-1490 &ant n&ant

+f 1 + t+

1625-1660 1706-1730 1770-1800 1865-1880 1946-1955 &ant n&ant n&ant n&ant

+ z +

* A partir de 1630 les 6poques de maxima et de minima sont dkfiniespar les nombres de Wolf d’apr& le travail de Sekanina@l).

de l’activite solaire. Cette courbe (Fig. 4) connue avec une precision suthsante A partir de 400 apr. J. C. montre nettement des minima profonds s6parts de 400 environ. 11faut alors decider sur l’origine de ces minima qui pourrait &tre aussi bien solaire que climatique. On y est arrive par la methode de la climatologie astronomique qui donne les fluctuations du facteur climatique en traitant les donnees du catalogue de BaldeP). La courbe finale qui donne les fluctuations de la nebulosite nocturne presente de nouveau (Fig. 4) la periodicite de 400 ans ayant les minima synchrones avec les minima des aurores. Ces derniers sont done d’origine solaire et non climatique. Nous avons ainsi obtenu une preuve aurorale que l’activit6 solaire posdde une p6riode de 400 ans. La courbe de nebulosite nocturne a pu &re trac6e depuis 500 av. J. C. et meme avant cette date les accumulations des decouvertes cometaires signalent les minima de nebulosite jusqu’a--2300 av. J. C. environ.

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Ayant ainsi obtenu des resultats t&s nets sur la p&iodicitB solaire et climatique de 400 ans il nous a et6 relativement facile d’en retrouver les confirmations ou de simples indications dans les travaux de diff6rents auteurs. Quant a la periodicit des aurores, elle se trouve deja en partie indiquee dans la regle empirique de Schove(s6) qui trouve que les siecles pairs sont plus riches en aurores que les siecles impairs sauf l’exception du IX8 siecle. Cette regle decoule en grande partie du fait que nos minima auroraux sont tomb& sur les si&cles impairs IIP‘, VIP’, XIe XVe et que par suite les siecles pairs voisins II’, IV’, VI’, VIII’ X’, XIV et XVI* sont plus actifs, comme le demande la regle. Les maxima de la courbe aurorale et climatiques sont parfois dedoubles. Certains auteurs ont en effet signale (WW@ la possibilite de la p&iode de 2 si&cles dans l’activite solaire, mais nous considtrons la p&iode de 400 ans comme plus importante. En ce qui concerne les fluctuations climatiques nous en avons plusieurs confirmations independantes. C’est d’abord la courbe climatique (des pluies) de Brooks(*) completee apres 1000 par de nouveaux r&ultats to). La courbe de Brooks et la notre (Fig. 4) montrent une allure tout a fait analogue, comme le demande d’ailleurs la relation ttroite entre les pr6cipitations et la nebulosite. Puisque la courbe de Brooks a CtCobtenu par la synthese des renseignements historiques sur le climat-sauf bien entendu les corn&es-l’accord des deux courbes est une serieuse confirmation de la p&iode de 400 ans. Les syntheses climatiques recentes de Lamb et Johnson confirment Bgalement notre courbe climatique. De 830 a 950 apr. J. C. les auteurs anglais trouvent une periode humide visible sur notre courbe corn&tire par un maximum de nebulosite vers 900. Les p&odes seches 960-1000, 1020-1039 correspondent au minimum seculaire de nebulosite vers 1050. Le “petit age de glace” de 1550 a 1700 precede dune amelioration climatique de 1500 a 1550 se manifestent clairement sur notre courbe ainsi que l’amelioration climatique au 19e siecle. A la fin nous voudrions encore mentionner quelques autres faits climatiques plus fragmentaires ou moins directement lies aux resultats pr6cedents. C’est par ex. la courbe de glaciation d’Islande d’apres la compilation de ScheWg) qui montre une allure analogue (Fig. 4) aux courbes climatiques, l’etendue de la glaciation &ant en relation dire&e avec la nebulosite. La courbe d’humidite d’apres les couches dans les mar&ages de Snoromsmossen p&s de Stockholm(40) montre des fluctuations (Fig. 4) qui entre 200 et 1000 apr. J.C. ressemblent beaucoup a notre courbe climatique. La courbe eustatique du niveau de la mer presente une allure analogue a celle de l’activite solaire, comme l’a fait deja remarquer Fairbridge (al. Les cemes d’arbres d’apres HuntingtorW montrent des fluctuations qui sont tantot dans un tant6t dans I’autre sens avec la courbe de nebulosite. Les travaux modernes de la climatologie historique (1s~16~5Q~60) donnent en plus quelques informations sur la circulation atmospherique. On interprete les fluctuations entre le climat froid-humide et chaud-set par les deplacements en latitude de la zone habituelle des depressions. Quand cette zone est d6calte vers le nord (vers le pole), les r6gions de moyennes latitudes se trouvent sous les regimes anticycloniques qui bloquent la circulation zonale et sont accompagnes par la secheresse et la faible nebulosite. Par contre quand cette zone descend sous nos latitudes, le temps devient humide et nuageux. On admet generalement que ce deplacement de la zone cyclonique suit la limite de glace et de neige autour des poles dans ses expansions ou r&rt%ssements, mais Lamb admet quelquefois aussi l’independance ou mgme l’inversion (en temps) de ces deux mouvements(16). La preponderance des situations anticycloniques pendant les minima s&utlaires de

