Modern Grand Solar Minimum will lead to terrestrial cooling
On 16 lokakuun, 2021 by adminTässä pääkirjoituksessa osoitan hiljattain löydetyn auringon aktiivisuuden proxy-magneettikentän avulla, että aurinko on siirtynyt moderniin suureen auringon minimiin (2020-2053), joka johtaa auringon magneettikentän ja aktiivisuuden huomattavaan alenemiseen Maunderin minimin tapaan, mikä johtaa huomattavaan lämpötilan alenemiseen maan pinnalla.
Aurinko on aurinkokunnan kaikkien planeettojen pääasiallinen energianlähde. Tämä energia saapuu Maahan auringon säteilynä eri aallonpituuksilla, jota kutsutaan auringon kokonaisirradianssiksi. Auringon irradianssin vaihtelut johtavat planeetan ylemmän ilmakehän lämpenemiseen ja monimutkaisiin aurinkoenergian siirtymisprosesseihin kohti planeetan pintaa.
Auringon aktiivisuuden merkit näkyvät auringon pinnalla olevien auringonpilkkujen lukumäärän syklisinä 11-vuotisvaihteluina, kun käytetään kuukausittaisia auringonpilkkujen lukumäärän keskiarvoja Auringon aktiivisuuden välittäjänä viimeisten 150 vuoden ajalta. Auringon syklejä kuvattiin aurinkodynamomekanismin toiminnalla Auringon sisätiloissa, joka synnyttää magneettisia köysiä Auringon konvektiovyöhykkeen pohjalla.
Nämä magneettiset köydet kulkevat Auringon sisätilojen läpi näyttäytyen Auringon pinnalla eli fotosfäärillä auringonpilkkuina, jotka ilmaisevat jalkautumiskohtia, joissa nämä magneettiset köydet ovat uppoutuneet fotosfäärin sisälle.
Auringonpilkkujen magneettikenttä muodostuu toroidaaliseksi kentäksi, kun taas Auringon tausta-aineena oleva magneettikenttä muodostuu poloidaaliseksi kentäksi. Auringon dynamo muuttaa poloidikentän syklisesti toroidikentäksi saavuttaen maksiminsa auringon syklin maksimissa ja sitten toroidikenttä palaa takaisin poloidikentäksi kohti auringon minimiä. On ilmeistä, että jos magneettikentän johtava polariteetti on sama saman pallonpuoliskon auringonpilkkujen magneettikentässä, aurinkosyklin pituutta pitäisi pidentää 22 vuoteen.
Aurinkosyklin yleiskuvan ymmärtämisestä huolimatta havaittujen auringonpilkkujen lukumäärän sovittaminen mallinnettuihin lukumääriin on ollut melko vaikeaa, ellei sykli ole edennyt pitkälle. Tämä vaikeus on selvä osoitus joistakin puuttuvista kohdista auringon aktiivisuuden määrittelyssä auringonpilkkulukujen avulla, mikä käänsi huomiomme auringon (poloidisen) taustamagneettikentän (SBMF) tutkimiseen.
Soveltamalla pääkomponenttianalyysiä (PCA) Wilcoxin aurinkoobservatorion sykleissä 21-23 ottamiin matalan resoluution koko levyn magnetogrammeihin löysimme tämän auringon taustamagneettikentän pääkomponenttien sijasta kaksi pääkomponenttia (kts. kuvio 1, ylempi kaavio), jotka liittyivät kahteen magneettikentän aaltoon ja jotka on merkitty punaisella ja sinisellä viivalla. Kirjoittajat johtivat näille kahdelle aallolle matemaattiset kaavat, jotka sovittivat pääkomponentit syklien 21-23 tiedoista jaksollisten funktioiden sarjoilla, ja käyttivät näitä kaavoja ennustaakseen nämä aallot sykleille 24-26. Näiden kahden aallon havaittiin syntyvän Auringon sisätilan eri kerroksissa ja saavuttavan läheiset mutta ei yhtäläiset taajuudet. Näiden kahden magneettisen aallon yhteenvetokäyrä (kuva 1, alin kuvaaja) paljastaa näiden aaltojen interferenssin, joka muodostaa auringon syklien maksimit ja minimit.
Verkkojulkaisu:
04.8.2020
Kuvio1. Ylin kuvaaja: Auringon taustamagneettikentän kaksi pääkomponenttia (PC) (siniset ja vihreät käyrät, mielivaltaiset numerot), jotka on saatu sykleille 21-23 (historiallinen aineisto) ja ennustettu sykleille 24-26 käyttäen historiallisesta aineistosta johdettuja matemaattisia kaavoja (Zharkovan ym. aineistosta ). Alin kuvaaja: Yhteenvetokäyrä, joka on johdettu kahdesta edellä esitetystä PC:stä ”historiallisille” tiedoille (syklit 21-23) ja ennustettu auringon sykleille 24 (2008-2019), 25. syklille (2020-2031) ja 26. syklille (2031-2042) (Zharkovan ym. aineistosta).
Kuva 1. Ylin kuvaaja: Auringon taustamagneettikentän kaksi pääkomponenttia (PC) (siniset ja vihreät käyrät, mielivaltaiset numerot), jotka on saatu sykleille 21-23 (historialliset tiedot) ja ennustettu sykleille 24-26 käyttäen historiallisista tiedoista johdettuja matemaattisia kaavoja (Zharkovan ym. aineistosta ). Alin kuvaaja: Yhteenvetokäyrä, joka on johdettu kahdesta edellä esitetystä PC:stä ”historiallisille” tiedoille (syklit 21-23) ja ennustettu auringon sykleille 24 (2008-2019), 25. syklille (2020-2031) ja 26. syklille (2031-2042) (Zharkovan ym. aineistosta).
