Introduzione

L’ultimo decennio (2010-2019) è stato il più caldo mai registrato e ben cinque della top 10 degli anni più caldi si sono tutti verificati dal 2015, secondo i rapporti pubblicati dal Met Office del Regno Unito e dall’Organizzazione meteorologica mondiale.

L’attuale crisi degli incendi boschivi in ​​Australia è anche la peggiore mai registrata, avutasi a causa della combinazione dell’aumento della temperatura media (circa 1,5 ° C al di sopra della media a lungo termine) e della contemporanea riduzione delle precipitazioni.

Ma possiamo attribuire questo a qualcosa di più naturale degli effetti antropogenici? L’attività solare, ad esempio, è stata in passato collegata e talvolta accusata dei cambiamenti climatici. Ma la nostra nuova analisi fornisce prove del perché non è così.

Il Sole e le macchie solari

Il sole è la fonte di energia dominante per il clima terrestre, quindi quantificare l’influenza che ha avuto sulle temperature globali, dall’industrializzazione in poi, è molto importante.

Come tutte le stelle, il sole subisce variazioni nella sua attività, il che significa che la sua produzione di energia varia nel tempo. La superficie visibile del sole (che non dovresti mai guardare direttamente) è chiamata fotosfera. Quando viene ripreso, appare come un disco bianco ed a volte presenta delle macchie solari.

Queste macchie solari sono regioni di intensi campi magnetici che limitano il movimento del gas e lo fanno raffreddare, facendo apparire scure queste aree. Tuttavia, questi stessi intensi campi magnetici collegano le macchie solari visibili sulla fotosfera con regioni attive che non possiamo vedere. Queste sono aree di gas che si trovano a migliaia di chilometri sopra la superficie visibile, surriscaldate a milioni di gradi. Tali regioni attive emettono luce in modo molto forte nelle radiazione ultravioletta e raggi X.

Il modo più antico e semplice per approssimare l’attività solare in un dato momento è semplicemente contare il numero di macchie solari che sono visibili sulla fotosfera. Più macchie solari, signfica più attività solare e quindi maggiore emissione globale di raggi ultravioletti e raggi X. Queste emissioni sono in gran parte assorbite dall’atmosfera terrestre prima che raggiungano il suolo, causando il riscaldamento (anche se alcuni studi suggeriscono che la situazione è più complicata).

Come il nostro pianeta, anche il sole ha un campo magnetico che si estende verso l’esterno. Il campo magnetico solare definisce le dimensioni del sistema solare e può deviare dallo spazio le radiazioni di particelle cariche in entrata, chiamate raggi cosmici. Questi raggi cosmici sono stati collegati con la chimica atmosferica della Terrala formazione di nubi e tempeste di fulmini estreme, il che significa che influenzano la temperatura e il tempo.

La più grande macchia solare del ciclo solare, vista il 18 ottobre 2014. NASA

Il numero di macchie solari aumenta e diminuisce come parte di un ciclo di attività solare di circa 11 anni. Ci sono molte macchie solari – e più emissioni associate di raggi UV e raggi X – al massimo solare e poche o addirittura nessuna luce solare al minimo solare.

Il campo magnetico solare varia anche in intensità con questo ciclo solare. È più debole al minimo solare e più forte al massimo solare. Quando il campo magnetico solare è debole, più raggi cosmici possono raggiungere l’atmosfera terrestre e influenzare il clima (così come l’ambiente di radiazione dello spazio).

Il nostro ciclo attuale

Alcune delle prime osservazioni scientifiche sulle macchie solari furono fatte da Galileo Galilei nel 1610. A partire dal 1700, tali osservazioni sono diventate più regolari. Costituiscono storicamente uno dei più lunghi set di dati in tutta la scienza. Il primo ciclo solare osservato (1755-1766) è chiamato ciclo solare 1, il successivo ciclo solare 2 e così via. Il più recente è il ciclo solare 24, iniziato ufficialmente nel dicembre 2008 ed è ancora in corso. Ci stiamo avvicinando rapidamente al prossimo minimo solare, previsto per il prossimo anno.

Il ciclo solare 24 è insolitamente debole, con un numero relativamente basso di macchie solari, rispetto ai cicli precedenti. L’ultimo così debole è stato il ciclo solare 14, iniziato nel gennaio 1902.

Se l’attività solare ha svolto un ruolo significativo nei recenti cambiamenti delle temperature globali, tali temperature avrebbero dovuto rimanere pressoché invariate o addirittura essere diminuite nell’ultimo decennio. Un articolo del 2012 ha anche previsto una riduzione delle temperature di 1,0° C. Ma per fortuna non è questo il caso. Il decennio più caldo mai registrato è coinciso con il ciclo solare più debole da oltre un secolo.

Data questa combinazione di fattori, è piuttosto difficile difendere la posizione secondo cui l’attività solare è effettivamente responsabile dell’attuale cambiamento climatico senza un radicale mutamento della comprensione della fisica solare. Nei grafici seguenti abbiamo tentato di correlare il numero di macchie solari con le variazioni delle temperature globali della superficie del mare (tratte dall’Agenzia meteorologica giapponese ) e le temperature globali della superficie (tratte dai dati GISTEMP ).

Grafici che mostrano i cambiamenti di temperatura in funzione dell’anno o del numero di macchie solari. 

Le immagini superiori mostrano l’andamento del riscaldamento e il numero di macchie solari nel tempo. La nostra analisi non rivela alcuna correlazione significativa tra l’attività solare, basata sul numero di macchie solari e le temperature atmosferiche o della superficie del mare nell’ultimo secolo. La divergenza tra il numero di macchie solari e le temperature è particolarmente evidente nel più recente ciclo solare.

Le immagini inferiori mostrano grafici a dispersione del numero di macchie solari rispetto alla temperatura e di nuovo non è visibile alcuna relazione chiara. Puoi capire matematicamente quanto è buona la correlazione misurando quanto i punti dati sono vicini a una linea retta. In un tale calcolo, un valore di 0 suggerisce che i dati sono rumore casuale e un valore di 1 rappresenta una correlazione perfetta. Abbiamo ottenuto valori compresi tra 0,09 e 0,04, il che suggerisce che la variazione è in gran parte dovuta a fattori diversi dall’attività solare.

Quando si osservano le temperature globali, il valore medio funge da base e qualsiasi differenza osservata da ciò viene chiamata anomalia della temperatura. Dalle immagini inferiori si evince che l’aumento del numero di macchie solari ha un effetto trascurabile sull’anomalia della temperatura globale. In tal caso, vedremmo punti raggruppati attorno a una linea inclinata verso l’alto a destra in ogni trama.

Conclusioni

Queste osservazioni sull’attuale ciclo solare rendono molto difficile difendere la posizione secondo cui l’attività solare è in definitiva responsabile dell’attuale tendenza al riscaldamento del mondo. Invece si adattano all’argomento secondo cui le influenze umane sono responsabili di gran parte del recente aumento delle temperature globali.

Mentre il sole è responsabile delle condizioni climatiche generali sulla Terra, dall’industrializzazione non c’è stata abbastanza differenza a lungo termine, nell’attività solare, per spiegare pienamente la nostra attuale tendenza al riscaldamento globale.

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