Mróz in sončna aktivnost: vesoljske nitke zemeljskega vremena

Uvod: iskanje povezave v klimatskem kaosu

Vprašanje o vplivu sončne aktivnosti na počasje, posebej o težkih mrznih, je eno najzanimivejših in diskusijnih v sodobni klimatologiji in heliofiziki. Na vsakodnevni ravni je često slišati trditev o povezavi med sončnimi boumi in anomačnimi ohladitvami. Vendar je znanstvena slika mnogo bolj zapletena: neposreden in enoznačni vpliv sončnih izbrušk ali števila Volfa na temperaturo naslednjega dneva je mit. Govorimo o slabih, vendar statistično značilnih korelacijah v dolgoročnih ciklih in prek složenih verig atmosferskih procesov. Iskanje teh povezav je detektivski pričevanje z mnogimi posredniki: magnetosfera, stratosfera, oceančni tokovi.

Sončna aktivnost: ključni indikatorji

Ključnimi indikatorji aktivnosti Sonca so:

Število Volfa (W) — indeks, ki upošteva število sončnih pečat in njihovih skupin. Odraža 11-letni ciklus sončne aktivnosti.

Sončni vetar — tok naloženih črpalcev (predvsem protonov in elektronov), hitrost in gostota katere se spreminjajo.

Ultravioletno (UV) in rentgensko sevanje — drastično narastejo med izbruški.

Galaktični kosmični žarki (GKJ) — visokoenergetične črpalce izven Sončne sisteme. Njihov tok je negativno koreliran s sončno aktivnostjo: v letih maksimuma Sonca njegovo magnetno polje in sončni vetar bolje ekranirajo Zemljo pred GKJ.

Hipotetični mehanizmi vpliva na počasje in klimat

Pravilenog nagreva atmosfere od izbrušk (energija je malomarno primerjano s skupnim tokom sončne radiacije) ni. Znanstveniki razmišljajo o več medosredovanih kanalih:

Vpliv prek spremene skupnega ultravioletnega (UV) toka: V obdobjih visoke sončne aktivnosti se UV sevanje lahko poveča za 6-8%. To vodi do dodatenega segrevanja in spremene cirkulacije v stratosferi (sloj na višini 10-50 km). Stratosferni vetri, vendarle, lahko «projevijo» navzdol, vplivajoč na troposferne valove (npr. arktično količino — AO) in raspored atmosferskega tlaka. Premik AO v negativno fazo povezuje izhod hladnega arktičnega zraka v srednje širine, kar lahko povzroči surove mrzlo v Evropi, Severni Ameriki in Aziji.

Hipoteza o povezavi prek galaktičnih kosmičnih žarkov (GKJ) in oblak (Teorija Svendsenka): To je najbolj sporni, vendar aktivno študirani mehanizem. Danski znanstvenik Henrik Svendsen je predpostavil, da so GKJ, ko dosežejo spodnje sloje atmosfere, središča kondenzacije, ki spreminjajo oblikovanje nizkih oblakov. Več GKJ (v minim Sonca) -> več nizkih oblakov -> več albedo (odražanje sončnega svetlobe) -> ohlajanje na površini. Vendar v znanstvenem skupnostu ni konsenzusa o pomeni tega učinka za klimat, in mnoge raziskave ne najdejo učinkovitih dokazov za močno povezavo.

Vpliv na intenzivnost planetarnih valov in blokirajoče anticyklone: Nekateri dela (npr. ruskega heliofizika J.I. Vitinskega) so kaževala statistično povezavo med sončnimi cikli in posiljevanjem meridionalnih procesov v atmosferi. To lahko povzroči tvorbo ustaljenih blokirajočih anticyklonov zimi, ki «zapirovali» hladen zrak nad kontinenti, kar povzroči trdne mrzlo (npr. anomačna zima 1978-79 v Severni Ameriki).

Kaj kaže statistika in paleoklimatologija?

Analiza instrumentalnih podatkov za zadnjih 100-150 let ne ugotovi enostavne in močne korelacije. Zime v letih sončnih maksimumov in minimov lahko so tudi anomačno toplé.

Medosebniki dokazi: obstajajo raziskave, ki kažejo, da v minim Sončne aktivnosti (npr. v obdobju glavnega minimu Daltona na začetku 19. stoletja, kjer je spremljalo «malo ledeno dobo») nekaj poveča verjetnost ekstremnih zimskih ohladitev v Evraziji. Vendar je to le malo povečanje verjetnosti, ne pa zagotovitev.

