Cum influențează activitatea Soarelui clima Pământului?

Pe baza studiilor efectuate în ultimele trei secole s-a constatat că activitatea solară influențează climatul planetei noastre și pe noi deopotrivă. Activitatea solară influențează grosimea stratului de ozon, ecosisteme și organismele vii de pe Terra. În ce măsură? Este greu de stabilit cu exactitate, însă este esențial să luăm în considerare câteva aspecte relevante despre activitatea solară și ciclurile solare, înaintea tragerii unor concluzii.

Furtuni solare extreme – precum cea din 1859, iar mai recent din 1989 – arată că acestea pot avea un impact uriaș asupra rețelelor de energie, telecomunicație, monitorizare a climei ce pot avea efecte economice semnificative.

Anul acesta, activitatea solară a fost una notabilă, unde am putut observa apariția mai multor aurore boreale, cea mai notabilă fiind în luna mai.

Cum monitorizăm activitatea solară și de ce ar putea fi important pentru climă?

Principalii indicatori ai activității solare sunt numărul de pete apărute pe suprafața Soarelui, radiația solară și numărul de erupții.

Un ciclu solar este determinat de câmpul magnetic al Soarelui care se inversează o dată la aproximativ 11 ani, ceea ce înseamnă că în acest moment ne aflăm în cel de-al 25- lea ciclu solar.

Ciclul solar actual a debutat în decembrie 2019, după o perioadă de minim solar cu peste 100 zile fără nicio regiune activă.

Ce sunt petele solare?

Acestea sunt regiuni mai întunecate (implicit mai reci) care apar în fotosferă (stratul vizibil al Soarelui) asociate cu o activitate magnetică intensă, notează Cristian Omat pentru Infoclima.

În ciuda unor informații alarmiste, din figura 2 se observă clar că nu ne aflăm deloc în ciclul cel mai abundent în pete solare, numărul acestor fiind relativ moderat față de ciclurile 3, 8 și 19, chiar și alte cicluri mai apropiate de anii noștri.

Iar după cum reiese din predicțiile Space Weather Prediction Center (NOAA), în luna iulie 2025 va avea loc vârful acestui ciclu, atunci când se estimează un număr de 115 (+- 10) pete solare.

Prin urmare, consensul general este că Ciclul 25 va fi unul de intensitate medie și foarte asemănător cu Ciclul 24. Însă față de prognoza de la începutul acestui ciclu s-a constatat că avem o activitate mai intensă cu peste 30%, la aproximativ jumătate din ciclu.

Particulele sunt deviate de câmpul magnetic care reacționează ca un scut

Un alt indicator important al activității solare este cel al emisiei radio, mai exact cel al radiației cu lungimea de undă de 10,7 cm. Acest indicator este strâns corelat cu numărul de pete solare. Fluxul solar este în creștere, ceea ce indică clar că nu am ajuns încă în faza de maxim al activității solare din Ciclul 25.

Radiația solară este mai concret radiația electromagnetica emisă de Soare, care trecând prin atmosfera Pământului, o parte este absorbită încălzind aerul, iar o parte este împrăștiată de aer, vapori de apă, praful din atmosferă (radiația solară difuză), însă cea mai mare parte ajunge la suprafața Pământului (radiația solară directă).

• Cel de-al treilea factor care caracterizează activitatea solară, erupțiile (din cromosferă și coroana solară) generează ejecțiile coronare de masă (CME).
• Acestea sunt nori uriași de plasmă ejectați de Soare împreună cu câmpul magnetic aferent.
• Aceste ejecții coronale de masă pot lovi planeta noastră cu viteze uriașe de până la 2500 km/s perturbând câmpul magnetic terestru.
• Un efect este producerea de aurore polare generate de coliziunea particulelor încărcate energetic (vânt solar), provenite din plasmă emisă de către Soare cu câmpul magnetic al Pământului.

Când acestea ajung în apropierea Pământului, particulele sunt deviate de câmpul magnetic care reacționează ca un scut. Acestea pătrund totuși în atmosfera superioară pe la poli, acolo unde se închid liniile de câmp magnetic. După pătrundere, particulele încărcate din vântul solar interacționează cu atomii și moleculele din atmosfera terestră, eveniment care are loc în partea de jos a termosferei, imediat după Linia Karman (aproximativ 100 km altitudine).

În acea zona se află preponderent atomi de oxigen și azot, iar în funcție și de altitudine se produce emisia de lumina verde (100-300 km) sau roșu (peste 300 km). Această din urmă poate fi uneori vizibilă și de la latitudini mai joase, cazul României, precum în evenimentele recente din noiembrie 2023, mai 2024 și august 2024.

