Contexte

Au moment où l'ensemble de la planète s'interroge sur les conséquences de l'augmentation des gaz à effet de serre sur le climat, il devient de plus en plus nécessaire de distinguer les modifications d'origine anthropique de la variabilité naturelle de l'atmosphère et de l'océan . La qualité des prévisions de l'évolution future du climat en dépend.

Parmi les causes naturelles qui peuvent avoir un effet sur le climat, la variabilité solaire est probablement une des plus importantes. L'Observation Virtuelle Soleil-Climat-Atmosphère de la Terre (VO-SCAT) nous permettra de développer l'étude des relations concernées en rassemblant les communautés travaillant sur ces sujets en utilisant les standards de l'Observation Virtuelle

L'influence du soleil sur l'atmosphère et le climat peut se manifester de différentes manières:

• Les variations de l'éclairement ("irradiance" en anglais) solaire totale modifie la quantité d'énergie absorbée par l'atmosphère et la surface terrestre et peut influencer la température moyenne au sol. La variation de la constante solaire est limitée à 0,1% sur un cycle solaire de 11 ans et donc l'effet attendu sur le climat est probablement faible. Il existe par contre de grosses incertitudes sur la variation de la constante solaire sur de plus grandes périodes et sur la grande variabilité des maxima.
• La variabilité du flux solaire au cours d'un cycle de 11 ans se manifeste principalement dans le domaine ultraviolet (UV) du spectre et principalement aux longueurs d'ondes inférieures à 250 nm où elle peut dépasser 3%, et de 20% à 50% dans l'UV lointain. Cette partie du spectre n'atteint pas la surface parce qu'elle est complèment absorbée par l'ozone ou l'oxygène stratosphériques. Le rayonnement solaire UV joue par contre un rôle important dans la stratosphère où il modifie les champs de température, de pression et de vent et donc les conditions de propagation de sondes atmosphériques qui couplent les basses et les hautes couches de l'atmosphère.
• Les précipitations de particules solaires dans les régions polaires modifient la composition chimique de la stratosphère en produisant entre autres des oxydes d'azote qui détruisent partiellement la couche d'ozone et donc modifient son bilan radiatif.
• Les rayons cosmiques galactiques ionisent l'atmosphère et jouent ainsi un rôle dans le circuit électrique global. Ils peuvent favoriser la formation de noyaux de condensation et donc influer sur la formation et la durée de vie des nuages. Le flux de rayons cosmiques est modulé par le vent solaire qui varie avec l'activité solaire de 11 ans.
• L'activité géomagnétique, très liée à l'activité solaire, module le flux de particules énergiques entrant dans la haute atmosphère. L'interaction avec la plus basse atmosphère pourrait passer par différents processus faisant intervenir le rayonnement UV, la chimie atmosphérique et le circuit électrique atmosphérique.

Les mécanismes susceptibles d'intervenir dans les relations Soleil-Climat sont donc complexes et pour avancer dans leur compréhension il est nécessaire d'une part de bien documenter les paramètres caractérisant l'activité solaire, d'en comprendre l'origine, et d'autre part de représenter correctement ces mécanismes dans les modèles de climat.

Objectifs

Le VO-SCAT a pour mission :

• de participer à l' animation de la communauté scientifique autour de la thématique "relation soleil-atmosphère"
• de développer son propre Observatoire Virtuel et donc ses propres outils dans le cadre de collaborations européennes et internationales: grâce à une base de données locale et par des liens vers les centres d' archivage et outils existants (Observatoire Virtuel Astonomique, International Planetary Data Alliance, Europlanet-Integrated and Distributed Information Services, Spase-Observatoire Virtuel pour les plasmas spatiaux, HELLIOS-Observatoire Virtuel Solaire,VAMDX, etc...) sur le principe d'interopérabilité des bases

VO-SCAT s'inscrit, donc, dans un cadre de combinaisons thématiques de systèmes de mesures existants pour la plupart et ayant des protocoles existants et définis dans le cadre de leur propre "SOERE"(Syst�mes d'Observation et d'Expérimentation, sur le long terme, pour la Recherche en Environnement) ou dans leur SOERE associé. C'est donc un SOERE multi-sites dont la cohérence et la complémentarité est inscrite dans le titre et l'objectif scientifique.

Son fonctionnement est basé principalement sur des activités de recherche existantes et il est prioritaire aujourd'hui dans l'interprétation de nos données. Notre objectif principal sera donc de donner une �valuation concrète, exhaustive et démonstrative à terme de ce SOERE, donc dans 10 ans, par la mise en place d'un Observatoire Virtuel autour de cette thématique . Par définition, un Observatoire Virtuel doit être ouvert et interopérable, ce qui représente le second objectif que nous nous donnons. L'archivage n'est pas à sa charge mais à celle de ces partenaires ou des SOERE dont ils font partie.

A part PICARD et PICARD sol, les autres composantes de ce SOERE sont existantes et fonctionnent. Cependant, l'interaction entre ces bases de données ou services n'est pour l'instant pas possible complètement et ce sera l'un des rôles de ce service de le mettre en oeuvre à l'aide de la modélisation (LMDz , les modèles du LSCE et/ou de l'IPSL,etc..) qui sera une partie importante de ce SOERE car elle reste l'outil le plus efficace pour l'exploitation de nos données dans nos domaines multidisciplinaires

D'autre part VO-SCAT s'appuiera sur les données et les outils disponibles sur l'activité solaire et géomagnétique, sur l'Observatoire Virtuel et sur la physique atomique moléculaire appliquée aux atmosphères grâce aux Services d'Observations existants, notamment dans le domaine Astronomie-Astrophysique.

VO-SCAT est un service de l'OVSQ. Le responsable de ce service: M Alain Sarkissian a pour mission de mettre en place un conseil scientifique pour piloter ce service. Les membres (10 personnes environ) de ce conseil nommés sur proposition des laboratoires partenaires et de l'OSU, se réuniront une à deux fois par an pour les priorités et les objectifs du service.