Veliki minimum Maundera (1645-1715): Obdobje izjemno nizke sončne aktivnosti (skoraj popolno odsotnost pečatov) se ujema z najhujšo fazo Male ledene dobe v Evropi. To je najbolj učinkovit zgodovinski argument v korist dolgoročnega klimatskega vpliva. Vendar moderne ocene kažejo, da je neposredno zmanjšanje sončne radiacije bilo zelo malo (okoli 0.1%), in verjetno so igrali vlogo tudi drugi faktorji (vulkanske aktivnosti, notranja neizmenljivost klimata).

Začemati moro po sončni izbruški?

Inerencia klimatskega sistema: Glavni «dirigent» sezonskega počasja v srednjih širinah je toplinska inerencia oceanov in stanje snegno-ledinskega pokriva. njihov vpliv je na redove močnejši kot slabih signala Sonca.

Šum atmosferske cirkulacije: Atmosfera je hibridna sistema, v katerem je učinek «babilonske motnice» ogromen. Oddeliť slab signal vpliva Sonca na ozadju močnih notranjih količin (El-Nino, Severoatlantsko količino) je zelo težko.

Časovni lag in nelokalnost: Če obstaja povezava, se manifestira ne takoj, ampak s zamudo od tednov do mesecev in ne lokalno, ampak v spreminjanju globalnih vzorcev cirkulacije.

Zanimivi dejstva in primere

Rekordne mrzlo pri visoki aktivnosti: eden najmočnejših zimskih hladov v Vzhodni Evropi v 20. stoletju se je zgodil v januarju 1940 leta (pod Moskvo pod -40°C), ko Sonce je bilo na višku vzpona do 17. maksimuma. To je jasen primer absenca neposredne obratne povezave.

«Učinek hrbta» nad Rusijo: ruski raziskovalci (G.V. Kuznecov in sred.) so opazili, da se v minim Sončne aktivnosti zimi pogosto tvori ustaljeni anticyklon nad Sibiro, kar lahko zahteva bolj hladno in malo snegovito v srednjih regijah Rusije, vendar bolj toplavo v Evropi.

Poskus CLOUD v CERN-u: mednarodna skupina fizikov v Velikem atomskem reaktorju izvaja poskuse modeliranja vpliva kosmičnih žarkov na oblikovanje aerozolov v atmosferi. Predhodni podatki potrdijo, da lahko GKJ pospešijo oblikovanje črpalc, vendar njihov prispevek v skupno število oblačnih jader kondenzacije, po zadnjih ocenah, ne presega 10-20%.

Sončni cikli in toki rek: bolj čist povezava je sledljiva ne z temperaturo, ampak s hidrološkim ciklom. obstajajo statistično značilne korelacije med 22-letnim ciklom Hayla (dvakratni 11-letni) in ravnemvišino padavin/stoka velikih rek (Volga, Nil), kar lahko posredno vpliva na klimat regije.

Zaključek

Vpliv sončne aktivnosti na težkočrno mrzlo ni preprost termostat, ki ga je mogoče vključiti ali izključiti. To je slab modulator složene klimatske sisteme, vpliv katerega se lahko manifestira le kot malo premik verjetnosti določenih scenarijev atmosferske cirkulacije v dolgoročnih ciklih.

Pravilen naročil Sonca: «Zjutraj bo -30°C» je nemogoče. Vendar v dolgoročni perspektivi (desetletja, stoletja) globoki in dolgi minimi sončne aktivnosti, po vidiku, pospešijo pospešitev meridionalnih procesov in povečajo risiko surovih zimskih napadih arktičnega zraka v določenih regijah, vendar le v kombinaciji z drugimi faktorji. Poskusi uporabe sončnih podatkov za kratkoročno napoved počasja so nepričakovati.

Glavni motorji zimskega počasja ostajajo še vedno stanje Arktike, oceančni količini in naključne, vendar močne notranje količine atmosfere. Tako je povezava «mrzlo — sončna aktivnost» obstaja, vendar je tako tanka in medosredovana, da so njeni sledi treba iskati v zapletenih statističnih modelih in paleoklimatskih arhivih, ne v kalendarih sončnih izbrušk.
© library.rs

Permanent link to this publication: