CHE COS'È UN GRANDE MINIMO SOLARE?
Prima di spiegare cos'è un Grand Solar Minimum, dobbiamo prima capire cos'è un ciclo solare.
Prima di spiegare cos'è un Grand Solar Minimum, dobbiamo prima capire cos'è un ciclo solare.
Questa visualizzazione rappresenta il costante cambiamento del campo magnetico del Sole nel corso di quattro anni. Credito video: Scientific Visualization Studio della NASA
Circa ogni 11 anni, il campo magnetico del Sole si ribalta completamente.
Ciò significa che i poli nord e sud del Sole cambiano posto. Quindi occorrono circa altri 11 anni per far tornare indietro i poli nord e sud del Sole. Il ciclo solare influenza l'attività sulla superficie del Sole, come le macchie solari che sono causate dai campi magnetici del Sole. Quando i campi magnetici cambiano, cambia anche la quantità di attività sulla superficie del Sole.
Un modo per tracciare il ciclo solare è contando il numero di macchie solari.
L'inizio di un ciclo solare è un minimo solare, quando il sole ha il minor numero di macchie solari.
Nel tempo, l'attività solare e il numero di macchie solari aumentano.
Alla metà del ciclo solare è il massimo solare o quando il sole ha il maggior numero di macchie solari.
Quando il ciclo termina, ritorna al minimo solare e quindi inizia un nuovo ciclo.
Circa ogni 11 anni, il campo magnetico del Sole si ribalta completamente.
Ciò significa che i poli nord e sud del Sole cambiano posto. Quindi occorrono circa altri 11 anni per far tornare indietro i poli nord e sud del Sole. Il ciclo solare influenza l'attività sulla superficie del Sole, come le macchie solari che sono causate dai campi magnetici del Sole. Quando i campi magnetici cambiano, cambia anche la quantità di attività sulla superficie del Sole.
Un modo per tracciare il ciclo solare è contando il numero di macchie solari.
L'inizio di un ciclo solare è un minimo solare, quando il sole ha il minor numero di macchie solari.
Nel tempo, l'attività solare e il numero di macchie solari aumentano.
Alla metà del ciclo solare è il massimo solare o quando il sole ha il maggior numero di macchie solari.
Quando il ciclo termina, ritorna al minimo solare e quindi inizia un nuovo ciclo.
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| Immagini del sole durante un ciclo solare. Il massimo solare si è verificato nel 2001, mentre il 1996 e il 2006 erano quasi minimi solari. Credito d'immagine: NASA |
Ecco un'immagine assemblata usando le immagini della SDO in Cycle 24:
Un giorno nella vita del nostro sole
Ora che hai il concetto di base di ciò che è un tipico minimo solare e massimo solare in un ciclo solare, discutiamo di grande minimo.
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| Questo grafico mostra il numero di macchie solari viste ogni anno per 400 anni (dal 1600 al 2000). Non c'erano quasi macchie solari durante il minimo di Maunder. Durante il minimo Dalton, c'erano meno macchie solari del normale. Clicca sull'immagine per ingrandirla Immagine gentilmente concessa dalla NASA |
Un Grand Solar Minimum si verifica quando diversi cicli solari mostrano un'attività inferiore alla media per decenni o secoli. I cicli solari si verificano ancora durante questi periodi minimi di grande solare ma hanno un'intensità inferiore al solito. I minimi solari hanno mostrato una certa correlazione con i cambiamenti climatici globali e regionali.
Date storiche
Date approssimative di
Grandi Minimi Solari & Massimi
Grandi Minimi Solari & Massimi
| Evento | Inizio | Fine |
|---|---|---|
Minimo Omerico | 950 aC | 800 aC |
| Periodo caldo Romano | 250 aC | 400 dC |
| Periodo caldo Medievale | 950 | 1040 |
| Minimo di Oort | 1040 | 1080 |
| Massima medievale | 1100 | 1250 |
| Minima Lupo | 1280 | 1350 |
| Minimo Spöre | 1450 | 1550 |
| Minimo di Maunder | 1645 | 1715 |
| Minimo di Dalton | 1790 | 1820 |
| Minimo Glassberg | 1880 | 1914 |
| Massima Moderna | 1914 | 2007 |
Il minimo Omerico è un grande minimo solare che ha avuto luogo tra il 2.800 e il 2.550 anni prima del presente. Sembra in concomitanza con, e sono stati la causa di una fase di cambiamento climatico in quel momento, che ha coinvolto un umido dell'Europa orientale occidentale e più secco. Ciò ha avuto effetti di vasta portata sulla civiltà umana, alcuni dei quali possono essere registrate nella mitologia greca e l'Antico Testamento.
Il Minimo Omerico è una persistente e profondo minimo solare che ha avuto luogo tra il 2.800 e 2.550 anni prima del presente, a partire intorno 830 aC e che assomiglia alla Spörer minima. Questo minimo è talvolta considerato parte di un più minimo solare “Hallstattzeit” tra 705-200 aC, che comprende anche un secondo minimo tra 460 e 260 aC. Il minimo omerico è però anche coinciso con un'escursione geomagnetica denominata “Etrussia-Sterno”, che comportano l'alterazione della risposta al clima minimo omerico.
Il minimo omericoa è stato collegato con una fase di cambiamento climatico, durante il quale gli Stati Uniti occidentali, L'Europa e il Nord Atlantico è diventato più freddo e umido anche se le parti orientali dell'Europa sembrano essere diventate più secce. Questa oscillazione climatica è stata chiamata la “oscillazione climatica omerica”.
Le culture umane sono state sottoposte a quel cambio climatico, che coincide anche con il passaggio dall'età del bronzo all'età del ferro. La ricaduta climatica di questo minimo solare prolungato potrebbe aver avuto un impatto sostanziale sulla società umane in quel momento.
Una varietà di fenomeni sono stati collegati al minimo omerico:
- Sempre più freddo clima, umido e ventoso registrati da Meerfelder Maar in Germania, dove il minimo omerico è stato associato con una transizione di clima permanente. Un clima più umido è stato anche riconosciuto in una palude nei Paesi Bassi.
