Soarele este motorul climatului terestru Max-Planck-Gesellschaft
Cu toate acestea, steaua pe care trăim nu are niciun impact asupra creșterii actuale a temperaturii globale
Se încălzește pe pământ. În perioada 2001-2010, de exemplu, temperaturile au fost cu aproximativ 0,2 grade Celsius mai mari decât în deceniul precedent. Oamenii joacă un rol important aici. Cu toate acestea, alți factori influențează și clima globală, de exemplu geometria orbitei terestre sau erupțiile vulcanice. Dar ce rol joacă soarele?
Text: Helmut Hornung
Ciclul solar: Soarele nu strălucește întotdeauna în același mod. Mai degrabă, activitatea lor fluctuează pe o perioadă de aproximativ unsprezece ani, timp în care variază și numărul petelor solare. Imaginea din stânga este din 2001 (maxim), dreapta din 2009 (minim).
Când soarele se scufundă în mare ca o minge roșie strălucitoare seara, poate asigura momente pașnice și relaxate de vacanță. Și chiar la amurg, putem simți căldura confortabilă pe care soarele ne-a dat-o pe plajă în timpul zilei. Dar steaua noastră din timpul zilei este orice altceva decât inofensivă. Nu numai că radiațiile UV provoacă uneia sau altei persoane neglijent o arsură solară suculentă. Este extrem de activ în sine, pe el pachetele de plasmă fierbinte fierb la suprafață, jeturile de gaz pulverizează în spațiu și există un vânt constant de particule energetice care ocazional se reîmprospătează într-o furtună și devine un pericol pentru electronica sensibilă a sateliților.
Pe lângă aceste fenomene cotidiene, există fluctuații pe termen mai lung la care este supusă puterea de radiație a stelei. Cauza este câmpul magnetic solar, ale cărui linii de câmp sunt, parcă, „coapte” în gazul fierbinte, conductor electric. Turbulența puternică răsucește și răsucește tuburile de plasmă ca niște benzi de cauciuc - care ocazional se „rup” și apoi se rotesc prin câmpul magnetic.
Aceste activități conduc la fenomene precum pete întunecate sau rachete luminoase; Primele sunt regiuni mai reci, cele din urmă zone cu pete luminoase asemănătoare fibrelor și mai fierbinți decât împrejurimile lor. Numărul de pete sau rachete nu este întotdeauna același, dar se modifică pe un ciclu de aproximativ unsprezece ani. Intensitatea radiației solare totale fluctuează odată cu această perioadă. În medie, aceste fluctuații sunt de 0,1%. Dar variațiile pot fi diferite - în funcție de lungimea de undă, deoarece soarele strălucește în multe zone diferite ale spectrului. Radiația ultravioletă menționată mai sus, care este deosebit de relevantă pentru climă, variază cu câteva zeci de procente la lungimi de undă scurte.
Radiația solară fluctuantă: Graficul prezintă atât variații cu ciclul solar de unsprezece ani, cât și variații pe termen scurt datorate grupurilor individuale de pete solare și erupții solare. Luminozitatea medie generală este arătată de curba gri. Diferitele culori înseamnă măsurători cu instrumente diferite.
Prin aportul său de energie în pământ, soarele poate influența în mod direct clima de pe planeta noastră. Cu toate acestea, atmosfera permite radiației să treacă numai în anumite lungimi de undă, predominant în lumina vizibilă; restul este înghițit de molecule. Prin urmare, doar o parte a radiației ajunge la suprafața pământului și o poate încălzi. La rândul său, suprafața iradiată emite lumină infraroșie, care este apoi reținută de nori sau aerosoli. Acest efect, fără de care ar fi cu aproximativ 32 de grade Celsius mai rece pe pământ, încălzește atmosfera. Întregul lucru este similar cu condițiile dintr-o seră.
Aici intervine radiația ultravioletă. Este implicat în diferite reacții chimice - iar UV nu este doar UV! De exemplu, radiațiile cu o lungime de undă sub 240 nanometri (milionimi de milimetru) promovează formarea ozonului, în timp ce radiația UV cu undă mai lungă are un efect distructiv asupra acestei molecule. Și odată cu radiația, diferite cantități de energie sunt introduse în troposferă la diferite lungimi de undă, cel mai mic strat al atmosferei, care se extinde la aproximativ 15 kilometri deasupra solului.