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nebulosite a pu Ctre demontree directement dam le climat de Chine. Les decouvertes chinoises de corn&es sont exactement datees et permettent par suite d’etudier la variation saisonnike de la ntbulosite. On obtient deux types extremes des courbe@. Le premier type A correspond au regime connu des moussons (Fig. 5) avec le maximum de nebulosite en Bte, tandis que le type inverse C y possbde le minimum. Enfin le type B est une transition de A a C. Quant a la repartition de ces types dans le cycle de 400 ans, les types B et C sont preponderants au voisinage des minima de nebulosite. Cela signifie Bgalement la prepondtrance des situations anticycloniques en Chine bloquant l’accts des moussons. Les fluctuations simultantes de l’activite solaire dans le cycle de 400 ans jettent une lumibe nouvelle dans notre problbme. Nous savons maintenant que dans l’echelle seculaire la latitude moyenne de la zone cyclonique est en relation indirecte avec l’activite solaire.

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Comme d’autre part la recrudescence assez brusque de l’activite solaire apres les minima seculaires precede de plusieurs decennies (40-60 ans) l’augmentation de la nebulosite, le role intermediaire de la calotte polaire de glace doute dune certaine inertie parait t&s probable. Avant de finir avec la ptriode de 400 ans nous t&herons, d’en tirer quelques conclusions pour l’avenir. Le dernier minimum seculaire de nCbulosit6 (apres 1860, Fig. 4) suivi de rechauffement (1 88O-194O)(U) avait des precedents (vers 1000 et 1500-1550) suivis d’alterations climatiques dont la derniere (1550-1800) Porte le nom du “petit bge de glace”. En prolongeant la periodicit de 400 ans dans le proche avenir nous serions au seuil dune nouvelle Bpoque analogue. Quelques indications plaident pour cette eventualitt comme la baisse de la temperature globale (&),la hausse de niveau des IacW, l’extension des glaciersf”) et la decalage de la zone cyclonique vers l’equateur (&I. La seule consolation, dans l’attente de cette alteration climatique peu agreable, pourrait Stre l’hypothese de Larnbt”) que la severit du dernier petit bge de glace a pu Ctre accentute par la polluticn volcanique de l’atmosphtre qui-pour le moment au moins-n’est g&e sensible. 8. ROTATION TFRRESTRE

La rotation terrestre presente des variations que l’on peut dtcomposer en trois termes principaux : (a) Le ralentissement stculaire trouve primitivement par Halley dans l’acceleration

MANIFESTATIONS

DE L’ACTMTfi

SOLAIRE DANS

LE PASSfi HISTORIQUE

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apparente du mouvement de la Lune, interpretee correctement par de Sitterc4’) comme le ralentissement s~ulaire de la rotation terrestre et explique par Jeffrey@ par le frottement des marees. (b) Les variations aleatoires qui subsistent apres l’elimination du ralentissement seculaire et dont la cause n’est pas connue avec certitude.

FIG.~. VAIUATIONSDE LAROTATIONTEIUUTRE: C la cow-be de nkbulositk nocturne, B le terme alkatoire de la rotation ten-c&e, 0 et R lea courbcs de l’activitk solaire d’aprbs 011 et Rubashev. (c) La variation annuelle trouvee par Stoyko caO)dont la cause est a chercher d’apres Cox, van den Dungen et van Mieghem dans les deplacements annuels des masses d’aiP). C’est le terme aleatoire B (Fig. 6) qui nous interesse en premier lieu. Deja en 1954 et ensuite en 1958 Eigenson a exprime l’idee que le terme altatoire est dQ aux fluctuations de la circulation atmohydrospherique terrestre, qui elle-mCme est controlee par les (51p52). A l’appui de cette hypothese Eigenson invoque l’accord variations de l’activite solaire des courbes de Spencer Jones et de Sitter d’une part reprbentant la variation aleatoire de la rotation B et les courbes de l’activite solaire d’apres RubaSev et Oil d’autre part. Malheureusement il faudrait parler plutot d’un dbacord capable de decourager la continuation dans cette voie. (Fig. 6.) Sans connaftre ces resultats nous avons aborde le mCme probleme sous l’influence de