- Una crescita delle dimensioni dei laghi e l'espansione verso il basso dei boschi di conifere ha avuto luogo nella parte occidentale degli Stati Uniti, al momento del minimo omerico.
- Diminuzione dei livelli del mare sono registrati grazie al minimo omerico.
- Aumento delle precipitazioni nel nord Iberia. Tale aumento di precipitazioni ha avuto luogo a pochi decenni dopo il minimo omerico e una maggiore umidità è stata notata anche dopo altri minimi solari.
- Le temperature della superficie del mare freddo nel bacino di Santa Barbara della California e un intervallo di freddo nel record degli anelli degli alberi a Campito Montain. Il minimo omerico in generale sembra essere associato con un clima freddo in California.
- differenze di pressione atmosferica diminuita tra Islanda e subtropicali, cioè una diminuzione della oscillazione settentrionale.
- Il raffreddamento è anche registrato dall'Asia e sud del mondo.
- Un clima più umido viene registrato per l'Asia centrale.
- Livello del lago nel Mar Caspio è aumentato.
- inondazioni più frequenti e tempeste nelle Alpi.
- Un periodo di siccità nel Mediterraneo orientale e il Mar Morto sembra coincidere con il minimo omerico, anche se i meccanismi di questo non sono chiari.
- Aumento incisione lungo il fiume Soar.
- La crescita di un ghiacciaio sul monte Olimpo in Grecia. mitologia greca e Homer si riferiscono alla presenza di ghiaccio e tempeste sulla montagna, che può anche essere riflessa nel nome di “Olimpo”.
- L'aumento dell'attività delle luci polari alla fine del minimo omerico può spiegare la visione di Ezechiele nell'Antico Testamento.
- Aumento della produzione di carbonio-14 e berillio-10 dai raggi cosmici, registrati in Groenlandia. L'escursione di carbonio-14 è registrato anche altrove e costituisce il più grande picco dal 2000 aC, il superamento del minimo di Maunder.
- Il passaggio all'epoca, dalla Sub-boreale alla Sub-atlantica nella sequenza Blytt-Sernander circa 2.800 anni prima del presente.
Il caldo romano o optimum climatico romano
È una proposta di periodo di tempo insolitamente caldo in Europa e nel Nord Atlantico che correva da circa 250 aC al 400 dC.
Teofrasto (371 - 287 aC) ha scritto che la datazione degli alberi potrebbe crescere in Grecia, se sono stati piantati, ma che non potrebbe impostare frutta lì. Questo è il caso di oggi, il che suggerisce che le temperature estive dell'Egeo meridionale medi e del 4° e 5° secolo aC, erano all'interno di un grado di temperatura moderni. Questo, e altri frammenti letterari dal momento confermano che il clima greco allora era fondamentalmente lo stesso come era intorno all'anno 2000. Prove dendrocronologiche del legno trovato al Partenone mostra la variabilità del clima nel 5° secolo aC che somiglia il modello moderno di variazione.
GLi anelli degli alberi provenienti dall'Italia alla fine del 3° secolo aC indicano un periodo di condizioni miti nella zona al momento in cui Annibale attraversò le Alpi con gli elefanti.
Raffreddamento alla fine del periodo nel sud-ovest della Florida può essere dovuto ad una riduzione della radiazione solare che raggiunge la Terra, che può avere innescato un cambiamento nei modelli di circolazione atmosferica.
La frase “periodo caldo romano” appare in una tesi di dottorato 1995. E 'stato reso popolare da un articolo pubblicato su Nature nel 1999.
Dati Proxy
Polline
Un'analisi di un nucleo di polline della Galizia ad alta risoluzione ha concluso nel 2003 che il periodo caldo romano durò dal 250 aC al 450 dC nel nord-ovest Iberia.
Ghiacciai
Nel 1986 un analisi sui ghiacciai alpini ha concluso che il periodo periodo AD 100-400 era significativamente più caldo rispetto ai periodi immediatamente precedenti e seguito. Gli artefatti recuperati dal ritirata del ghiacciaio Schnidejoch sono state prese come prova per l'età del bronzo, romana e caldo medioevale.
Sedimenti oceanici profondi
Una ricostruzione del 1999 oceaniche attuali modelli, in base alla granularità di sedimenti dell'oceano profondo, ha concluso che c'era un periodo caldo romano, che ha raggiunto il picco intorno al 150 dC.
Gusci di molluschi
L'analisi di isotopi di ossigeno trovati nei gusci di molluschi in un'insenatura islandese nel 2010, ha concluso che l'Islanda ha sperimentato un periodo eccezionalmente caldo dal 230 aC al 40 dC.
Il Periodo caldo medievale (MWP)
Noto anche come Optimum climatico medievale, o anomalia climatica medievale era un periodo di clima caldo nella regione del Nord Atlantico che potrebbe essere stata legata ad altri eventi di riscaldamento in altre regioni durante quel tempo, tra cui la Cina e in altre aree, che dura circa dal 950 al 1250. Altre regioni erano più fredde, come ad esempio il Pacifico tropicale. Temperature medie globali sono state calcolate per essere simili al riscaldamento a inizio-metà del 20° secolo. Possibili cause del periodo caldo medioevale includono una maggiore attività solare, diminuita attività vulcanica, e le modifiche delle correnti oceaniche.
Il periodo è stato seguito da un periodo più fresco nel Nord Atlantico e definito altrove la piccola era glaciale. Alcuni si riferiscono alla manifestazione come la anomalia climatica medioevale, in quanto questo termine sottolinea che gli effetti climatici di diverse temperature erano importanti.
Si pensa che tra il 950 e 1100 circa, è stato il periodo più caldo dell'emisfero settentrionale quanto il periodo caldo romano. E 'stato solo nel 20° e 21° secolo che l'emisfero settentrionale ha sperimentato temperature più calde. Proxy record climatici mostrano che un picco di calore si è verificato in tempi diversi per diverse regioni, a indicare che il Periodo Caldo Medievale non è stato un evento a livello globale uniforme.
La ricerca iniziale
Il Periodo Caldo Medievale (MWP) è generalmente ritenuto che si sono verificati c dal 950-1250, nel corso del Medioevo europeo. Nel 1965 Hubert Lamb, uno dei primi paleoclimatologi, pubblica una ricerca sulla base dei dati di botanica, il documento storico e la la ricerca meteorologia, in combinazione con i record che indicano temperature e piovosità prevalente in Inghilterra intorno al 1200 e intorno al 1600.
