Étude de l’évolution de la température dans la région centre-orientale du Maroc (cas du bassin de Guercif) et son lien avec l’activité solaire
Prepared by the researche : Aziz Seghir – chercheur en hydro-climatologie, LAGEA-DD, FLSH-Sais, Fès – Faculté des Lettres et des Sciences Humaines Fès Sais – Département de Géographie B.P 59 Fès Sais
Democratic Arabic Center
Journal of African Studies and the Nile Basin : Twenty-seventh Issue -September 2024
A Periodical International Journal published by the “Democratic Arab Center” Germany – Berlin
Journal of African Studies and the Nile Basin
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Résumé
Cette étude constitue une approche climatique visant à suivre l’évolution de la température dans la région centre-orientale du Maroc et son lien avec les cycles solaires, qui alternent tous les 11 ans entre des cycles froids marqués par une diminution du nombre de taches solaires, et des cycles chauds associés à une augmentation de celles-ci. Ce constat scientifique nous a motive de prendre cette étude afin de déterminer le degré de corrélation entre l’augmentation et la bésse des températures en chaque cycle solaire, en utilisant le coefficient de corrélation. Nous avons uniquement utilisé des statistiques sur les températures moyennes et maximales ainsi que les statistiques du nombre de taches solaires enregistrées depuis 1990. Selon les résultats obtenus, il est apparu clairement que chaque période de forte activité solaire est suivie d’une hausse des températures, avec l’arrivée des vents solaires, et inversement, les cycles solaires faibles correspondent à une baisse des temperatures.
Introduction :
Le soleil est considéré comme le moteur principal du système climatique de la Terre. Des variations de l’intensité du rayonnement solaire atteignant la terre peuvent entraîner des changements dans le climat mondial et régional. Pendant longtemps, les études concernant l’impact des changements dans l’activité solaire sur le climat terrestre ont été peu nombreuses. Cependant, les études récentes ont montré des corrélations significatives entre les paramètres climatiques et l’activité solaire. Il a été constaté que les températures de la haute troposphère et de la stratosphère varient avec chaque cycle de l’activité solaire, qui dure entre 10 et 12 ans. Sur une échelle de temps plus longue, il a été observé que la température mondiale, en particulier celle de l’air dans l’hémisphère nord, est étroitement liée aux variations à long terme de l’activité solaire, que ce soit en ce qui concerne les enregistrements modernes des températures de 1860 à 1990 ou les reconstructions des températures datant de 1750.( Eigil Friis-Christensen 1993)
Dans la région orientale du Maroc, en raison de sa position géographique continentale, une augmentation des températures a été observée ces dernières années, dépassant la moyenne habituelle, avec des pics atteignant parfois 48 degrés, aggravant la sécheresse, provoquant des incendies et entraînant une rareté des ressources en eau. Il est donc nécessaire de mener davantage d’enquêtes pour déterminer si la température de la région est sensible à l’activité solaire et aux éruptions solaires, en analysant les coefficients de corrélation pour détecter un lien potentiel entre la répartition des températures dans la région et la dynamique de l’activité solaire.
1 : Matériels et Méthode :
1-1 : l’activité solaire
Le rayonnement solaire est la source directe d’énergie dans le système climatique, et il est généralement utilisé pour évaluer l’impact du Soleil sur le climat en termes de distribution et de durée. Cependant, l’évaluation de ses effets sur le climat dans les rapports de l’organe des Nations unies chargé de l’évaluation objective de la recherche scientifique sur le changement climatique (GIEC) se concentre principalement sur l’échelle mondiale et manque d’une vision du changement climatique regional.
Les variations de l’activité solaires peuvent expliquer l’implication dynamique entre la stratosphère et la troposphère, ainsi qu’entre la stratosphère et la mésosphère, en particulier en ce qui concerne l’échange de chaleur entre les régions tropicales et polaires. Ainsi, toute fluctuation du rayonnement solaire pourrait contribuer à modifier les systèmes météorologiques à différents niveaux. Une étude réalisée par Baldwin MP et Dunkerton TJ (2001) indique que les variations significatives dans la force de la circulation stratosphérique, qui apparaissent d’abord à environ 50 kilomètres d’altitude, descendent vers la partie inférieure de la stratosphère, suivies par des systèmes météorologiques troposphériques inhabituels. Ces événements stratosphériques précèdent les changements dans les distributions probabilistes des valeurs extrêmes de l’Oscillation Arctique (AO), de l’Oscillation de l’Atlantique Nord (NAO), de l’emplacement des trajectoires des tempêtes et de la probabilité d’occurrence des tempêtes dans les latitudes moyennes
Le soleil connaît des variations dans son activité thermique avec l’apparition de ce que l’on appelle les taches solaires (figure n° 1), qui apparaissent sombres à la surface du Soleil. Elles semblent sombres car elles sont plus froides que les autres parties de la surface solaire. Leur température est extrêmement élevée, environ 6500 degrés Fahrenheit (3700 °C) (Don J. Easterbrook 2016). Elles se forment dans des zones où les champs magnétiques sont particulièrement forts. Ces champs magnétiques sont si puissants qu’ils empêchent une partie de la chaleur interne du Soleil d’atteindre la surface. Au cours des dernières décennies, les forces sous-jacentes aux taches solaires ont été mieux comprises. Les 150 dernières années ont été suffisantes pour établir que les taches solaires apparaissent en cycles (figure n°2 et 3), et que le nombre moyen de taches visibles varie au fil du temps, augmentant et diminuant dans un cycle régulier qui dure entre 9,5 et 11 ans, avec une moyenne d’environ 10,8 ans. (Don J. Easterbrook 2016).
