Solen kan sända ut mindre strålning i mitten av seklet, ge planeten jorden en chans att värma lite långsammare men inte stoppa trenden med klimatförändringar som orsakas av människor.

Nedkylningen skulle vara resultatet av vad forskare kallar ett stort minimum, en periodisk händelse under vilken solens magnetism minskar, solfläckar bildas sällan, och mindre ultraviolett strålning når planetens yta. Forskare tror att händelsen utlöses med oregelbundna intervall av slumpmässiga fluktuationer relaterade till solens magnetfält.

Forskare har använt rekonstruktioner baserade på geologiska och historiska data för att tillskriva en kall period i Europa i mitten av 1600-talet till en sådan händelse, namnet "Maunder Minimum." Temperaturerna var tillräckligt låga för att regelbundet frysa Themsen och frysa Östersjön i en sådan utsträckning att en svensk armé kunde invadera Danmark 1658 till fots genom att marschera över havsisen.

Ett team av forskare ledda av forskningsfysikern Dan Lubin vid Scripps Institution of Oceanography vid University of California San Diego har för första gången skapat en uppskattning av hur mycket svagare solen ska vara när nästa minimum äger rum.

Det finns en välkänd 11-årscykel där solens ultravioletta strålning toppar och minskar som ett resultat av solfläcksaktivitet. Under ett stort minimum, Lubin uppskattar att ultraviolett strålning minskar ytterligare sju procent bortom den lägsta punkten i den cykeln. Hans teams studie, "Ultraviolett flöde minskar under ett stort minimum från IUE kortvågsobservation av solanaloger, "visas i publikationen Astrofysiska tidskriftsbrev och finansierades av delstaten Kalifornien.

"Nu har vi ett riktmärke från vilket vi kan utföra bättre simuleringar av klimatmodeller, ", sa Lubin. "Vi kan därför få en bättre uppfattning om hur förändringar i solens UV-strålning påverkar klimatförändringarna."

Lubin och kollegor David Tytler och Carl Melis från UC San Diegos Center for Astrophysics and Space Sciences kom fram till sin uppskattning av ett stort minimums intensitet genom att granska nästan 20 års data som samlats in av International Ultraviolet Explorer-satellituppdraget. De jämförde strålning från stjärnor som är analoga med solen och identifierade de som upplevde minima.

Den minskade energin från solen sätter igång ett händelseförlopp på jorden som börjar med en uttunning av det stratosfäriska ozonskiktet. Denna uttunning förändrar i sin tur stratosfärens temperaturstruktur, som sedan förändrar dynamiken i den lägre atmosfären, speciellt vind- och vädermönster. Kylningen är inte enhetlig. Medan områden i Europa kyldes under Maunder Minimum, andra områden som Alaska och södra Grönland värmdes på motsvarande sätt.

Lubin och andra forskare förutspår en betydande sannolikhet för ett nära framtida stort minimum eftersom det nedåtgående solfläckmönstret i de senaste solcyklerna liknar uppkörningarna till tidigare stora minimihändelser.

Trots hur mycket Maunder Minimum kan ha påverkat jorden förra gången, Lubin sa att en kommande händelse inte skulle stoppa den nuvarande trenden med planetuppvärmning men kan sakta ner den något. Den kylande effekten av ett stort minimum är bara en bråkdel av den uppvärmningseffekt som orsakas av den ökande koncentrationen av koldioxid i atmosfären. Efter hundratusentals år av CO2-nivåer som aldrig överstiger 300 ppm i luft, koncentrationen av växthusgasen är nu över 400 ppm, fortsätter en uppgång som började med den industriella revolutionen. Andra forskare har använt datormodeller för att uppskatta vad en händelse som liknar ett Maunder Minimum, om det skulle inträffa under kommande decennier, kan betyda för vårt nuvarande klimat, som nu snabbt värms upp.

En sådan studie tittade på klimatkonsekvenserna av ett framtida Maunder Minimum-typ grand solar minimum, förutsatt att en total solinstrålning minskat med 0,25 procent under en 50-årsperiod från 2020 till 2070. Studien fann att efter den initiala minskningen av solstrålningen 2020, globalt genomsnittlig yttemperatur i luften kyls med upp till flera tiondelar av grader Celsius. Vid slutet av det simulerade stora solminimum, dock, uppvärmningen i modellen med det simulerade Maunder Minimum hade nästan kommit ikapp referenssimuleringen. Således, en huvudslutsats av studien är att "ett framtida stort solminimum kan sakta ner men inte stoppa den globala uppvärmningen."