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la decouverte de Danjon que les eruptions chromospdriques semblent provoquer le changement du regime de la rotation terrestre dans le sens de la retardationcs3). Nous avons compare la courbe moyenne de la nebulosite nocturne d’apres les decouvertes corn&tires avec la courbe du terme aleatoire d’apres le mouvement de la Lune (Fig. 6) et nous avons trouve une ressemblance de ces deux courbes, visible sans difficultGa). L’augmentation de la nebulosite, qui d’aprbs les resultats precedents est le signe de l’activitc! solaire accrue, est accompagnee de la retardation, comme le demande le phenomene trouve par Danjon. D’ailleurs deja A. et N. Stoyko(55) ont montre l’accroissement de le duree du jour de 0,7 ms entre le minimum en 1955 et le maximum solaires en 1958. En plus Uyeda, Saburi et Iwasaki(s6) ont trouve une correlation entre les nombres de Wolf et le ralentissement de la rotation terrestre dans la periode de 11 ans. Parmi les differentes explications proposees pour Blucider le mecanisme reliant l’activite solaire a la rotation terrestre nous nous attarderons un peu sur l’explication meteorologique. Bernard@@) a calcule que pour obtenir la variation du jour de 1 ms il faudrait une rotation di~~rentielle de l’atmosphere de 7~1~ ce qui correspond a l’equateur au vent zonal de 3,25 m/set. Si done la circulation zonale W + E diminue, la rotation terrestre doit accelerer et vice versa. Or, nous savons precisement que pendant les periodes de faible activite solaire la circulation zonale W + E souvent est bloquee par les anticyclones etablies sous nos latitudes d’oh l’acc&eration de la rotation terrestre. Et inversement pendant les periodes de forte activite solaire la circulation zonale est plus intense d’oti la retardation de la rotation terrestre. En plus on peut faire valoir les variations du niveau des oceans qui agissent dune faGon analogue sur la rotation terrestre. 9. INTERPtiTATION

POSSIBLE

Nous avons montre l’existence de plusieurs phenomenes terrestres qui dans les Cchelles de temps differentes sont influences par Ies variations de l’activite solaire. Nous voud~ons bien ajouter encore quelques remarques sur le mecanisme possible qui agit sur la Terre. Ce sont en premier lieu les fluctuations possibles de la constante solaire. Malheureusement nous n’avons pas encore B notre disposition une theorie complete et satisfaisante qui donnerait les variations climatiques en fonction des variations de la con&ante solaire. D’autre part la theorie de la structure interne du Soleil laisse trb peu de marge pour les variations de cette constante. Ensuite on peut se demander si la tendance qui cherche le bilan Bnergetique exacte entre le Soleil et la Terre conduit & l’exp~cation d&&e. 11 se peut que les variations climatiques sont pour la plupart des variations climatiques dans le propre sens du mot, c’est-a-dire zonales et non globales. L’activite solaire variable pourrait, par intermediare des radiations corpusculaires largement variables en intensitis et en zones (latitudes) d’incidence terrestre, modifier la repartition zonale des conditions m~~orologiques sans faire varier ou de trbs peu le bilan energetique global. Autrement dit l’extension de la zone cyclonique vers l’equateur pourrait Ctre la consequence du mouvement analogue des aurores pendant les epoques de grande activitd solaire. Les travaux modernes entrepris a High Altitude Observatory Colorado(67@) montrent des effets trh marques de l’emission corpusculaire sur la circulation atmospherique. 10.CONCLUSIONS

Apr&s avoir present4 les manifestations les plus saillantes de l’activite solaire dans le passe historique nous pouvons conclure en points suivants :

MANIFESTATION

DE L’ACTMti

SOLAIRE DANS

LE PASSE HISTORIQUE

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(1) L’activitd solaire dans le passe historique a possCd6 trois p&iodicit& directement discernables : 11; 80 et 400 ans en valeurs moyennes. (2) La p&iodicitb de 11 ans a pu &tre suivie depuis 700 av. J. C. environ. (3) La pkiodicith de 80 ans a pu &tre suivie par deux m&hodes indbpendantes depuis 400 apr. J. C. (4) La pkiodicitd de 400 ans est connue par plusieurs mCthodes inddpendantes depuis le debut de notre Bre environ et d’une faGon sporadique depuis 2300 av. J. C. (5) L’influence de l’activite solaire sur le climat se traduit par les dkplacements pkiodiques de la zone principale des dbpressions dont la latitude est en relation indirecte avec I’activitC solaire. (6) 11 y a des raisons A supposer que ces dkplacements sont contrB1Cs par l’extension de la zone aurorale variable avec l’activite solaire, done par l’incidence des radiations corpusculaires dans l’atmosphbre. (7) La pkiodicitt climatique de 400 ans ainsi que plusieurs indications directes nous placent au seuil d’une altkration climatique qui risque d’&tre la rkpetition du “petit Age de glace” 1550-1800. Cette eventualitk pourrait avoir quelques repercussions dans l’konomie mondiale, en particulier dans l’agriculture et dans l’approvisionnement en Cnergie. -CES 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38.

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