Figure n°1: taches Solaires (source SOHO (NASA & ESA)
Figure n°2: cycles et nombres des taches solaire
Figure n° 3 progression du cycles solaire et nombres de tache solaires (sources NOAA SWPC)
Le graphique ci-dessus vous indique le nombre d’éruptions solaires de classe C, M et X qui se sont produites au cours du mois passé, ainsi que le nombre de taches solaires pour chaque jour. Cela vous donne une idée de l’activité solaire au cours du mois passé.
Dans cette étude, nous tenterons de suivre l’évolution des températures dans la région étudiée et de les relier à l’évolution de la dynamique de l’activité solaire afin de comprendre dans quelle mesure l’augmentation des températures est liée à l’apparition des taches solaires.
Mais, l’un des plus grands défis est l’absence de données concernant l’insolation dans la région, ainsi que l’absence de stations pour mesurer la pression et l’humidité. C’est pourquoi nous avons eu recours à certains sites qui accordent une grande importance à la collecte de données climatiques pour chaque endroit, tels que Climate engine, Nasa power, spaceweatherlive
1-2: Zone d’étude
La zone d’étude se situe dans la partie centrale du bassin de la Moulouya, dans la région centre-est du Maroc, plus précisément dans la région de Guercif. Elle est encadrée par les montagnes de Beni Snassen au nord, les montagnes du Rif oriental à l’ouest, la chaîne de l’Atlas au sud et les plateaux orientaux à l’est, ce qui lui confère une configuration géographique particulière.
Figure n° 4: Situation et présentation de la zone d’étude
Cette situation géographique empêche l’accès des influences climatiques humides provenant de l’océan Atlantique ou de la mer Méditerranée, rendant son climat plus continental, avec des caractéristiques proches des zones désertiques d’abri à cause de la conformation du relief. Son climat est semi-aride, avec des hivers froids et des étés chauds et secs. Les précipitations moyennes ne dépassent pas 130 mm par an, les températures moyennes annuelles avoisinent les 18.9°C, c’est le cas pour la Station de Guercif (360 m d’altitude) mais aussi pour celle de la station de Tafrata (560 m d’altitude) située plus à l’est. D’une manière générale, les températures moyennes maximales peuvent y atteindre 25.4°C et les minimales 12.8°C (figure n°5). Quant au nombre de jours au cours desquels des gelées sont possibles, ils concernent en moyenne une trentaine de jours par an.
Figure n° 5 : température annuelle, moyenne max et min période (1990-2023)
À l’échelle annuelle, on se rend compte de l’importance des fluctuations thermiques qui permettent tout de même de dégager l’existence des pics de chaleurs assez remarquables. Ces périodes de hausse thermiques sont particulièrement marquées pour toutes les régions aux années : 1988/89, 1996,1997, 2000/01. Nous pouvons avancer en fait que ces trois périodes sont parmi les plus chaudes enregistrées sur notre bassin au cours des 30 dernières années.
- résultats et discussion
L’augmentation des températures au cours des soixante dernières années peut être expliquée par de nombreuses influences variations de l’activité solaire, mais nous attribuons cette augmentation aux changements de l’activité solaire comme influence principale sur tous les changements météorologiques. Au cours des cent cinquante dernières années, l’augmentation globale de l’activité solaire a probablement contribué à l’élévation des températures mondiales, en particulier durant la première moitié du XXe siècle.
Le suivi de l’évolution des températures minimales et maximales à l’échelle annuelle au cours de la période étudiée, nous a permis de constater une tendance à l’augmentation dès l’année 2000 (figure n°6).
