El Gran Mínimo Solar Moderno conducirá al enfriamiento terrestre
On octubre 16, 2021 by adminEn este editorial demostraré con la actividad solar proxy-campo magnético recientemente descubierta que el Sol ha entrado en el Gran Mínimo Solar moderno (2020-2053) que conducirá a una reducción significativa del campo magnético solar y de la actividad como durante el mínimo de Maunder conduciendo a una reducción notable de la temperatura terrestre.
El Sol es la principal fuente de energía para todos los planetas del sistema solar. Esta energía llega a la Tierra en forma de radiación solar en diferentes longitudes de onda, denominada irradiancia solar total. Las variaciones de la irradiancia solar conducen al calentamiento de la atmósfera planetaria superior y a complejos procesos de transporte de energía solar hacia la superficie planetaria.
Los signos de la actividad solar se observan en las variaciones cíclicas de 11 años de un número de manchas solares en la superficie solar, utilizando el promedio de los números de manchas solares mensuales como un proxy de la actividad solar durante los últimos 150 años. Los ciclos solares fueron descritos por la acción del mecanismo de la dínamo solar en el interior solar generando cuerdas magnéticas en el fondo de la zona convectiva solar.
Estas cuerdas magnéticas viajan a través del interior solar apareciendo en la superficie solar, o fotosfera, como manchas solares indicando los puntos de pie donde estas cuerdas magnéticas se incrustan en la fotosfera.
El campo magnético de las manchas solares forma un campo toroidal mientras que el campo magnético de fondo solar forma un campo poloidal. La dinamo solar convierte cíclicamente el campo poloidal en toroidal alcanzando su máximo en un máximo del ciclo solar y luego el campo toroidal vuelve al poloidal hacia un mínimo solar. Es evidente que para la misma polaridad principal del campo magnético en las manchas solares en el mismo hemisferio la duración del ciclo solar debería extenderse a 22 años.
A pesar de entender la imagen general de un ciclo solar, fue bastante difícil hacer coincidir los números de manchas solares observados con los modelados a menos que el ciclo esté bien avanzado. Esta dificultad es una clara indicación de que faltan algunos puntos en la definición de la actividad solar por el número de manchas solares, lo que hizo que nuestra atención se dirigiera a la investigación del campo magnético de fondo solar (poloidal) .
Aplicando el Análisis de Componentes Principales (ACP) a los magnetogramas de disco completo de baja resolución capturados en los ciclos 21-23 por el Observatorio Solar Wilcox, descubrimos no uno, sino dos componentes principales de este campo magnético de fondo solar (véase la Figura 1, gráfico superior) asociados a dos ondas magnéticas marcadas con líneas rojas y azules. Los autores derivaron fórmulas matemáticas para estas dos ondas ajustando las componentes principales de los datos de los ciclos 21-23 con las series de funciones periódicas y utilizaron estas fórmulas para predecir estas ondas para los ciclos 24-26. Estas dos ondas se encuentran generadas en diferentes capas del interior solar ganando frecuencias cercanas pero no iguales . La curva resumen de estas dos ondas magnéticas (Figura 1, gráfico inferior) revela la interferencia de estas ondas formando máximos y mínimos de los ciclos solares.
Publicado en línea:
04 de agosto de 2020
Figura 1. Gráfico superior: dos componentes principales (PC) del campo magnético de fondo solar (curvas azul y verde, números arbitrarios) obtenidas para los ciclos 21-23 (datos históricos) y predichas para los ciclos 24-26 utilizando las fórmulas matemáticas derivadas de los datos históricos (a partir de los datos de Zharkova et al. ). El gráfico inferior: La curva resumen derivada de las dos PC anteriores para los datos «históricos» (ciclos 21-23) y predicha para el ciclo solar 24 (2008-2019), ciclo 25 (2020-2031), ciclo 26 (2031-2042) (a partir de los datos de Zharkova et al. ).
Figura 1. Gráfico superior: dos componentes principales (PC) del campo magnético de fondo solar (curvas azul y verde, números arbitrarios) obtenidas para los ciclos 21-23 (datos históricos) y predichas para los ciclos 24-26 utilizando las fórmulas matemáticas derivadas de los datos históricos (a partir de los datos de Zharkova et al. ). El gráfico inferior: La curva resumen derivada de los dos PC anteriores para los datos «históricos» (ciclos 21-23) y predicha para el ciclo solar 24 (2008-2019), el ciclo 25 (2020-2031), el ciclo 26 (2031-2042) (a partir de los datos de Zharkova et al. ).
La curva resumen de dos ondas magnéticas explica muchas características de los ciclos de 11 años, como los dobles máximos en algunos ciclos, o la asimetría de la actividad solar en los hemisferios opuestos durante diferentes ciclos. Zharkova et al. relacionaron la curva resumen del módulo con los números de manchas solares promediados para los ciclos 21-23, como se muestra en la Figura 2 (gráfico superior), y ampliaron esta curva a los ciclos 24-26, como se muestra en la Figura 2 (gráfico inferior). Parece que la amplitud del campo magnético solar resumido que se muestra en la curva resumida se está reduciendo hacia los ciclos 24-25 llegando a ser casi cero en el ciclo 26.
Publicado en línea:
04 de agosto de 2020
Figura 2. Gráfico superior: La curva resumen del módulo (curva negra) obtenida a partir de la curva resumen (Figura 1, gráfico inferior) frente a los números de manchas solares promediados (curva roja) para los datos históricos (ciclos 21-23). Gráfico inferior: La curva resumen del módulo asociada a los números de manchas solares derivados para los ciclos 21-23 (y calculados para los ciclos 24-26 (construidos a partir de los datos obtenidos por Zharkova et al. )).
Figura 2. Gráfico superior: La curva resumen del módulo (curva negra) obtenida a partir de la curva resumen (Figura 1, gráfico inferior) frente a los números de manchas solares promediados (curva roja) para los datos históricos (ciclos 21-23). Gráfico inferior: La curva resumen del módulo asociada a los números de manchas solares derivados para los ciclos 21-23 (y calculados para los ciclos 24-26 (construidos a partir de los datos obtenidos por Zharkova et al. )).
Zharkova et al. sugirieron utilizar la curva resumen como un nuevo proxy de la actividad solar, que utiliza no sólo la amplitud de un ciclo solar sino también su polaridad magnética principal del campo magnético solar.
Publicado en línea:
04 de agosto de 2020
Figura 3. Curva de actividad solar (resumen) restaurada para 1200-3300 d.C. (construida a partir de los datos obtenidos por Zharkova et al. ).
Figura 3. Curva de actividad solar (resumida) restaurada para 1200-3300 d.C. (construida a partir de los datos obtenidos por Zharkova et al. ).
La figura 3 presenta la curva resumida calculada con las fórmulas matemáticas derivadas hacia adelante para 1200 años y hacia atrás 800 años. Esta curva revela la aparición de Grandes Ciclos Solares de 350-400 años causados por la interferencia de dos ondas magnéticas. Estos grandes ciclos están separados por los grandes mínimos solares, o los períodos de muy baja actividad solar . El anterior gran mínimo solar fue el de Maunder (1645-1710), y el otro anterior se denominó mínimo de Wolf (1270-1350). Como se ve en la figura 3 de la predicción de Zharkova et al. , en los próximos 500 años se aproximan dos grandes mínimos solares modernos en el Sol: el moderno en el siglo XXI (2020-2053) y el segundo en el siglo XXIV (2370-2415).
Las propiedades observacionales de las dos ondas magnéticas y su curva resumen se ajustaron estrechamente a las ondas de dínamo dobles generadas por fuentes magnéticas dipolares en dos capas del interior solar: capas internas y externas , mientras que otros tres pares de ondas magnéticas pueden ser producidas por fuentes magnéticas cuádruples, sextuples y óctuples en conjunto con la fuente dipolar que define la apariencia visible de la actividad solar en la superficie.
Actualmente, el Sol ha completado el ciclo solar 24 -el más débil de los últimos 100+ años- y en 2020, ha comenzado el ciclo 25. Durante los periodos de baja actividad solar, como el gran mínimo solar moderno, el Sol suele estar desprovisto de manchas solares. Esto es lo que se observa ahora en el inicio de este mínimo, ya que en 2020 el Sol ha visto, en total, 115 días sin manchas (o el 78%), lo que significa que 2020 está en camino de superar el récord de la era espacial de 281 días sin manchas (o el 77%) observado en 2019. Sin embargo, el inicio del ciclo 25 sigue siendo lento en el disparo de regiones activas y llamaradas, por lo que con cada día/semana/mes extra que pasa, el nulo en la actividad solar se extiende marcando un inicio de gran mínimo solar. ¿Cuáles son las consecuencias para la Tierra de esta disminución de la actividad solar?
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