Ha proposto, “La prova si è accumulata in molti campi di indagine di punta per un clima particolare caldo in molte parti del mondo, che è durata alcuni secoli intorno al 1000 - 1200, ed è stato seguito da una diminuzione dei livelli di temperatura tra il 1500 e il 1700, la fase di freddo si è verificata dopo l'ultima glaciazione.”Il periodo di riscaldamento è stato conosciuto come il periodo caldo medioevale, e il periodo freddo è stato chiamato Piccola Età Glaciale (LIA). Tuttavia, questo punto di vista è stato interrogato da altri ricercatori; il Rapporto dell'IPCC prima valutazione del 1990 ha discusso il “periodo caldo medioevale intorno al 1000 dC (che non può essere stato globale) e la piccola era glaciale che si è conclusa solo a metà alla fine del XIX secolo.” Il Terzo Rapporto di Valutazione dell'IPCC dal 2001 ha poi sintetizzato la ricerca:
“la prova non supporta periodi globalmente sincroni di freddo anomalo o di calore oltre questo lasso di tempo, ed i termini convenzionali di 'piccola era glaciale' e 'periodo caldo medievale' sembrano avere un'utilità limitata nel descrivere le tendenze nei cambiamenti di temperatura media emisferiche o globali nei secoli passati.”Record di temperatura globali presi da carote di ghiaccio, anelli degli alberi, e depositi lacustri, hanno dimostrato che la Terra potrebbe essere stata un po' più fresco a livello globale (da 0,03°C) rispetto agli inizi e la metà del 20°secolo.
Gli sviluppi paleoclimatologici specifici per la regione, ricostruzioni climatiche dei secoli passati convenzionalmente etichettare più fredde, intervalli come “lia” e il loro intervallo caldo come “MWP.
Altri seguono la convenzione, e quando un evento significativo del clima si trova nelle strutture di tempo “LIA” o “MWP”, si associano i loro eventi al periodo. Alcuni eventi “MWP” sono quindi eventi bagnati o gli eventi freddi piuttosto che eventi rigorosamente caldi, in particolare nel centro Antartide, in cui i modelli climatici opposti alla regione dell'Atlantico settentrionale se ne sono accorti.
Esistono prove in tutto il mondo, spesso molto poche, per cambiamenti delle condizioni climatiche nel corso del tempo. Alcuni degli eventi documentati “periodo caldo” di seguito sono in realtà “periodi secchi” o “periodi umidi”.
A livello globale
Uno studio del 2009 da Michael E. Mann et al. , Esaminando modelli spaziali di temperature superficiali mostrate in ricostruzioni di reperti multi-proxy il periodo caldo medioevale,
“calore che corrisponde o supera quella del passato decennio in alcune regioni, ma che è molto al di sotto di recenti livelli globali”.La loro ricostruzione del modello è caratterizzata da calore su gran parte del Nord Atlantico, la Groenlandia meridionale, l'euroasiatico, e parti del Nord America che sembra sostanzialmente superiore a quello dei tardi decenni del 20°secolo (1961-1990) al basale ed è paragonabile o superiore a quella del passato in alcune regioni. Alcune regioni, come la Eurasia centrale, Russia del Nord, Nord-America e (con meno fiducia) le parti del Sud Atlantico, mostrano freddezza anomala.
Ulteriori analisi della compilazione maggior parte di tutti gli studi che sono stati fatti in Paleoclimatologia in varie zone del mondo sembrano indicare una tendenza globale di riscaldamento, in particolare al Nord ed al sud, ma meno verso l'equatore. Più di recente, uno studio condotto dal consorzio Pagine-2k suggerisce che il riscaldamento non era globalmente sincrono:
“Le nostre ricostruzioni di temperatura regionali mostrano anche poche prove per sincronizzate a livello globale turni multi-decennali che segneranno un ben definito MWP in tutto il mondo e gli intervalli LIA. Invece, i tempi specifici intervalli di picco caldo e freddo varia regionalmente, con variabilità multi-decennale conseguenze specifiche regionali, partenze di temperatura da una tendenza al raffreddamento globale sottostante.”
Nord Atlantico
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| Temperatura ricostruita in Groenlandia centrale. |
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| Le ultime testimonianze scritte dei groenlandesi norvegesi sono da un matrimonio islandese nel 1408, ma in seguito registrato in Islanda, a Hvalsey Chiesa, ora il meglio conservato delle rovine norvegesi. |
Lo studio di Lloyd D. Keigwin del 1996 sui dati relativi al nucleo di una scatola datati al radiocarbonio da sedimenti marini nel Mare del Sargasso ha scoperto che la sua temperatura superficiale del mare era di circa 1°C (1,8°F) più fresca circa 400 anni fa (la Piccola Era Glaciale) e 1700 anni fa e circa 1 ° C più caldo 1000 anni fa (il periodo caldo medievale).
Usando campioni di sedimenti da Puerto Rico, la costa del Golfo e la costa atlantica dalla Florida al New England, Mann et al. (2009) hanno trovato prove coerenti di un picco dell'attività del ciclone tropicale nel Nord Atlantico durante il periodo caldo medievale, seguito da una successiva pausa nell'attività.
Mediante il recupero e l'analisi isotopica dei nuclei marini e dall'esame dei modelli di crescita dei molluschi provenienti dall'Islanda, Patterson et al. Sono stati in grado di ricostruire un record di crescita dei molluschi con una risoluzione decadale dal periodo caldo romano al periodo caldo medievale e alla piccola era glaciale.
Mediante il recupero e l'analisi isotopica dei nuclei marini e dall'esame dei modelli di crescita dei molluschi provenienti dall'Islanda, Patterson et al. Sono stati in grado di ricostruire un record di crescita dei molluschi con una risoluzione decadale dal periodo caldo romano al periodo caldo medievale e alla piccola era glaciale.
