Слънцето е двигателят на земния климат Max-Planck-Gesellschaft
Въпреки това, звездата, на която живеем, няма влияние върху настоящото покачване на глобалната температура
На земята става все по-топло. Например в периода от 2001 до 2010 г. температурите са били с около 0,2 градуса по Целзий по-високи от предишното десетилетие. Човешкото същество играе решаваща роля тук. Независимо от това, други фактори също влияят на глобалния климат, например геометрията на земната орбита или вулканични изригвания. Но каква роля играе слънцето?
Текст: Helmut Hornung
Слънчев цикъл: Слънцето не винаги грее по един и същи начин. По-скоро тяхната активност варира за период от около единадесет години, през които броят на слънчевите петна също варира. Лявото изображение е от 2001 г. (максимум), дясното от 2009 г. (минимум).
Когато слънцето потъне в морето като червена светеща топка вечер, това може да осигури спокойни и спокойни празнични моменти. И дори по здрач можем да усетим уютната топлина, която слънцето ни даряваше на плажа през деня. Но нашата дневна звезда е всичко друго, но не и безобидна. UV лъчението не само причинява на един или друг небрежен човек сочни слънчеви изгаряния. Самата тя е изключително активна, на нейните пакети с гореща плазма кипи на повърхността, струи газови пръски в космоса и има постоянен вятър от енергийни частици, който от време на време се освежава в буря и представлява опасност за чувствителната електроника на спътниците.
В допълнение към тези ежедневни явления има и по-дългосрочни колебания, на които е изложена мощността на излъчване на звездата. Причината е слънчевото магнитно поле, чиито полеви линии като че ли са "изпечени" в горещия електропроводим газ. Силната турбуленция се извива и усуква плазмените тръби като ластици - които понякога се „разкъсват“ и след това се вихрят през магнитното поле.
Тези дейности водят до явления като тъмни петна или ярки изригвания; Първите са по-хладни региони, а вторите райони с подобни на влакна ярки петна и по-горещи от околностите. Броят на петна или изригвания не винаги е еднакъв, но се променя в рамките на цикъл от около единадесет години. Интензивността на общото слънчево лъчение варира с този период. Средно тези колебания са 0,1 процента. Но вариациите могат да бъдат различни - в зависимост от дължината на вълната, защото слънцето грее в много различни области на спектъра. Гореспоменатото ултравиолетово лъчение, което е особено важно за климата, варира с няколко десетки процента при къси дължини на вълната.
Флуктуираща слънчева радиация: Графиката показва както вариации с единадесетгодишния слънчев цикъл, така и краткосрочни вариации поради отделни групи слънчеви петна и слънчеви изригвания. Средната обща яркост се показва от сивата крива. Различните цветове означават измервания с различни инструменти.
Чрез влагането на енергия в земята, слънцето може директно да повлияе на климата на нашата планета. Атмосферата обаче позволява на радиацията да преминава само в определени дължини на вълните, предимно във видима светлина; останалото се поглъща от молекули. Следователно само част от радиацията достига земната повърхност и може да я нагрее. От своя страна облъчената повърхност излъчва инфрачервена светлина, която след това се задържа от облаци или аерозоли. Този ефект, без който земята би била около 32 градуса по Целзий по-студена, затопля атмосферата. Цялото нещо е подобно на условията в оранжерията.
Тук влиза в действие ултравиолетовото лъчение. Той участва в различни химични реакции - и UV не е само UV! Например, излъчването с дължина на вълната под 240 нанометра (милионни от милиметър) насърчава образуването на озон, докато УВ с по-дълги вълни има разрушителен ефект върху тази молекула. И с радиацията, различни количества енергия се внасят в тропосферата с различни дължини на вълните, най-ниският слой на атмосферата, който се простира на около 15 километра над земята.
Слънцето не само излъчва радиация, но и постоянен поток от електрически заредени частици, слънчевият вятър, споменат по-горе. Ако частиците му проникнат в горните слоеве на земната атмосфера, те избиват електроните от азотни или кислородни атоми, т.е. ги йонизират. Този процес оказва влияние върху атмосферната химия - дали и как той влияе и върху климата, в момента се обсъжда.
За да изследват влиянието на слънцето върху климата, изследователите се вглеждат в миналото. По този начин те се фокусират върху магнитната активност на звездата, от която може да се възстанови силата на лъчението. Тук се прилага, че слънцето в активно време - очевидното доказателство са тогава много петна и изригвания - произвежда по-интензивно излъчване, отколкото по време на "фазите на почивка".
Слънцето направи такова прекъсване на дейността, например, през втората половина на 17 век: между 1645 и 1715 г. неговият „двигател“ сякаш заекваше. През този период, известен като Maunder Minimum, имаше много студени зими в Европа, Северна Америка и Китай. И дори през лятото беше значително по-хладно в някои региони през тази „малка ледена епоха“. По това време той създава картини, които показват, например, фигуристи на лед върху замръзналата Темза.
Човек го прави: Моделите могат да възпроизвеждат данните от наблюдението само ако антропогенните влияния са включени в изчисленията.
Когато разглеждат миналото, учените работят както със стари записи на наблюдения на слънчеви петна (от 1610 г.), така и с метода C-14, който може да се приложи по-специално върху дървото. Тъй като навлизането на въглерод-14 на земята (дърветата) не е постоянно, но също се променя със слънчевата активност. Този радиоактивен изотоп се създава, когато така нареченото космическо лъчение удари молекула въздух в горните слоеве на земната атмосфера.
Слънчевото магнитно поле се простира през цялата планетарна система и частично екранира космическите лъчи. Ако магнитното поле се колебае, производството на C-14 също се променя. По този начин възрастовото отклонение между дървесните пръстени и възрастта C-14 е мярка за магнитната активност и следователно в крайна сметка за излъчването на слънцето.
Колко в момента влияе слънцето върху климата? Това, което е сигурно е, че Земята е станала с градус по Целзий по-топла през последните 100 години. Само през последните 30 години температурите са се повишили в по-голяма степен, отколкото през 1000 години. Факт е също така, че концентрацията на въглероден диоксид се е увеличила с 30 процента от началото на индустриализацията от средата на 18 век.
През този период на слънцето се наблюдават периодични колебания в активността. И през последните 30 или 40 години определено не се наблюдава увеличаване на яркостта на слънцето, а леко намаляване. Това означава, че и слънцето не може да допринесе за глобалното затопляне. Всъщност повишаването на температурата през последните няколко десетилетия не може да бъде възпроизведено в моделни изчисления, ако се вземе предвид само влиянието на слънцето или други естествени източници (като вулканични изригвания). Само когато в климатичните данни се включват антропогенни, т.е. техногенни фактори, те се съгласяват с данните за наблюдение и измерване.
Изследователите стигат до заключението, че покачването на глобалните температури от 70-те години насам не може да се обясни със слънцето. Температурната тенденция, наблюдавана през последните три десетилетия, е линейна - както бихме могли да очакваме от нарастващата концентрация на парникови газове. Накратко: влиянието на хората върху климата е в пъти по-голямо от това на слънцето.
И обратно, мнението на някои учени, че настоящият общ спад на слънчевата активност ще противодейства на глобалното затопляне, не издържа на строг контрол. Защото глобалното затопляне е факт и напредва. От друга страна, изглежда възможно слънцето да повлияе на климатичните промени в дългосрочен план. Все още не са ясни точната степен и точните механизми на действие.