Cea mai violentă furtună solară de când se fac măsurători asupra Soarelui a avut loc între 1-2 septembrie 1859. În urma unor ejecții coronale de masă uriașe ce au ajuns în numai 18 ore pe Pământ, în acea noapte aurorele polare au putut fi observate pe întreg globul, indiferent de latitudinea geografică iar evenimentul a avut un efect devastator asupra sistemelor de telegraf.

Și astfel ne putem pune întrebarea: ce s-ar întâmpla în zilele noastre dacă am asista la o nouă Superfurtună solară?

Dependența noastră de sistemele de comunicații prin satelit și alte sisteme care s-ar putea prăbuși în urma unui eveniment de o astfel de intensitate reprezintă un scenariu deloc de neglijat.

Care ar fi impactul activității solare asupra planetei noastre?

În primul rând aceste aspecte ale vremii spațiale produc efecte nedorite asupra:

• sistemelor de comunicații prin satelit
• sistemelor de poziționare globală
• în alimentarea cu energie electrică
• în comunicațiile radio
• în mișcarea sateliților pe orbitele din jurul Pământului

În urma cercetărilor s-a stabilit că în perioada de maxim a activității solare, atmosfera înaltă a Pământului își dublează temperatura față de perioada de minim. De asemenea, activitatea solară influențează grosimea stratului de ozon, precum și sistemul pluviometric și organismele vii de pe Terra. În prezent, activitatea solară este monitorizată în permanență de o rețea de sateliți și observatoare spațiale dedicate pentru obținerea de alerte în timp real și o acuratețe mai mare a predicțiilor.

La sol există observatoare dedicate geomagnetismului, ionosferei și activității solare. Altă consecințe ale activității solare sunt observate la nivelul magnetosferei și ionosferei, cele mai comune efecte fiind observate asupra comunicațiilor radio pe unde scurte. Prin urmare este deosebit de importantă monitorizarea activității solare pentru obținerea alertelor.

Dar de ce este deosebit de importantă studierea și monitorizarea vremii spațiale? Un răspuns la această întrebare ar fi incidentul din 4 februarie 2022, atunci când la o zi după lansarea pe o orbită intermediară la 210 km altitudine, 38 de sateliți Starlink au fost distruși în urmă unei furtuni geomagnetice cauzată de o ejecție din coroana solară.

Vântul solar generat a interacționat cu câmpul magnetic al Pământului ceea ce a condus la o creștere de 20 – 30% a densității de particule la altitudinea respectivă. Acest incident a arătat clar că prognozele precise ale vremii spațiale și o colaborare mai strânsă între industria aerospațială și cea meteorologică sunt vitale pentru succesul misiunilor.

O întrerupere de nouă ore a sistemului de transport al energiei electrice al Hydro-Quebec (Canada)

Un alt eveniment major care a afectat populația în mod direct a fost furtuna geomagnetică din 13 martie 1989. Severitatea acesteia a generat o întrerupere de nouă ore a sistemului de transport al energiei electrice al Hydro-Quebec (Canada). Aceasta a generat perturbări majore și în rețeaua electrică a Statelor Unite ale Americii.

În urmă acestui eveniment, compania a conceput o serie de strategii de atenuare a efectelor, iar la nivel global au fost create o serie de standarde de protecție ale rețelelor electrice împotriva efectelor furtunilor geomagnetice. Cu toate că vremea spațială poate afecta direct anumite aspecte ale vieții, aceasta nu are o influență imediată asupra climei. Oceanul planetar este un imens acumulator de energie care face că efectele ciclului solar să nu influențeze imediat modificarea climei.

Încălzirea globală nu are o legătură directă cu activitatea actuală a Soarelui, ci mai degrabă este o consecință a unor cicluri solare mai vechi. Este o reacție în lanț, deoarece de-a lungul anilor ghețarii au început să se topească ceea ce a generat modificarea albedo-ului planetei, permafrostul s-a topit și acum vorbim despre emisii de metan în atmosfera, activitatea vulcanică s-a intensificat în ultimii ani, plus mulți alți factori interconectați.

Toți aceștia sunt câțiva dintre factorii principali, dar nu și singurii, care conduc la modificarea temperaturii planetei Pământ. Modelele climatice care încearcă să facă predicții asupra modificărilor climatice sunt foarte complicate și în plus există și unele divergente asupra interpretării datelor istorice.

În prezent există sateliți meteo care pot măsură cu mai multă acuratețe valorile parametrilor atmosferici și oceanici pentru a contribui la perfecționarea modelelor climatice globale.

:

Preview COP 29 | Politicile climatice, dezbătute la Baku: „În solidaritate pentru o lume verde”

Vor fi politicile climatice ale Statelor Unite influențate de alegeri?

RAPORT. „Starea Climei – România 2024” – impactul schimbărilor climatice și măsurile necesare pentru viitor: „Un apel la acțiune”

EVOLUȚIA temperaturilor și a valurilor de căldură în România. „Valori fără precedent în peste 130 de ani de observații”