Soarele nu numai că emite radiații, ci și un flux permanent de particule încărcate electric, vântul solar menționat mai sus. Dacă particulele sale pătrund în straturile superioare ale atmosferei terestre, ele scot electroni din atomii de azot sau oxigen, adică îi ionizează. Acest proces are un impact asupra chimiei atmosferice - în prezent se discută dacă și cum afectează și clima.
Pentru a investiga influența soarelui asupra climei, cercetătorii privesc în trecut. Procedând astfel, ei se concentrează pe activitatea magnetică a stelei, din care puterea radiației poate fi reconstruită. Se aplică aici că soarele în timpurile active - dovezile evidente sunt atunci multe pete și rachete - produce radiații mai intense decât în timpul „fazelor sale de odihnă”.
Soarele a făcut o astfel de pauză de activitate, de exemplu, în a doua jumătate a secolului al XVII-lea: între 1645 și 1715, „motorul” său se bâlbâia, ca să spunem așa. În această perioadă, cunoscută sub numele de Minimum Maunder, au existat multe ierni reci în Europa, America de Nord și China. Și chiar și vara a fost mult mai răcoros în unele regiuni în timpul acestei „Mici Epoci Glaciare”. La acea vreme a creat tablouri care arată, de exemplu, patinatori pe gheața de pe Tamisa înghețată.
Omul o face: modelele pot reproduce datele de observație numai dacă influențele antropice sunt incluse în calcule.
Când privesc în trecut, oamenii de știință lucrează atât cu înregistrări vechi ale observațiilor petelor solare (din anul 1610), cât și cu metoda C-14, care poate fi aplicată în special lemnului. Deoarece intrarea carbonului-14 pe sol (copaci) nu este constantă, dar se schimbă și cu activitatea solară. Acest izotop radioactiv este creat atunci când așa-numita radiație cosmică lovește o moleculă de aer din straturile superioare ale atmosferei terestre.
Câmpul magnetic solar se extinde prin întregul sistem planetar și protejează parțial razele cosmice. Dacă câmpul magnetic fluctuează, se schimbă și producția de C-14. În acest fel, abaterea de vârstă între inelele copacilor și vârsta C-14 este o măsură a activității magnetice și, în cele din urmă, a radiației emise de soare.
Cât de mult influențează soarele în prezent clima? Cert este că Pământul a devenit aproape un grad Celsius mai cald în ultimii 100 de ani. Numai în ultimii 30 de ani, temperaturile au crescut într-o măsură mai mare decât în 1000 de ani. De asemenea, este un fapt faptul că concentrația de dioxid de carbon a crescut cu 30% de la începutul industrializării de la mijlocul secolului al XVIII-lea.
Fluctuațiile periodice ale activității au avut loc pe soare pe parcursul acestei perioade. Și în ultimii 30 sau 40 de ani nu a existat cu siguranță o creștere a luminozității soarelui, ci o ușoară scădere. Aceasta înseamnă că nici soarele nu poate contribui la încălzirea globală. De fapt, creșterea temperaturii în ultimele decenii nu poate fi reprodusă în calculele modelului dacă este luată în considerare doar influența soarelui sau a altor surse naturale (cum ar fi erupțiile vulcanice). Numai atunci când factorii antropici, adică factorii antropici sunt incluși în datele climatice, sunt de acord cu datele de observare și măsurare.
Cercetătorii au ajuns la concluzia că creșterea temperaturilor globale din anii 1970 nu poate fi explicată de soare. Tendința de temperatură observată în ultimele trei decenii este liniară - așa cum ne-am aștepta de la creșterea concentrației de gaze cu efect de seră. Pe scurt: influența oamenilor asupra climei este de multe ori mai mare decât cea a soarelui.
Dimpotrivă, opinia unor oameni de știință conform căreia un declin actual al activității solare va contracara încălzirea globală nu stă la o analiză atentă. Pentru că încălzirea globală este un fapt și progresează. Pe de altă parte, se pare posibil ca soarele să influențeze schimbările climatice pe termen lung. Mărimea exactă și mecanismele exacte de acțiune sunt încă neclare.