Les variacions en la radiació solar (variacions solars) és un terme que caracteritza els canvis en el temps de la radiació actual del Sol, la seva distribució espectral i els fenòmens que acompanyen aquests canvis. Es distingeix entre els components periòdics d'aquests canvis, el principal dels quals és el cicle solar d'onze anys, i els canvis aperiódicos. Dit d'una altra manera, l'energia solar que surt del Sol i arriba a la superfície de la Terra varia periòdicament.
Hi ha components diaris com el cicle d'onze anys de taques solars i aperiódicos. En els últims anys del segle XX, l'activitat solar va ser monitoritzada gràcies a satèl·lits artificials en òrbita. Gràcies a altres indicadors naturals, la història s'ha deduït en segles anteriors. Els climatòlegs estan interessats en comprendre quant, si n'hi ha, les variacions solars afecten el clima a la terra.
Causes de les variacions de la radiació solar
Aquests canvis en la radiació solar es deuen a la quantitat d'energia emesa pel Sol i són detectables gràcies als canvis en la brillantor, les variacions en el vent solar i el camp magnètic. Entre les causes que produeixen aquest fenomen, la més probable ha estat formulada per Horace Welcome Babcock, qui diu que hi ha un vincle entre els fenòmens electrodinàmics del Sol i els fenòmens electromagnètics.
Això podria explicar-se per la diferent rotació de la nostra estrella en diverses latituds: per exemple, la zona equatorial gira cada tres anys més que l'àrea a 50 ° de latitud; Això podria produir una distorsió de les línies del camp magnètic que surten de la superfície i després tornen a entrar formant una espècie de bucle.
Observacions de les primeres variacions cícliques de la radiació solar
Heinrich Schwabe va ser un farmacèutic alemany que tenia l'astronomia com un hobby. Durant 17 anys, Schwabe observava periòdicament el disc solar cada dia i descobrir que es va produir un lleuger augment en el seu nombre durant un període de 4,6 anys a causa d'una mínima presència de taques. Durant aquest temps, la radiació solar arribava a un valor màxim i, posteriorment, continuava amb una disminució durant 6,4 anys fins a arribar a un nou mínim. En total entre els dos mínims van transcórrer 11 anys.
Des que van començar les observacions en 1755, era comú numerar progressivament els cicles a partir d'aquesta data. Ara estem en el cicle 24 que va començar el juny de 2009 i finalitzarà el 2020. Hi ha una estreta relació entre el camp magnètic i el cicle d'activitat.
Polaritat dels cicles solars
George Ellery Hale i Seth Barnes Nicholson eren dos destacats astrònoms nord-americans. Tots dos astrònoms van indicar que la major part del cicle de taques solars en el mateix actiu a l'hemisferi nord del Sol tenen la mateixa polaritat s'inverteix si tenim en compte l'hemisferi sud.
Aquesta disposició seguirà sent compatible durant la durada del cicle, però les polaritats es revertiran quan el següent cicle es faci càrrec; per tant, seria més correcte parlar de cicles de 22 anys perquè es repeteixin condicions similars.
Descobriment dels llargs cicles solars
Gustav Sporer i, presumiblement el Pare Scheiner, van notar que les taques es van formar dins dels 10 ° i 35 ° de latitud; van començar a formar-se al voltant de 35 ° i després, a mesura que avançava el cicle, van migrar cap a latituds més baixes fins que al final del mateix cicle van aparèixer a l'altura de l'equador. Aquests cicles de 11 anys al seu torn varien durant un període de 80 anys formant una espècie de supercicle. També s'han trobat altres períodes més llargs: 200 - 400-600 anys.
Les revistes "Geophisical Research Letters" i "Science" van publicar un informe en què deien que les capes troposfèriques de l'atmosfera de la Terra varien a causa d'una disminució sobtada de la radiació solar ultraviolada i que el cicle solar d'onze anys varia molt més del que ho feia anteriorment.
