• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Fyra grafer som tyder på att vi inte kan skylla klimatförändringar på solaktivitet

    Största solfläcken i solcykeln, sett den 18 oktober, 2014. Kredit:NASA

    Det senaste decenniet (2010-2019) var det hetaste någonsin och fem av de 10 varmaste enstaka åren har alla inträffat sedan 2015, enligt rapporter från UK Met Office och World Meteorological Organisation.

    Den nuvarande australiensiska skogsbrandskrisen är också den värsta någonsin har uppstått på grund av en kombination av ökad medeltemperatur (ungefär 1,5°C över långtidsgenomsnittet) och en minskning av nederbörden.

    Men kan vi tillskriva detta något mer naturligt än antropogena effekter? Solaktivitet, till exempel, har tidigare kopplats till temperatur och får ibland skulden för klimatförändringarna. Men vår nya analys ger bevis för varför detta inte är fallet.

    Solen är den dominerande energikällan för jordens klimat, så att kvantifiera vilket inflytande det har haft på globala temperaturer sedan industrialiseringen är mycket viktigt.

    Som alla stjärnor, solen genomgår variationer i solaktivitet, vilket innebär att dess energiproduktion varierar med tiden. Solens synliga yta (som man aldrig ska titta på direkt) kallas fotosfären. När avbildad, det ser ut som en vit skiva som ibland fläckas av uppkomsten av solfläckar.

    Dessa solfläckar är områden med intensiva magnetfält som begränsar gasens rörelse och får den att svalna, får dessa områden att se mörka ut. Dock, samma intensiva magnetiska fält förbinder de synliga solfläckarna på fotosfären med aktiva områden som vi inte kan se. Dessa är områden med gas tusentals kilometer över den synliga ytan som är överhettade till miljontals grader. Sådana aktiva områden avger ljus mycket starkt i ultraviolett och röntgenstrålning.

    Det äldsta och enklaste sättet att approximera solaktiviteten vid en given tidpunkt är att helt enkelt räkna antalet solfläckar som är synliga på fotosfären. Ju fler solfläckar, ju mer solaktivitet, och därav den större totala emissionen av ultraviolett och röntgenstrålar. Dessa utsläpp absorberas till stor del av jordens atmosfär innan de når marken, orsakar uppvärmning (även om vissa studier tyder på att situationen är mer komplicerad).

    Som vår planet, solen har också ett magnetfält som sträcker sig utåt. Solens magnetfält definierar storleken på solsystemet och kan avleda inkommande laddade partikelstrålning från rymden, kallas kosmiska strålar. Dessa kosmiska strålar har kopplats samman med jordens atmosfäriska kemi, sådd molnbildning och extrema åskväder, vilket innebär att de påverkar temperatur och väder.

    Antalet solfläckar stiger och sjunker som en del av en cirka 11-årig solaktivitetscykel. Det finns många solfläckar - och mer associerade utsläpp av UV och röntgenstrålar - vid solmaximum och få eller till och med inga solfläckar vid solminimum.

    Solens magnetfält varierar också i styrka med denna solcykel. Den är svagast vid solminimum och starkast vid solmaximum. När solens magnetfält är svagt, mer kosmisk strålning kan nå jordens atmosfär och påverka klimatet (liksom rymdens strålningsmiljö).

    Grafer som visar temperaturförändringar som funktion av år eller antal solfläckar. Författare tillhandahålls

    Vår nuvarande cykel

    Några av de tidigaste vetenskapliga solfläcksobservationerna gjordes av Galileo Galilei på 1610-talet. Från 1700-talet, sådana observationer blev mer regelbundna. De utgör en av de längsta historiskt kontinuerliga datamängderna inom hela vetenskapen. Den första observerade solcykeln (1755-1766) kallas solcykel 1, nästa solcykel 2, och så vidare. Den senaste är solcykel 24, som officiellt började i december 2008 och som fortfarande pågår. Vi närmar oss snabbt nästa solminimum, vilket förväntas under nästa år eller så.

    Solcykel 24 är ovanligt svag, med ett relativt litet antal solfläckar, jämfört med tidigare cykler. Den sista så svaga var solcykel 14, som började i januari 1902.

    Om solaktiviteten spelade en betydande roll i de senaste förändringarna i globala temperaturer, då borde dessa temperaturer ha varit ungefär desamma eller till och med sjunkit under det senaste decenniet. En tidning från 2012 förutspådde till och med att temperaturen skulle minska med 1,0°C. Det har uppenbarligen inte visat sig vara fallet. Det hetaste decenniet någonsin har sammanfallit med den svagaste solcykeln på över ett sekel.

    Med tanke på denna kombination av faktorer, det är ganska svårt att försvara ståndpunkten att solaktiviteten verkligen är ansvarig för nuvarande klimatförändringar utan en radikal omskakning av förståelsen av solfysik. I graferna nedan har vi försökt korrelera antalet solfläckar med variationer i den globala havsytans temperaturer (tagen från Japan Meteorological Agency), och globala yttemperaturer (tagen från GISTEMP-data).

    De övre panelerna visar den uppvärmande trenden och antalet solfläckar över tiden. Vår analys avslöjar ingen signifikant korrelation mellan solaktivitet, baserat på solfläcksnummer, och atmosfäriska eller havsyttemperaturer under det senaste århundradet. Skillnaden mellan antalet solfläckar och temperaturer är särskilt tydlig i den senaste solcykeln.

    De nedre panelerna visar spridningsdiagram över antalet solfläckar mot temperatur, och återigen syns inget tydligt förhållande. Du kan matematiskt räkna ut hur bra korrelationen är genom att mäta hur nära datapunkterna är en rät linje. I en sådan beräkning, ett värde på 0 antyder att data är slumpmässigt brus och ett värde på 1 representerar en perfekt korrelation. Vi fick värden mellan 0,09 och 0,04, vilket tyder på att variationen till stor del beror på andra faktorer än solaktiviteten.

    När man tittar på globala temperaturer, medelvärdet fungerar som en baslinje och varje observerad skillnad från detta kallas en temperaturanomali. Det är tydligt från de nedre panelerna att en ökning av antalet solfläckar har liten märkbar effekt på den globala temperaturavvikelsen. Om det gjorde det, vi skulle se punkter samlade runt en linje som lutar uppåt till höger i varje plot.

    Dessa observationer av den nuvarande solcykeln gör det mycket svårt att försvara ståndpunkten att solaktiviteten är ytterst ansvarig för världens nuvarande uppvärmningstrend. Istället passar de med argumentet att mänsklig påverkan är ansvarig för en stor del av den senaste tidens ökning av globala temperaturer.

    Medan solen är ansvarig för de övergripande klimatförhållandena på jorden, det har inte funnits tillräckligt med en långvarig skillnad i solaktivitet sedan industrialiseringen för att helt förklara vår nuvarande globala uppvärmningstrend.

    Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com