Nord America
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| 1690 copia della mappa di Skálholt del 1570, basata su informazioni documentarie sui precedenti siti norreni in America. |
La colonizzazione nordica delle Americhe è stata associata a periodi più caldi. La teoria comune è che i norvegesi hanno approfittato dei mari senza ghiaccio per colonizzare le aree della Groenlandia e altre terre periferiche dell'estremo nord. Tuttavia, uno studio della Columbia University suggerisce che la Groenlandia non è stata colonizzata in climi più caldi, ma in effetti l'effetto di riscaldamento è stato a breve termine. c. Nel 1000 d.C. il clima era sufficientemente caldo perché i Vichinghi potessero recarsi a Terranova e stabilirvi un avamposto di breve durata.
Intorno al 985, i Vichinghi fondarono l'insediamento orientale e l'insediamento occidentale, entrambi vicino all'estremità meridionale della Groenlandia. Nelle prime fasi della colonia, allevavano bovini, ovini e caprini, con circa un quarto della loro dieta a base di pesce. Dopo che il clima divenne più freddo e tempestoso intorno al 1250, la loro dieta si spostò costantemente verso le fonti oceaniche; intorno al 1300, la caccia alle foche forniva oltre i tre quarti del loro cibo.
Nel 1350, vi fu una riduzione della domanda per le loro esportazioni e il commercio con l'Europa diminuì. L'ultimo documento degli insediamenti risale al 1412 e, nei decenni successivi, i rimanenti europei se ne andarono in quello che sembra essere stato un graduale ritiro, causato principalmente da fattori economici come la maggiore disponibilità di fattorie nei paesi scandinavi.
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| L'Anse aux Meadows, Terranova, oggi, con la ricostruzione di un insediamento vichingo. |
La siccità prolungata ha colpito molte parti degli Stati Uniti occidentali e in particolare la California orientale e l'ovest del Grande Bacino. L'Alaska conobbe intervalli di tre volte di calore comparabile: 1–300, 850-1200 e post-1800. La conoscenza del periodo caldo medievale nordamericano è stata utile per datare i periodi di occupazione di alcuni siti di abitazione dei nativi americani, specialmente nelle parti aride degli Stati Uniti occidentali. La revisione di ricerche archeologiche più recenti mostra che, man mano che la ricerca di segni di insoliti cambiamenti culturali si è ampliata, alcuni dei primi schemi (ad esempio, violenza e problemi di salute) sono stati trovati più complicati e variati a livello regionale di quanto si pensasse in precedenza . Altri, come l'interruzione degli insediamenti, il deterioramento degli scambi a lunga distanza e i movimenti della popolazione, sono stati ulteriormente confermati.
Africa
Il clima nell'Africa orientale equatoriale si è alternato, essendo tra più secco di oggi e relativamente umido. Il clima più secco ha avuto luogo durante il periodo caldo medievale (1000-1270).
Antartide
Un nucleo di sedimenti del bacino orientale di Bransfield, nella penisola antartica, conserva eventi climatici della piccola era glaciale e del periodo caldo medievale. Gli autori hanno osservato:
"I registri dell'ultimo olocene identificano chiaramente gli eventi neoglaciali della Piccola era glaciale (LIA) e del periodo caldo medievale (MWP)".
Oceano Pacifico
I coralli nell'Oceano Pacifico tropicale suggeriscono che condizioni relativamente fresche e secche potrebbero essere persistite all'inizio del millennio, coerentemente con una configurazione simile a La Niña dei modelli di oscillazione El Niño-Sud.
Sud America
Il periodo caldo medievale è stato osservato in Cile in un nucleo di sedimenti lacustri di 1500 anni e nella Cordigliera orientale dell'Ecuador.
Una ricostruzione basata su carote di ghiaccio ha scoperto che il periodo caldo medievale poteva essere distinto nel Sud America tropicale da circa 1050 a 1300, seguito, nel XV secolo, dalla Piccola era glaciale. Le temperature di picco non sono aumentate tanto quanto quelle della fine del 20° secolo, che non avevano precedenti nell'area durante il periodo di studio di 1600 anni.
Asia
Adhikari e Kumon (2001), che studiavano i sedimenti nel lago Nakatsuna nel Giappone centrale, trovarono un periodo caldo dal 900 al 1200 che corrispondeva al periodo caldo medievale e tre fasi fresche, due delle quali potrebbero essere legate alla piccola era glaciale. Un'altra ricerca nel nord-est del Giappone mostra che esiste un intervallo caldo e umido, da 750 a 1200 e due intervalli freddi e asciutti, da 1 a 750 e da 1200 a oggi. Ge et al. ha studiato le temperature in Cina negli ultimi 2000 anni e ha riscontrato un'elevata incertezza prima del XVI secolo, ma una buona consistenza negli ultimi 500 anni evidenziata dai due periodi freddi, il 1620- 1710 e il 1800–1860, e il riscaldamento durante il 20° secolo. Hanno anche scoperto che il riscaldamento nel corso dei secoli XI-XIV in alcune regioni potrebbe essere paragonabile in grandezza al riscaldamento degli ultimi decenni del 20° secolo, che non aveva precedenti negli ultimi 500 anni.
Oceania
Esiste un'estrema scarsità di dati provenienti dall'Australia sia per i periodi del Periodo caldo medievale che per la Piccola era glaciale. Tuttavia, prove da terrazze di ghiaia costruite a onde per un lago Eyre permanentemente pieno durante il IX e il X secolo sono coerenti con una configurazione simile a La Niña, ma i dati non sono sufficienti per mostrare come i livelli dei laghi variavano di anno in anno o quale clima le condizioni altrove in Australia erano simili.
Uno studio del 1979 dell'Università di Waikato ha scoperto che:
"le temperature derivavano da un profilo 18O/16O attraverso una stalagmite trovata in una grotta della Nuova Zelanda (40,67°S, 172,43°E) suggeriva che il periodo caldo medievale si fosse verificato tra il C. d.C. 1050 e c. 1400 e dovrebbe essere stato di 0,75°C più caldo dell'attuale periodo di riscaldamento.”
Altre prove in Nuova Zelanda provengono da un record di 1100 anni di anelli sugli alberi.
