Monitoraggio solare

Il comportamento del Sole nei cicli futuri: Ricercatori lanciano un avvertimento

Gli scienziati hanno studiato l'evoluzione del campo magnetico solare e il numero di macchie sulla superficie del Sole. Qual è il clima che si può attendere la Russia e l'Europa nei prossimi 15-20 anni? Si sperimenteranno anomalie climatiche simili a quelle che stiamo vivendo adesso, nei prossimi decenni? Alcune aree sperimenteranno inverni più rigidi, mentre altre avranno estati più calde?

Tutto dipende da quanto il clima sarà influenzato dalle dinamiche del possibile inizio del minimo dell'attività magnetica solare. Il comportamento del Sole nei cicli futuri è il tema principale di una pubblicazione sulla previsione e la spiegazione dei minimi dell'attività solare. Il documento scientifico è stato redatto con il contributo di Elena Popova, dell'Istituto Skobeltsyn di Fisica Nucleare (Lomonosov Moscow State University).

Gli scienziati hanno studiato l'evoluzione del campo magnetico solare e il numero di macchie sulla superficie del Sole. L'ampiezza e la configurazione spaziale del campo magnetico della nostra stella cambiano nel corso degli anni. Ogni 11 anni il numero di macchie solari diminuisce drasticamente. Ogni 90 anni questa riduzione (quando coincide con il ciclo di 11 anni) riduce il numero di macchie di circa la metà. Il Minimo Solare più noto è quello di Maunder, che durò all'incirca dal 1645 al 1715. Durante questo periodo, ci sono state circa 50 macchie solari invece delle solite 40.000 - 50.000.

Nell'immagine sopra i due componenti principali (PC) di SBMF (blu e rosso) ottenuti da curve per i cicli 21-23, e previsti per i cicli 24-26. Le linee tratteggiate mostrano i PG derivati dai dati, e le linee continue rappresentano le curve tracciate dalle formule 2 (blu) e 3 (rosso). La precisione di adattamento delle curve PC in entrambi è migliore del 97%. Il punto A mostra l'ora corrente. Le lunghezze del ciclo (circa 11 anni) sono contrassegnate ai minimi dalle linee verticali. La trama di fondo: Il PC di sintesi è derivato dalle due PC di cui sopra per la serie 'storica' (21-23) e cicli previsti (24-26) di dati. La curva tratteggiata indica PC derivate dai dati e la linea continua, dalle curve solide dal grafico in alto utilizzando le formule 2-3. Le lunghezze del ciclo (circa 11 anni) sono ancora caratterizzate da linee verticali ai minimi del ciclo.

L'analisi della radiazione solare ha mostrato che i suoi alti e bassi coincidono quasi con i massimi e minimi del numero di macchie. Studiando le variazioni nel numero di macchie solari, e analizzando il contenuto di isotopi come il carbonio-14, berillio-10 e altri, in ghiacciai e alberi, i ricercatori hanno concluso che l'attività magnetica solare ha una struttura ciclica.

Un gruppo di scienziati, Valentina Tarasova (Northumbria University, Inghilterra, Space Research Institute, Ucraina), Elena Popova (SINP, MSU), Simon John Pastore (Università di Bradford, Inghilterra) e Sergei Zharkov (Università di Hull, Inghilterra), ha analizzato tre cicli di attività solare dal 1976 al 2009, utilizzando la cosiddetta "analisi delle componenti principali", che consente di rivelare le onde del campo magnetico solare con il più grande contributo nei dati osservativi. Come risultato di un nuovo metodo di analisi, si è constatato che le onde magnetiche del sole sono generate a coppie, e la coppia principale è responsabile dei cambiamenti di Dipolo nel campo, che si osserva quando l'attività solare sta cambiando. Gli scienziati sono riusciti ad ottenere le formule analitiche che descrivono l'evoluzione di entrambe le onde.

Utilizzando empiricamente i dati trovati dalle due onde del campo magnetico, Elena Popova ipotizza che i minimi nell'attività magnetica solare possono essere causati dal processo di battito di queste due onde. Ogni onda è generata a diverse profondità nel Sole e le onde hanno frequenze simili. Come risultato dell'ascesa del campo magnetico sulla superficie, le onde iniziano ad interagire, e questo termina in un battito di ampiezza del campo magnetico risultante. Questo porta ad un calo significativo dell'ampiezza del campo magnetico per diversi decenni.

Il confronto dei risultati del modello è stato effettuato sia con una serie di dati del campo magnetico osservati per i cicli solari 21-23, e con i dati osservati dell'attività solare per oltre 1000 anni. Su questa scala i calcoli del modello di Popova erano molto vicini alle caratteristiche dell'attività magnetica solare.

Evidenziando il periodo indicativo dei battiti (che è di circa un paio di secoli), gli scienziati hanno ricostruito l'attività solare fin dall'antichità (a partire dal 1.200) e previsto l'andamento fino all'anno 3.200. Il grafico mostra che l'attività solare diminuisce drasticamente ogni 350 anni. E l'imminente diminuzione dell'attività solare inizia oggi...

Tutto questo influenzerà il clima sulla terra?

Gli studi hanno dimostrato che negli ultimi 400.000 anni ci sono stati 5 episodi di riscaldamento globale e 4 di Età del Ghiaccio. Che cosa li ha causati? Quanto può l'attività solare influenzare il tempo e il cambiamento climatico? Questa domanda non è ancora risolta, ed essendo estremamente rilevante è una interessante sfida per i vari ricercatori di tutto il mondo. Ci sono una serie di teorie che suggeriscono molti e diversi gradi di influenza dell'attività solare sul tempo e il clima. Oltre all'attività solare, i climatologi offrono altri fattori che possono influenzare la dinamica del sistema climatico terrestre. "Tale sistema è un sistema non lineare molto complesso, e l'ulteriore uso della simulazione numerica e l'analisi paleodata può aiutare nelle indagini", dice Elena Popova. "Se nel prossimo futuro ci sarà un minimo nell'attività solare, ci darà l'opportunità di vedere ciò che accade con le dinamiche del clima, e testare le teorie esistenti circa l'influenza dell'attività solare."

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