Modern Grand Solar Minimum levará ao resfriamento terrestre
On Outubro 16, 2021 by adminNeste editorial eu demonstrarei com a atividade solar proxi-magnética recentemente descoberta que o Sol entrou no Grand Solar Minimum moderno (2020-2053) que levará a uma redução significativa do campo magnético solar e da atividade como durante o Maunder minimum levando a uma redução notável da temperatura terrestre.
Sun é a principal fonte de energia para todos os planetas do sistema solar. Esta energia é fornecida à Terra numa forma de radiação solar em diferentes comprimentos de onda, chamada irradiação solar total. Variações da irradiação solar levam ao aquecimento da atmosfera planetária superior e processos complexos de transporte de energia solar para uma superfície planetária.
Os sinais de atividade solar são vistos em variações cíclicas de 11 anos de um número de manchas solares na superfície solar usando números médios mensais de manchas solares como um proxy da atividade solar nos últimos 150 anos. Os ciclos solares foram descritos pela ação do mecanismo do dínamo solar no interior solar gerando cordas magnéticas no fundo da zona solar convectiva.
Estas cordas magnéticas viajam através do interior solar aparecendo na superfície solar, ou fotosfera, como manchas solares indicando os pontos onde essas cordas magnéticas estão embutidas na fotosfera.
O campo magnético das manchas solares forma um campo toroidal enquanto o campo magnético de fundo solar forma um campo poloidal. O dínamo solar converte ciclicamente o campo poloidal em toroidal atingindo seu máximo em um ciclo solar máximo e então o campo toroidal de volta para o poloidal em direção ao mínimo solar. É evidente que para a mesma polaridade principal do campo magnético em manchas solares no mesmo hemisfério o comprimento do ciclo solar deve ser estendido para 22 anos.
Embora se compreenda o quadro geral de um ciclo solar, foi bastante difícil fazer corresponder os números das manchas solares observadas com os números modelados, a menos que o ciclo esteja bem progredido. Esta dificuldade é uma clara indicação de alguns pontos em falta na definição da actividade solar por números de manchas solares que desviaram a nossa atenção para a pesquisa do campo magnético de fundo solar (PCA) .
Aplicando a Análise dos Componentes Principais (PCA) aos magnetogramas de disco completo de baixa resolução capturados nos ciclos 21-23 pelo Observatório Solar Wilcox, descobrimos não um mas dois componentes principais deste campo magnético de fundo solar (ver Figura 1, gráfico superior) associados a duas ondas magnéticas marcadas por linhas vermelhas e azuis. Os autores derivaram fórmulas matemáticas para estas duas ondas encaixando componentes principais a partir dos dados dos ciclos 21-23 com as séries de funções periódicas e utilizaram estas fórmulas para prever estas ondas para os ciclos 24-26. Estas duas ondas são encontradas geradas em diferentes camadas do interior solar, ganhando frequências próximas mas não iguais. A curva sumária destas duas ondas magnéticas (Figura 1, gráfico inferior) revela a interferência destas ondas formando máximos e mínimos de ciclos solares.
Publicado online:
04 Agosto 2020
Figure 1. Gráfico superior: dois componentes principais (PCs) do campo magnético de fundo solar (curvas azul e verde, números arbitrários) obtidos para os ciclos 21-23 (dados históricos) e previstos para os ciclos 24-26 usando as fórmulas matemáticas derivadas dos dados históricos (dos dados de Zharkova et al. ). O gráfico inferior: A curva sumária derivada dos dois PCs acima para os dados “históricos” (ciclos 21-23) e prevista para o ciclo solar 24 (2008-2019), ciclo 25 (2020-2031), ciclo 26 (2031-2042) (a partir dos dados de Zharkova et al. ).
Figure 1. Gráfico superior: dois componentes principais (PCs) do campo magnético de fundo solar (curvas azul e verde, números arbitrários) obtidos para os ciclos 21-23 (dados históricos) e previstos para os ciclos 24-26 usando as fórmulas matemáticas derivadas dos dados históricos (dos dados de Zharkova et al. ). O gráfico inferior: A curva resumida derivada dos dois PCs acima para os dados “históricos” (ciclos 21-23) e prevista para o ciclo solar 24 (2008-2019), ciclo 25 (2020-2031), ciclo 26 (2031-2042) (a partir dos dados de Zharkova et al. ).