Il ciclo solare fu scoperto nel 1843 da Samuel Heinrich Schwabe, che dopo 17 anni di osservazioni notò una variazione periodica del numero medio di macchie solari. Rudolf Wolf compilò e studiò queste e altre osservazioni, ricostruendo il ciclo fino al 1745, spingendo infine queste ricostruzioni alle prime osservazioni di macchie solari di Galileo e contemporanei all'inizio del diciassettesimo secolo.
Seguendo lo schema di numerazione di Wolf, il ciclo 1755–1766 è tradizionalmente numerato "1". Wolf ha creato un indice numerico di macchie solari standard, l'indice Wolf, che continua ad essere utilizzato oggi.
Il periodo tra il 1645 e il 1715, un tempo di poche macchie solari, è noto come il minimo di Maunder, dopo Edward Walter Maunder, che ha studiato a fondo questo singolare evento, notato per la prima volta da Gustav Spörer.
Nella seconda metà del diciannovesimo secolo Richard Carrington e Spörer notarono indipendentemente i fenomeni delle macchie solari che si manifestano a diverse latitudini in diverse parti del ciclo.
Le basi fisiche del ciclo furono chiarite da George Ellery Hale e dai suoi collaboratori, che nel 1908 mostrarono che le macchie solari erano fortemente magnetizzate (il primo rilevamento di campi magnetici oltre la Terra). Nel 1919 dimostrarono che la polarità magnetica delle coppie di macchie solari:
Nel 1961 il team di padre e figlio di Harold e Horace Babcock ha stabilito che il ciclo solare è un processo magnetico spazio-temporale dispiegarsi sul Sole nel suo complesso. Essi hanno osservato che la superficie solare è magnetizzato fuori delle macchie, che questo campo magnetico (debole) è di primo ordine un dipolo, e che questo dipolo subisce inversioni di polarità con lo stesso periodo del ciclo solare. di Horace Babcock modello descritto campo magnetico oscillatorio del Sole come avere una periodicità quasi-stazionario di 22 anni. E 'coperto lo scambio di energia tra oscillatorio ingredienti del campo magnetico solare toroidale e poloidale.
Il numero di macchie solari negli ultimi 11.400 anni è stato ricostruito usando la dendroclimatologia a base di carbonio-14. Il livello di attività solare a partire dagli anni '40 è eccezionale: l'ultimo periodo di magnitudo simile si è verificato circa 9000 anni fa (durante il caldo periodo boreale). Il Sole aveva un livello altrettanto alto di attività magnetica solo per il ~ 10% negli ultimi 11.400 anni. Quasi tutti i periodi precedenti di alta attività erano più brevi dell'attuale episodio. I registri fossili indicano che il ciclo solare è rimasto stabile per almeno gli ultimi 700 milioni di anni. Ad esempio, la durata del ciclo durante il Permiano in anticipo è stimata in 10,62 anni e similmente nel Neoproterozoico.
Fino al 2009 si pensava che 28 cicli avessero attraversato i 309 anni tra il 1699 e il 2008, per una durata media di 11,04 anni, ma la ricerca ha quindi dimostrato che il più lungo di questi (1784-1799) sembra essere stato in realtà due cicli, quindi la lunghezza media è solo di circa 10,7 anni. Dall'inizio delle osservazioni sono stati osservati cicli di appena 9 anni e fino a 14 anni, e nel doppio ciclo tra il 1784 e il 1799 uno dei due cicli componenti doveva avere una lunghezza inferiore a 8 anni. Si verificano anche variazioni significative dell'ampiezza.
Lo Spörer Minimum è un ipotizzato intervallo di 90 anni di bassa attività solare, dal 1460 circa al 1550, che è stato identificato e nominato da John A. Eddy in un documento del 1976 pubblicato su Science dal titolo "The Maunder Minimum". Si è verificato prima che le macchie solari fossero state osservate direttamente e fu scoperto invece mediante analisi della percentuale di carbonio-14 negli anelli degli alberi, che è fortemente correlata all'attività solare. Prende il nome dall'astronomo tedesco Gustav Spörer.
L'attività solare viene convenzionalmente espressa sotto forma di conteggi di macchie solari, ma questa misura è affidabile solo per periodi successivi alla registrazione ordinaria delle osservazioni delle macchie solari da parte degli astronomi occidentali. Per i periodi precedenti alle registrazioni delle macchie solari, l'attività solare può essere trovata da metodi proxy, in particolare la produzione di radioisotopi nell'atmosfera terrestre dall'interazione con i raggi cosmici, che sono modulati dall'attività solare. Il metodo del carbonio-14 usato da Spörer per identificare il minimo sfrutta il fatto che l'elevata attività solare è correlata alla bassa produzione di carbonio-14 nell'atmosfera.
Wilfried Schröder ha pubblicato una tabella di aurora boreale osservata durante il minimo di Spörer che mostrava che il ciclo solare era attivo. Miyahara et al. allo stesso modo si è scoperto che il ciclo solare di 11 anni era ancora ben rilevato nel record di carbonio-14 anche durante il minimo. L'ampiezza del ciclo di 11 anni sembra essere stata modulata solo dal 1455 al 1510.
Jiang e Xu esaminano i registri delle macchie solari e gli avvistamenti di aurore dalla Cina durante il periodo e suggeriscono che un minimo dal 1450 al 1560 è specioso. Suggeriscono date per il minimo delle macchie solari da 1400 a 1510.
Minimo Lupo
Il ciclo solare fu scoperto nel 1843 da Samuel Heinrich Schwabe, che dopo 17 anni di osservazioni notò una variazione periodica del numero medio di macchie solari. Rudolf Wolf compilò e studiò queste e altre osservazioni, ricostruendo il ciclo fino al 1745, spingendo infine queste ricostruzioni alle prime osservazioni di macchie solari di Galileo e contemporanei all'inizio del diciassettesimo secolo.
Seguendo lo schema di numerazione di Wolf, il ciclo 1755–1766 è tradizionalmente numerato "1". Wolf ha creato un indice numerico di macchie solari standard, l'indice Wolf, che continua ad essere utilizzato oggi.
Il periodo tra il 1645 e il 1715, un tempo di poche macchie solari, è noto come il minimo di Maunder, dopo Edward Walter Maunder, che ha studiato a fondo questo singolare evento, notato per la prima volta da Gustav Spörer.