Diferències entre els cicles de radiació solar
Stanley Solomon, membre de l'equip del Centre Nacional d'Investigació Atmosfèrica (NCAR) a Boulder, Colorado, afirma que els mínims dels cicles solars no són tots iguals, modificant les òrbites dels satèl·lits artificials que giren al voltant de la Terra des de la capa part superior de l'atmosfera, eltermosfera, la seva densitat disminueix.
En períodes de baixa intensitat del flux solar (SF, és a dir, "flux solar"), la termosfera es refreda i la seva variació de densitat sembla ser fins i tot un 30% més alta que el valor mitjà esperat. De 1996 a 2008 hi va haver una disminució en la densitat de la termosfera igual al 31%, on només el 3% sembla ser causat pel diòxid de carboni (un potent gas d'efecte hivernacle). D'això sorgiria que tant les baixes temperatures com les densitats de la termosfera són causades per baixos nivells de radiació ultraviolada.
escalfament global
Fins aproximadament 2009, el grup d'experts més influent creia que les variacions en la radiació solar no exercien un paper decisiu en el canvi climàtic modern. En aquest sentit es creu que el valor mesurat de l'activitat solar actual és molt menys significatiu en comparació amb l'efecte sobre el clima gasos d'efecte hivernacle a l'atmosfera.
En general, les teories que descriuen el canvi climàtic modern causa de variacions en la radiació solar poden atribuir-se a un dels següents tres grups:
- El primer grup parteix de la suposició que els canvis en la lluminositat visible afecten directament el clima. En general, aquesta afirmació es considera improbable a causa de la petita amplitud del canvi de brillantor;
- El següent grup suggereix que l'efecte més significatiu sobre el clima és exercit pels canvis en la part UV de l'espectre. Atès que l'amplitud de les variacions en aquesta part de l'espectre és molt més gran que els canvis espectrals generals mitjana, aquests canvis poden causar un major impacte en el clima;
- El tercer grup es refereix a l'estudi dels efectes secundaris associats amb una disminució de l'activitat solar, en el qual hi ha un augment de la radiació còsmica galàctica, que millora la formació de núvols i afecta el clima.
El 1991, es va trobar una correlació entre el nombre de punts i el canvi de temperatura a l'hemisferi nord sobre la base d'una comparació de dades astronòmiques i meteorològics durant l'interval de temps des de 1861 fins a 1989, després aquests estudis es van confirmar i ampliar durant diversos segles.
No obstant això, després d'eliminar errors en aquestes dades, la confirmació sensacional de la connexió entre l'activitat solar i l'escalfament global modern va ser refutada. Tot i això, aquest gràfic sovint es representa com una relació entre el nivell d'activitat solar i el clima, la qual cosa és incorrecte.
El 2000, es va publicar un article que indica que un augment en l'activitat solar és responsable de la meitat de l'augment de temperatura des de 1900, però no pot explicar l'augment en 0.4 ° C des de 1980. L'augment addicional s'explica per un augment en la concentració de gasos d'efecte hivernacle a l'atmosfera. En el mateix any, es va publicar un treball en el qual es va utilitzar el model climàtic més modern del segle XX, tenint en compte els canvis en l'activitat solar, la influència de les erupcions volcàniques i els factors antropogènics, és a dir, tenint en compte l'augment en la concentració de gasos d'efecte hivernacle i aerosols de sulfat.
També tenim en compte el canvi desigual en la lluminositat del Sol en diferents parts de l'espectre i no considerem l'amplificació de la influència de la radiació còsmica amb activitat solar feble. El resultat d'aquest treball va ser la conclusió que un canvi en l'activitat solar va tenir un paper dominant a principis del segle XX. El treball va determinar que l'efecte hivernacle és responsable de l'escalfament a finals de segle i tindrà un paper cada vegada més gran en el clima del planeta. A més, es destaca la incertesa en el "impacte històricament determinat sobre el clima" o la imatge incompleta de la influència de l'alta capacitat calorífica dels oceans en l'estat actual del clima.