Figure n°6 : température moyenne annuelle
En représentant les valeurs moyennes des températures maximales et en les reliant aux variables de l’activité solaire dans la figure n°7, il apparaît clairement qu’avec l’augmentation du nombre de taches solaires, les températures augmentent également. En revanche, lors des périodes de faible activité solaire, les températures ont tendance à diminuer
Figure n° 7 : la température moyenne maximale en rapport avec l’activité solaire
La figure n°8 montre le coefficient de corrélation entre la température maximale dans la région et les variations des rayons cosmiques au cours des trois derniers cycles solaires (cycle 22, 23, 24, et début du cycle 25). À partir de cette figure, nous pouvons observer que le nombre de taches solaires et les rayons cosmiques sont approximativement corrélés (coefficient de corrélation de 0,4)
Figure n° 8 : corrélation de la température moyenne des maxmums avec le nombre annuel de tache solaires
Pour mettre en lumière la corrélation entre les périodes d’intense activité solaire accompagnées de fortes éruptions solaires puissants de classe X et M depuis Juin 1991 (https://www.spaceweatherlive.com/), le graphique (figure n°9) suivant montre que les températures maximales réagissent automatiquement à chaque pic d’activité solaire, aussi bien en hiver qu’en été. Par exemple, certaines valeurs maximales en hiver ont atteint 17 degrés C° en janvier 2005, tout comme en décembre 2023, où la température maximale a atteint environ 20 degrés C°, ce qui est inhabituel pour cette région pendant la saison hivernale. La même observation s’applique aux températures maximales en été, qui ont parfois atteint jusqu’à 48 degrés, en particulier ces dernières années.
Figure n°9: Corrélation entre la température maximale moyenne et de fortes éruptions solaires puissants de classe X et M depuis 1991
L’augmentation récurrente des températures accompagne souvent les cycles solaires actifs, marqués par l’afflux de vents rapides provenant des trous coronaux et les effets d’un champ magnétique perturbé. Cette situation entraîne la formation d’un anticyclone qui provoque un temps chaud et un couvert nuageux élevé, en raison de l’intensification de la chaleur et de la pression, en particulier pendant l’été.
Dans certains cas, lors d’une forte activité solaire et de l’arrivée des vents solaires sur terre, qui affectent souvent l’hémisphère nord, la température augmente. Cela entraîne la formation de hautes pressions et favorise l’ascension des influences désertiques qui génèrent des vents chauds, connus sous le nom de chergui. Sous l’effet de cette situation, cela se traduit souvent par le déclenchement d’incendies.
Conclusion :
Toute évaluation de la variabilité et du changement climatiques dépend essentiellement de l’existence et de la précision des relevés de paramètres météorologiques. L’une des principales préoccupations de la climatologie contemporaine est d’attribuer des causes, notamment la contribution de la variabilité solaire, aux variations observées de température. Un certain nombre d’approches ont été utilisées et, dans tous les cas, il faut veiller à vérifier la validité statistique des résultats dans le contexte de la variabilité innée (naturelle) des données de température. L’approche la plus simple dans cette approche nous a permettre à calculer la corrélation de la série chronologique de température avec celle d’activité solaire.
En suivant l’évolution des températures dans la région étudiée et leur relation avec l’activité solaire, il a été confirmé qu’il existe effectivement un lien commun entre les variations de température lors de chaque cycle solaire. En effet, dans la plupart des cas, les cycles solaires avec une activité élevée coïncident avec une augmentation de la température et une diminution du taux d’humidité, tandis que les cycles avec une faible activité solaire correspondent à une baisse des températures. Cependant, en raison du manque de données spécifiques sur le climat de la région étudiée, cette étude reste limitée aux informations disponibles. C’est pourquoi nous considérons cette approche comme une étape dans la perspective d’approfondir davantage la recherche sur l’impact de l’activité solaire sur les fluctuations climatiques dans la région orientale du Maroc, non seulement en ce qui concerne la température, mais aussi en ce qui concerne les précipitations, l’humidité et les vents
Références bibliographiques :
Baldwin MP, Dunkerton TJ. 2001 : Stratospheric harbingers of anomalous weather regimes. Science 294: 581, doi: 10.1126/science.1063315
Don J. Easterbrook 2016: Evidence-Based Climate Science: Data Opposing CO2 Emissions as the Primary Source of Global Warming, ScienceDirect, Second Edition 2016
Eigil Friis-Christensen 1993: Solar activity variations and global temperature, sceince direct ;EnergyVolume 18, Issue 12, December 1993, Pages 1273-1284. https://doi.org/10.1016/0360-5442(93)90015-6
SOHO (NASA & ESA) and the Royal Swedish Academy of Sciences
Site web
https://www.spaceweatherlive.com/
https://www.sidc.be/SILSO/datafiles