Nella seconda metà del diciannovesimo secolo Richard Carrington e Spörer notarono indipendentemente i fenomeni delle macchie solari che si manifestano a diverse latitudini in diverse parti del ciclo.
Le basi fisiche del ciclo furono chiarite da George Ellery Hale e dai suoi collaboratori, che nel 1908 mostrarono che le macchie solari erano fortemente magnetizzate (il primo rilevamento di campi magnetici oltre la Terra). Nel 1919 dimostrarono che la polarità magnetica delle coppie di macchie solari:
- È costante durante l'intero ciclo;
- Si trova di fronte attraverso l'equatore durante l'intero ciclo;
- si inverte da un ciclo all'altro.
Nel 1961 il team di padre e figlio di Harold e Horace Babcock ha stabilito che il ciclo solare è un processo magnetico spazio-temporale dispiegarsi sul Sole nel suo complesso. Essi hanno osservato che la superficie solare è magnetizzato fuori delle macchie, che questo campo magnetico (debole) è di primo ordine un dipolo, e che questo dipolo subisce inversioni di polarità con lo stesso periodo del ciclo solare. di Horace Babcock modello descritto campo magnetico oscillatorio del Sole come avere una periodicità quasi-stazionario di 22 anni. E 'coperto lo scambio di energia tra oscillatorio ingredienti del campo magnetico solare toroidale e poloidale.
Storia del ciclo
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| Ricostruzione di attività solare su 11.400 anni. Periodo di altrettanta elevata attività più di 8.000 anni fa ha segnato. |
Fino al 2009 si pensava che 28 cicli avessero attraversato i 309 anni tra il 1699 e il 2008, per una durata media di 11,04 anni, ma la ricerca ha quindi dimostrato che il più lungo di questi (1784-1799) sembra essere stato in realtà due cicli, quindi la lunghezza media è solo di circa 10,7 anni. Dall'inizio delle osservazioni sono stati osservati cicli di appena 9 anni e fino a 14 anni, e nel doppio ciclo tra il 1784 e il 1799 uno dei due cicli componenti doveva avere una lunghezza inferiore a 8 anni. Si verificano anche variazioni significative dell'ampiezza.
Spörer Minimum
Lo Spörer Minimum è un ipotizzato intervallo di 90 anni di bassa attività solare, dal 1460 circa al 1550, che è stato identificato e nominato da John A. Eddy in un documento del 1976 pubblicato su Science dal titolo "The Maunder Minimum". Si è verificato prima che le macchie solari fossero state osservate direttamente e fu scoperto invece mediante analisi della percentuale di carbonio-14 negli anelli degli alberi, che è fortemente correlata all'attività solare. Prende il nome dall'astronomo tedesco Gustav Spörer.
L'attività solare viene convenzionalmente espressa sotto forma di conteggi di macchie solari, ma questa misura è affidabile solo per periodi successivi alla registrazione ordinaria delle osservazioni delle macchie solari da parte degli astronomi occidentali. Per i periodi precedenti alle registrazioni delle macchie solari, l'attività solare può essere trovata da metodi proxy, in particolare la produzione di radioisotopi nell'atmosfera terrestre dall'interazione con i raggi cosmici, che sono modulati dall'attività solare. Il metodo del carbonio-14 usato da Spörer per identificare il minimo sfrutta il fatto che l'elevata attività solare è correlata alla bassa produzione di carbonio-14 nell'atmosfera.
Wilfried Schröder ha pubblicato una tabella di aurora boreale osservata durante il minimo di Spörer che mostrava che il ciclo solare era attivo. Miyahara et al. allo stesso modo si è scoperto che il ciclo solare di 11 anni era ancora ben rilevato nel record di carbonio-14 anche durante il minimo. L'ampiezza del ciclo di 11 anni sembra essere stata modulata solo dal 1455 al 1510.
Jiang e Xu esaminano i registri delle macchie solari e gli avvistamenti di aurore dalla Cina durante il periodo e suggeriscono che un minimo dal 1450 al 1560 è specioso. Suggeriscono date per il minimo delle macchie solari da 1400 a 1510.
Possibile correlazione con il clima
Come il successivo minimo di Maunder, il minimo di spörer ha coinciso con un periodo in cui il clima della Terra era più freddo rispetto alla media. Questa correlazione è generato ipotesi che la bassa attività solare produce più fredda temperatura media globale, sebbene Jiang e Xu punto che, mentre il periodo 1430-1520 (iniziando leggermente prima che il minimo Spörer) era effettivamente più freddo rispetto alla media in Cina, periodo 1520-1620 (la seconda metà del minimo) era più calda della media.
Un meccanismo specifico con il quale i risultati dell'attività solare nel cambiamento climatico non è stata stabilita, Una teoria è la modifica della Arctic Oscillation / North Atlantic Oscillation causa di un cambiamento della produzione solare.
Minimo di Maunder
Cosa è il minimo di Maunder?
Il minimo solare più famoso di tutti è senza dubbio il minimo di Maunder, che durò da circa 1645 fino al 1720. Prende il nome da Edward Maunder, un astronomo del diciannovesimo secolo che ricostruì minuziosamente le osservazioni europee sulle macchie solari. Il minimo di Maunder è diventato sinonimo della Piccola era glaciale, un periodo di raffreddamento climatico che, secondo alcune definizioni, è durato dal 1300 al 1850 circa, ma ha raggiunto il suo punto più freddo nel diciassettesimo secolo.
Le temperature sono crollate in Europa. La stagione di crescita si è accorciata di oltre un mese, il numero di giorni nevosi è aumentato da pochi a 20-30, il terreno si è bloccato a diversi piedi, i ghiacciai alpini sono avanzati in tutto il mondo, i ghiacciai delle Alpi svizzere hanno invaso le fattorie e sepolti i villaggi, le linee di alberi nelle Alpi caddero, i porti marittimi furono bloccati dal ghiaccio marino che circondò l'Islanda e l'Olanda per circa 20 miglia, i raccolti di uva da vino diminuirono e i raccolti di cereali fallirono, portando a carestie di massa (Fagan, 2007).