Kahden magneettisen aallon yhteenvetokäyrä selittää monia 11-vuotisten syklien piirteitä, kuten kaksinkertaiset maksimit joissakin sykleissä tai auringon aktiivisuuden epäsymmetrisyyden eri pallonpuolikkaiden vastakkaisilla pallonpuoliskoilla erilaisissa sykleissä. Zharkova et al. yhdistivät moduulien summakäyrän keskimääräisiin auringonpilkkujen lukumääriin sykleissä 21-23, kuten kuvassa 2 on esitetty (ylempi kuvaaja), ja laajensivat tätä käyrää sykleihin 24-26, kuten kuvassa 2 on esitetty (alempi kuvaaja). Näyttää siltä, että yhteenvetokäyrässä näkyvä auringon magneettikentän amplitudi pienenee syklejä 24-25 kohti ja muuttuu lähes nollaksi syklissä 26.
Published online:
04 August 2020
Kuva 2. Yläjuoni: Yhteenvetokäyrästä (kuva 1, alempi kuvaaja) saatu moduulin summakäyrä (musta käyrä) suhteessa keskimääräisiin auringonpilkkujen lukumääriin (punainen käyrä) historiallisten tietojen osalta (syklit 21-23). Alin kuvaaja: Sykleille 21-23 johdettuihin auringonpilkkulukuihin liittyvä moduulin summakäyrä (ja laskettu sykleille 24-26 (rakennettu Zharkovan ym. saamista tiedoista)).
Kuvio 2. Auringonpilkkuluvut. Ylin kuvaaja: Yhteenvetokäyrästä (kuva 1, alempi kuvaaja) saatu moduulien yhteenvetokäyrä (musta käyrä) suhteessa keskimääräisiin auringonpilkkujen lukumääriin (punainen käyrä) historiallisten tietojen osalta (syklit 21-23). Alin kuvaaja: Sykleille 21-23 johdettuihin auringonpilkkulukuihin liittyvä moduulin summakäyrä (ja laskettu sykleille 24-26 (rakennettu Zharkovan et al. saamista tiedoista )).
Zharkova et al. ehdottivat summakäyrän käyttämistä uutena Auringon aktiivisuuden proxy-arvona, jossa hyödynnetään Auringon syklin amplitudin lisäksi sen johtavaa magneettista polariteettia Auringon magneettikentässä.
Julkaistu verkossa:
04. elokuuta 2020
Kuva 3. Auringon aktiivisuuskäyrä (yhteenvetokäyrä) palautettuna vuosille 1200-3300 jKr. (rakennettu Zharkovan ym. saamista tiedoista).
Kuvio 3. Auringon aktiivisuuskäyrä. Auringon aktiivisuuden (yhteenveto-)käyrä palautettuna vuosille 1200-3300 jKr. (rakennettu Zharkovan ym. saamista tiedoista ).
Kuvassa 3 esitetään johdetuilla matemaattisilla kaavoilla laskettu yhteenvetokäyrä eteenpäin 1200 vuotta ja taaksepäin 800 vuotta. Tämä käyrä paljastaa kahden magneettisen aallon interferenssin aiheuttamien 350-400 vuoden suurten aurinkosyklien esiintymisen. Näiden suurten syklien välissä on suuria auringon minimejä eli hyvin alhaisen auringon aktiivisuuden jaksoja. Edellinen suuri auringon minimi oli Maunderin minimi (1645-1710) ja toinen sitä edeltänyt Wolfin minimi (1270-1350). Kuten Zharkovan ym. ennusteesta kuvasta 3 nähdään, seuraavien 500 vuoden aikana Auringossa lähestyy kaksi nykyaikaista suurta auringon minimiä: nykyaikainen 21. vuosisadalla (2020-2053) ja toinen 24. vuosisadalla (2370-2415).
Kahden magneettisen aallon havainto-ominaisuudet ja niiden yhteenvetokäyrä sopivat hyvin yhteen kaksoisdynamoaaltojen kanssa, joita tuottavat dipolimagneettiset lähteet kahdessa kerroksessa Auringon sisätiloissa: sisemmissä ja ulommissa kerroksissa , kun taas muita kolmea magneettista aaltoparia voivat tuottaa nelinkertaiset, kuusinkertaiset ja kahdeksankertaiset magneettiset lähteet yhteensä dipolilähteen kanssa, jotka määrittelevät Auringon aktiivisuuden näkyvän ulkoasun pinnalla.
Aurinko on tällä hetkellä saanut päätökseen aurinkosyklin 24 – viimeisten yli 100 vuoden heikoimman syklin – ja vuonna 2020 on alkanut sykli 25. Auringon heikon aktiivisuuden kausina, kuten nykyaikaisen suuren auringonminimin aikana, Auringossa ei useinkaan ole auringonpilkkuja. Näin havaitaan nyt tämän minimin alussa, sillä vuonna 2020 Auringossa on nähty yhteensä 115 pilkutonta päivää (eli 78 %), mikä tarkoittaa, että vuosi 2020 on ylittämässä vuonna 2019 havaitun avaruusajan ennätyksen, 281 pilkutonta päivää (eli 77 %). Syklin 25 alku on kuitenkin edelleen hidas aktiivisten alueiden ja purkausten sytyttämisessä, joten jokainen lisäpäivä/viikko/kuukausi, joka kuluu, pidentää auringon aktiivisuuden nollakohtaa, mikä merkitsee suuren auringonminimin alkamista. Mitä seurauksia tästä auringon aktiivisuuden vähenemisestä on maapallolle?
Vastaa