Los efectos de la variabilidad solar sobre el clima de la Tierra


Un nuevo informe publicado por el Consejo Nacional de Investigación (NRC), "Los efectos de la variabilidad solar sobre el clima de la Tierra", expone algunas de las formas sorprendentemente complejas que la actividad solar puede hacerse sentir en nuestro planeta.  La luminosidad de nuestro Sol varía un 0,1% a lo largo del ciclo solar de 11 años.  Incluso estas variaciones insignificantes pueden tener un efecto significativo sobre el clima terrestre.  De acuerdo con Greg Kopp, del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado, señaló que si bien las variaciones en la luminosidad sobre el monto del ciclo solar de 11 años a sólo una décima de ...

Un nuevo informe publicado por el Consejo Nacional de Investigación (NRC), “Los efectos de la variabilidad solar sobre el clima de la Tierra”, expone algunas de las formas sorprendentemente complejas que la actividad solar puede hacerse sentir en nuestro planeta.
La luminosidad de nuestro Sol varía un 0,1% a lo largo del ciclo solar de 11 años. Incluso estas variaciones insignificantes pueden tener un efecto significativo sobre el clima terrestre. 
De acuerdo con Greg Kopp, del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado, señaló que mientras las variaciones de luminosidad sobre la cantidad de ciclo solar de 11 años a sólo un décimo de un por ciento (0.1%) de la producción total del sol, una fracción es todavía importante. Incluso típicas variaciones a corto plazo de 0,1% en la radiación incidente superan todas las otras fuentes de energía (como la radiactividad natural en el centro de la tierra) combinados.
La radiación del sol ultravioleta extrema (EUV) picos durante los años alrededor de máximo solar. Esto puede afectar fuertemente a la química y la estructura térmica de la atmósfera superior.

Desde el espacio, las mediciones de la irradiancia solar total (TSI) muestran variaciones de ~ 0,1 por ciento con actividad solar en 11 años y más breves plazos. Estos datos han sido corregidos para las desviaciones de calibración entre los diversos instrumentos utilizados para medir ETI. (Cortesía de Greg Kopp, de la Universidad de Colorado.)
NRC tuvo que reunir a decenas de expertos multidisciplinarios de los campos de la física del plasma, la actividad solar, la química atmosférica y la dinámica de fluidos, la física de partículas energéticas y la historia terrestre, incluso en un mismo taller.
Varios investigadores discuten cómo los cambios en la atmósfera superior se alcancen a la superficie terrestre.
Hay muchas vías de “top-down” por la influencia del sol. Según Charles Jackman del Goddard Space Flight Center, óxidos de nitrógeno (NOx), creado por las partículas energéticas solares y los rayos cósmicos en la estratosfera pueden reducir los niveles de ozono en un pequeño porcentaje.
El ozono absorbe la radiación UV, por lo menos ozono significa que más de los rayos UV del sol podrían llegar a la atmósfera inferior y la superficie de la tierra.
Isaac Held de NOAA describió cómo la pérdida de ozono en la estratosfera podría alterar la dinámica de la atmósfera por debajo de ella . El enfriamiento de la estratosfera polar asociado con la pérdida de ozono aumenta el gradiente de temperatura horizontal cerca de la tropopausa. Esto altera el flujo del momento angular por latitudes remolino. Actividad solar en la atmósfera superior puede, a través de una complicada serie de influencias, empujar una superficial tormenta fuera de curso.
El informe del NRC sugiere que la influencia de la variabilidad solar es más regional que global. La región del Pacífico es uno de los mejores ejemplos.
Gerald Meehl, del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica (NCAR) presenta evidencia convincente de que la variabilidad solar está dejando una huella sobre el cambio climático, sobre todo en el Pacífico. Según el informe, cuando investigadores observan los  datos de temperatura superficial del mar durante los años pico de manchas solares, el Pacífico tropical muestra un patrón similar a La Niña pronunciado, con un enfriamiento de casi 1o C en el Pacífico ecuatorial oriental.
El Pacífico central Ecuatorial es generalmente más frío, se reduce el escurrimiento de los ríos en el Perú y condiciones más secas afectan a los Estados Unidos occidentales.

Promedios compuestos para diciembre-enero-febrero de pico de años solares (Crédito: GA Meehl, Arblaster JM, Matthes K., Sassi F. y H. van Loon / AAAS)
Los científicos también descubrieron signos de aumento en la precipitación en la Zona de Convergencia Intertropical del Pacífico (ZCIT) y la Zona de Convergencia del Pacífico Sur (ZCPS), así como por encima de lo normal a nivel del mar la presión en el norte y en latitudes medias del Pacífico Sur, en correlación con picos en el ciclo de las manchas solares. 
Según Raymond Bradley, de la Universidad de Massachusetts, la precipitación regional parece estar más afectada que la temperatura. Del IPCC y los anteriores informes del NRC concluyeron que la variabilidad solar no es la causa del calentamiento global durante los últimos 50 años.
Los científicos se preguntan si hay algo en el sistema climático del Pacífico que está actuando para amplificar las señales del ciclo solar . Los investigadores cuestionan cómo las fluctuaciones relativamente pequeñas del ciclo solar de 11 años puede producir la magnitud de las señales climáticas observadas en el Pacífico tropical.
Modelos de supercomputadoras del clima muestran que no sólo los “de arriba abajo”, sino también “de abajo arriba” mecanismos que involucran interacciones atmósfera-océano son necesarios para amplificar el forzamiento solar en la superficie del Pacífico.
El Ciclo Solar 24 en curso es el más débil en más de 50 años. Hay evidencias controvertidas de una tendencia de debilitamiento a largo plazo en la fuerza del campo magnético de las manchas solares. 
Matt Penn y William Livingston, del Observatorio Solar Nacional predicen que cuando el Ciclo Solar 25  llegue, los campos magnéticos en el Sol será tan débiles que pocas o ninguna de las manchas solares se formarán.
Líneas independientes de investigación que involucran campos heliosismología y la superficie polares tienden a apoyar su conclusión.

Estas seis imágenes de SDO, elegidos para mostrar una imagen representativa sobre cada seis meses, un seguimiento del aumento del nivel de actividad solar desde la primera misión comenzó a producir imágenes consistentes en mayo de 2010. El periodo de máximo solar se espera en 2013. Las imágenes fueron tomadas en la longitud de onda de 171 Angstrom de luz ultravioleta extrema. (Crédito: SDO)
El disco solar está salpicado por los núcleos oscuros de las manchas solares y salpicado de espuma brillante magnética conocido como fáculas. Planificación de la imagen radiométrica asignará la superficie del Sol y revelará la contribución de cada uno a la luminosidad del sol, especialmente las fáculas.
Unas cámaras termográfica radiométrica, desplegadas en algunos observatorio espacial del futuro, permitiría a los investigadores a desarrollar la comprensión que necesitan para proyectar el enlace de sol-climá en un futuro sin manchas prolongadas.
Las variaciones en el campo magnéticos terrestres y la circulación atmosférica puede afectar a la deposición de radioisótopos mucho más que propia actividad solar. Un mejor registro a largo plazo de la radiación del sol puede ser codificada en las rocas y los sedimentos de la Luna o Marte.
science.nasa.gov,thewatchers,nationalacademies.org,gameehl,nrc,noaa
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