Il fiume Tamigi, i canali e i fiumi dei Paesi Bassi si sono gelati durante l'inverno. La popolazione islandese è diminuita di circa la metà. In alcune parti della Cina, le colture a clima caldo coltivate da secoli furono abbandonate. In Nord America, i primi coloni europei hanno vissuto inverni eccezionalmente rigidi.
Il clima durante il minimo di Maunder
Temperature fredde durante il minimo di Maunder
Molte cose possono cambiare la temperatura sulla Terra: un vulcano erutta, avvolgendo la Terra con foschia luminosa che blocca la luce solare e le temperature scendono. Dal 1650 al 1710, le temperature in gran parte dell'emisfero settentrionale sono precipitate quando il Sole è entrato in una fase tranquilla ora chiamata Minimo di Maunder. Durante questo periodo, sulla superficie del Sole apparvero pochissime macchie solari e la luminosità complessiva del Sole diminuì leggermente.
Già nel mezzo di un periodo più freddo della media chiamato la Piccola era glaciale, l'Europa e il Nord America si sono congelati: i ghiacciai alpini si estendono sui terreni agricoli della valle; il ghiaccio marino si insinuò a sud dall'Artico; e i famosi canali nei Paesi Bassi si congelavano regolarmente, un evento raro oggi.
L'impatto del minimo solare è evidente in questa immagine, che mostra la differenza di temperatura tra il 1680, un anno al centro del minimo di Maunder, e il 1780, un anno di normale attività solare, calcolato da un modello generale di circolazione. Blu intenso attraverso il Nord America centrale e orientale e l'Eurasia settentrionale illustra dove il calo di temperatura è stato maggiore. Quasi tutte le altre aree terrestri erano anche più fresche nel 1680, come indicato dalle diverse tonalità di blu. Le poche regioni che sembrano essere state più calde nel 1680 sono l'Alaska e l'Oceano Pacifico orientale (a sinistra), l'Oceano Atlantico del Nord a sud della Groenlandia (a sinistra del centro) e l'Islanda del nord (al centro in alto).
Se l'energia del Sole è diminuita solo leggermente, perché le temperature sono scese così gravemente nell'emisfero settentrionale? Lo scienziato del clima Drew Shindell e i colleghi del Goddard Institute for Space Studies della NASA hanno affrontato la questione combinando i record di temperatura raccolti da anelli di alberi, carote di ghiaccio, coralli e le poche misurazioni registrate nella documentazione storica, con un modello computerizzato avanzato del clima della Terra . Il gruppo prima ha calcolato la quantità di energia proveniente dal Sole durante il minimo di Maunder e ha inserito le informazioni in un modello di circolazione generale. Il modello è una rappresentazione matematica del modo in cui i vari sistemi terrestri - temperature della superficie dell'oceano, diversi strati dell'atmosfera, energia riflessa e assorbita dalla terra e così via - interagiscono per produrre il clima.
Quando il modello iniziò con la diminuzione dell'energia solare e restituì temperature che corrispondevano al record paleoclimatico, Shindell e i suoi colleghi sapevano che il modello stava mostrando come il minimo di Maunder avrebbe potuto causare l'estremo calo delle temperature. Il modello ha mostrato che il calo di temperatura era correlato all'ozono nella stratosfera, lo strato dell'atmosfera che si trova tra 10 e 50 chilometri dalla superficie terrestre. L'ozono viene creato quando la luce ultravioletta ad alta energia del sole interagisce con l'ossigeno. Durante il minimo di Maunder, il sole emetteva una luce ultravioletta meno forte e quindi si formava meno ozono. La diminuzione dell'ozono ha influenzato le onde planetarie, il gigante si muove nel flusso del jet che siamo abituati a vedere sui bollettini meteorologici televisivi.
Il cambiamento delle onde planetarie ha portato l'oscillazione del Nord Atlantico (NAO) - l'equilibrio tra un sistema permanente a bassa pressione vicino alla Groenlandia e un sistema permanente ad alta pressione a sud - in una fase negativa. Quando il NAO è negativo, entrambi i sistemi di pressione sono relativamente deboli. In queste condizioni, le tempeste invernali che attraversano l'Atlantico si dirigono generalmente verso est verso l'Europa, che vede un inverno più rigido. (Quando il NAO è positivo, le tempeste invernali scorrono più a nord, rendendo gli inverni più miti in Europa.) I risultati del modello, mostrati sopra, mostrano che il NAO era in media più negativo durante il minimo di Maunder, e l'Europa rimaneva insolitamente fredda. Questi risultati corrispondono al record paleoclimatico.
Creando un modello in grado di riprodurre le temperature registrate nei record paleoclimatici, Shindell e i colleghi hanno raggiunto una migliore comprensione di come i cambiamenti nella stratosfera influenzano i modelli meteorologici. Con una tale comprensione, gli scienziati sono più preparati a capire quali fattori potrebbero influenzare il clima terrestre in futuro.
Un elenco cronologico degli eventi meteorologici precoci:
Se l'energia del Sole è diminuita solo leggermente, perché le temperature sono scese così gravemente nell'emisfero settentrionale? Lo scienziato del clima Drew Shindell e i colleghi del Goddard Institute for Space Studies della NASA hanno affrontato la questione combinando i record di temperatura raccolti da anelli di alberi, carote di ghiaccio, coralli e le poche misurazioni registrate nella documentazione storica, con un modello computerizzato avanzato del clima della Terra . Il gruppo prima ha calcolato la quantità di energia proveniente dal Sole durante il minimo di Maunder e ha inserito le informazioni in un modello di circolazione generale. Il modello è una rappresentazione matematica del modo in cui i vari sistemi terrestri - temperature della superficie dell'oceano, diversi strati dell'atmosfera, energia riflessa e assorbita dalla terra e così via - interagiscono per produrre il clima.
Quando il modello iniziò con la diminuzione dell'energia solare e restituì temperature che corrispondevano al record paleoclimatico, Shindell e i suoi colleghi sapevano che il modello stava mostrando come il minimo di Maunder avrebbe potuto causare l'estremo calo delle temperature. Il modello ha mostrato che il calo di temperatura era correlato all'ozono nella stratosfera, lo strato dell'atmosfera che si trova tra 10 e 50 chilometri dalla superficie terrestre. L'ozono viene creato quando la luce ultravioletta ad alta energia del sole interagisce con l'ossigeno. Durante il minimo di Maunder, il sole emetteva una luce ultravioletta meno forte e quindi si formava meno ozono. La diminuzione dell'ozono ha influenzato le onde planetarie, il gigante si muove nel flusso del jet che siamo abituati a vedere sui bollettini meteorologici televisivi.