A curva resumida de duas ondas magnéticas explica muitas características de ciclos de 11 anos, como máximos duplos em alguns ciclos, ou assimetria da atividade solar nos hemisférios opostos durante diferentes ciclos. Zharkova et al. ligaram a curva sumária do módulo aos números médios das manchas solares para os ciclos 21-23 como mostrado na Figura 2 (gráfico superior) e estenderam esta curva aos ciclos 24-26 como mostrado na Figura 2 (gráfico inferior). Parece que a amplitude do campo magnético solar sumário mostrado na curva sumária está reduzindo para os ciclos 24-25 tornando-se quase zero no ciclo 26.
Publicado online:
04 Agosto 2020
Figure 2. Lote superior: A curva resumida do módulo (curva preta) obtida da curva resumida (Figura 1, gráfico inferior) versus os números médios das manchas solares (curva vermelha) para os dados históricos (ciclos 21-23). Gráfico inferior: A curva de módulo resumida associada aos números de manchas solares derivados dos ciclos 21-23 (e calculados para os ciclos 24-26 (construídos a partir dos dados obtidos por Zharkova et al. )).
Figure 2. Topo da parcela: A curva resumida do módulo (curva preta) obtida da curva resumida (Figura 1, gráfico inferior) versus os números médios das manchas solares (curva vermelha) para os dados históricos (ciclos 21-23). Gráfico inferior: A curva de módulo resumo associada aos números de manchas solares derivados dos ciclos 21-23 (e calculados para os ciclos 24-26 (construídos a partir dos dados obtidos por Zharkova et al. )).
Zharkova et al. sugeriram usar a curva resumo como uma nova proxy da atividade solar, que utiliza não só a amplitude de um ciclo solar, mas também sua polaridade magnética principal do campo magnético solar.
Publicado online:
04 Agosto 2020
Figure 3. Curva de atividade solar (resumo) restaurada para 1200-3300 AD (construída a partir dos dados obtidos por Zharkova et al. ).
Figure 3. Curva de atividade solar (resumo) restaurada para 1200-3300 AD (construída a partir dos dados obtidos por Zharkova et al. ).
Figura 3 apresenta a curva resumida calculada com as fórmulas matemáticas derivadas para frente para 1200 anos e para trás 800 anos. Esta curva revela o aparecimento de Grandes Ciclos Solares de 350-400 anos causados pela interferência de duas ondas magnéticas. Estes grandes ciclos são separados pelos grandes ciclos solares mínimos, ou períodos de muito baixa atividade solar . O mínimo solar anterior era o mínimo Maunder (1645-1710), e o outro antes chamado mínimo Wolf (1270-1350). Como visto na Figura 3 da previsão de Zharkova et al. , nos próximos 500 anos há dois grandes mínimos solares modernos se aproximando no Sol: o moderno no século 21 (2020-2053) e o segundo no século 24 (2370-2415).
As propriedades observacionais das duas ondas magnéticas e a sua curva sumária foram estreitamente encaixadas por ondas dínamo duplas geradas por fontes magnéticas dipolo em duas camadas do interior solar: camadas internas e externas, enquanto outros três pares de ondas magnéticas podem ser produzidos por fontes magnéticas quádruplas, sextuplas e octuplas ao todo com fonte dipolo definindo o aspecto visível da actividade solar na superfície.
Atualmente, o Sol completou o ciclo solar 24 – o ciclo mais fraco dos últimos 100+ anos – e em 2020, iniciou o ciclo 25. Durante os períodos de baixa atividade solar, tais como o mínimo solar moderno, o Sol será muitas vezes desprovido de manchas solares. Isto é o que se observa agora no início deste mínimo, porque em 2020 o Sol viu, no total, 115 dias sem manchas (ou 78%), o que significa que 2020 está no caminho certo para ultrapassar o recorde de 281 dias sem manchas (ou 77%) observado em 2019. Contudo, o início do ciclo 25 ainda é lento na queima das regiões activas e das chamas, por isso, a cada dia/semana/mês extra que passa, o nulo na actividade solar é prolongado marcando um início de grande mínimo solar. Quais são as consequências para a Terra desta diminuição da actividade solar?
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