Hur mycket påverkar solcykelvariationer vårt klimatsystem? Kan stigande jordtemperaturer på grund av antropogena effekter delvis kompenseras av en minskning av solkraften i framtiden? Dessa frågor har varit föremål för klimatforskning under lång tid. Forskare behöver känna till fluktuationerna av solkraft på tidsskalan för den 11-åriga solfläckscykeln så exakt som möjligt för att kunna använda dessa som ingångsparametrar för simuleringar av klimatmodeller. Ett internationellt forskargrupp som leds av GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel och Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) i Granada (Spanien) har nu publicerat en ny dataset, som kommer att användas som grund för alla kommande modellinterkomparisonstudier, och i synnerhet, nästa klimatbedömningsrapport från Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

"För solstrålning, vi har i huvudsak kombinerat två datamängder, en från våra amerikanska kollegor och en från Max Planck Institute for Solar System Research i Göttingen, " förklarar den första författaren Prof. Dr. Katja Matthes från GEOMAR. "I denna nya datamängd, variationen i UV-området är starkare än tidigare. Detta leder till en uppvärmning av stratosfären och ökad ozonproduktion vid maximalt av solens aktivitet."

Forskarna förväntar sig att denna nya solkraft kommer att leda till mer uttalade signaler i stratosfären på höjder mellan 15 och 50 kilometer, som kan påverka ytklimatet genom komplicerade interaktionsmekanismer. Ytterligare innovationer av datamängden är ett nytt referensvärde för den så kallade "solkonstanten, "den totala solinstrålningen, d.v.s. bestrålningsgenomsnittet över alla våglängder. Den nya uppskattningen är med 1, 361 watt per kvadratmeter lägre än tidigare. Dessutom, effekterna av energetiska partiklar beaktas.

Den nya datamängden kommer att användas under de kommande åren som en referens för den sjätte cykeln i ett internationellt koordinerat interjämförelseprojekt av kopplade hav-atmosfärsmodeller. De så kallade CMIP-experimenten (Coupled Model Intercomparison Project) är en viktig kvalitetskontroll för klimatmodeller och ligger till grund för IPCC:s klimatbedömningsrapporter.

Vad förväntar sig forskarna av den nya datamängden? "I vårt framtidsscenario för CMIP6, vi ger en mer sofistikerad uppskattning av den framtida utvecklingen av solaktivitet efter 2015, " förklarar Dr Bernd Funke, medförfattare till studien. "Senast 2070, en minskning av solens medelaktivitet till ett mindre solminimum förväntas. Detta motverkar den antropogena globala uppvärmningssignalen, men kommer inte att ha ett betydande inflytande på utvecklingen av globala genomsnittliga yttemperaturer, " Dr. Funke fortsätter. Men, regionala effekter bör inte vara försumbara. Dessutom, för första gången, en kvantifiering av solinstrålning och partikeleffekter kommer att vara möjlig.

Den nya datamängden är resultatet av en stor, tvärvetenskaplig teaminsats, från solfysiker och energiska partikelexperter till klimatmodellerare. Detta arbete har utförts som en del av ett internationellt projekt inom World Climate Research Programme. Under ledning av Katja Matthes och Bernd Funke, den världsomspännande expertisen på detta ämne kombinerades för att skapa bästa möjliga bedömning av tidigare, nuvarande och framtida solvariabilitet.

"Den nya datamängden kommer att bidra till att ytterligare förbättra vår förståelse av naturlig decadal klimatvariation och att tydligare skilja naturliga från antropogena processer, " avslutar Prof. Matthes.