Il cambiamento delle onde planetarie ha portato l'oscillazione del Nord Atlantico (NAO) - l'equilibrio tra un sistema permanente a bassa pressione vicino alla Groenlandia e un sistema permanente ad alta pressione a sud - in una fase negativa. Quando il NAO è negativo, entrambi i sistemi di pressione sono relativamente deboli. In queste condizioni, le tempeste invernali che attraversano l'Atlantico si dirigono generalmente verso est verso l'Europa, che vede un inverno più rigido. (Quando il NAO è positivo, le tempeste invernali scorrono più a nord, rendendo gli inverni più miti in Europa.) I risultati del modello, mostrati sopra, mostrano che il NAO era in media più negativo durante il minimo di Maunder, e l'Europa rimaneva insolitamente fredda. Questi risultati corrispondono al record paleoclimatico.
Creando un modello in grado di riprodurre le temperature registrate nei record paleoclimatici, Shindell e i colleghi hanno raggiunto una migliore comprensione di come i cambiamenti nella stratosfera influenzano i modelli meteorologici. Con una tale comprensione, gli scienziati sono più preparati a capire quali fattori potrebbero influenzare il clima terrestre in futuro.
Un elenco cronologico degli eventi meteorologici precoci:
Fenomeni atmosferici EVENTI In questo periodo:
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Il rigido inverno nel Midwest superiore degli Stati Uniti durante l'ultima piccola era glaciale.
Fare riferimento alle inverni del 1680/1681 - La “Grande Tempesta” che aveva l'intensità di un grande uragano di categoria 2 che ha colpito l'Inghilterra nel novembre 1703.
- Il rigido inverno del 1683/1684, quando il Canale della Manica si bloccò.
- Gli uragani atlantici del 1666, 1680, 1689, 1694, 1715
- Tifoni / Cicloni che hanno colpito
- - Bangladesh nel 1699
- inverni europei gravi di
- 1657/1658, 1669/1670, 1680/1681, 1683/1684, 1691/1692, 1708/1709
- inverni cinesi di
- 1627/1628, 1655, 1691
- Rigidi inverni del Nord America di
-
- 1696, 1697
- Quando il Nilo congelò: 1691/1692.
Minimo di Dalton
Il minimo di Dalton era un periodo di basso numero di macchie solari, che rappresentava una bassa attività solare, dal nome del meteorologo inglese John Dalton, che durava dal 1790 al 1830 o dal 1796 al 1820, corrispondente al periodo dal ciclo solare 4 al ciclo solare 7.
Temperatura
Come il minimo di Maunder e il minimo di Spörer, il minimo di Dalton ha coinciso con un periodo di temperature globali inferiori alla media. Durante quel periodo, ci fu una variazione di temperatura di circa 1 ° C in Germania.
La causa delle temperature inferiori alla media e la loro possibile relazione con il basso numero di macchie solari non sono ben comprese. Articoli recenti hanno suggerito che un aumento del vulcanismo è stato in gran parte responsabile della tendenza al raffreddamento.
Mentre l'anno senza estate, nel 1816, avvenne durante il minimo Dalton, la ragione principale delle fredde temperature di quell'anno fu l'eruzione altamente esplosiva del Monte Tambora del 1815 in Indonesia, che fu una delle due più grandi eruzioni degli ultimi 2000 anni. Bisogna anche considerare che l'aumento del vulcanismo potrebbe essere stato innescato da livelli più bassi di produzione solare poiché esiste un legame debole ma statisticamente significativo tra la diminuzione della produzione solare e un aumento del vulcanismo.
La Storia Durante il Minimo di Dalton
Massimo moderno
Il massimo moderno si riferisce al periodo di attività solare relativamente elevata iniziato con il ciclo solare 15 nel 1914. Ha raggiunto il massimo nel ciclo 19 alla fine degli anni '50 e potrebbe essere terminato con il picco del ciclo 23 nel 2000, come registra il ciclo 24 , nella migliore delle ipotesi, attività solare molto ridotta. Un'altra data di fine proposta per il massimo è il 2007, con la fase di declino del ciclo 23. In ogni caso, la bassa attività solare del ciclo 24 negli anni 2010 ha segnato un nuovo periodo di riduzione dell'attività solare.
Questo periodo massimo è un esempio naturale di variazione solare e uno dei tanti che sono noti dai registri proxy della variabilità solare passata. Il massimo moderno ha raggiunto un doppio picco una volta negli anni '50 e di nuovo negli anni '90.
Fonte GrandSolarMinimum
SOHO Data
DATI E SOFTWARE TRATTATI
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Archivio principale Dati e software per analisi scientifiche da tutti gli strumenti SOHO. |
IMMAGINI E FILMATI IN TEMPO REALE
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Il Sole adesso Immagini e filmati prodotti dalla telemetria SOHO sono quasi in tempo reale utili per trovare l'ultimo stato del Sole. Questi dati hanno una semplice calibrazione, quindi non sono destinati all'analisi scientifica. |
Altri dati quasi in tempo reale
 
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Dati più vicini in tempo reale da SOHO e altre fonti per una rapida occhiata al sole e all'eliosfera. Le pagine situate all'esterno del sito Web SOHO apriranno una nuova finestra. |
Dati di riepilogo
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Una raccolta di dati dagli strumenti SOHO, che fornisce una panoramica delle precedenti osservazioni spesso utilizzate come riferimento per la pianificazione di nuove osservazioni SOHO. |
Dati sinottici e cataloghi di eventi
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Una raccolta di dati e cataloghi di eventi o funzionalità da SOHO e altre fonti. Spesso utilizzato come riferimento per la pianificazione di nuove osservazioni SOHO o, per esaminare osservazioni basate su eventi o caratteristiche. |
Fonte SOHO SOLAR AND HELIOSPHERIC OBSERVATORY
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