Solaktiviteten och klimatförändringar Henrik Lundstedt Institutet för rymdfysik, avd för solär-terrest fysik (Ideon) i Lund www.irfl.lu.se Nytt Synsätt: Jorden befinner sig inuti solens ständigt aktiva atmosfär och i heliosfären * Solens magnetiska aktivitet varierar med ...154 dagars, 1-2års, 11års, 80-90 års,..perioder * Solens magnetiska aktivitet driver solstrålningens variation * Solens magnetiska aktivitet driver också galaktiska kosmiska strålningens variation * Både sol- och kosmiska strålningen påverkar klimatet:direkt, ozonhalten resp. molnbildning * Kan vi säga något om framtida klimatet?

California

Solens aktivitet: Det hela börjar i solens inre

När solens magnetfält bryter upp genom solytan fås solfläckar

Hur kan solfläcken hålla ihop?

H. Schwabe fann solfläckscykelns 11 års period Hög solaktivitet den 14 juli 2000 Hög solaktivitet den 10 november 2001 R = k(10g + f) Solfläckstalet uppvisar också en längre period på 80-90 år, den sk Gleissberg cykeln. Den kan ses som en amplitudmodulering av Schwabe cykeln.

Ger låg solaktivitet svalt och hög solativitet varmt klimat? Svalt i England och Holland under Lilla istiden. Varmt under medeltiden. Vikingarna bosätter sig på Grönland. Solaktiviteten under 5000 år från C14 mätningar i gamla träd.

Möjlig förklaring till solaktivitetens inverkan på klimatet Totala utstrålningen varierar med 0.1-0.2%, UV strålningen fördubblas (global ozon- halten varierar med 1-2%) och röntgen-strålningens intensitet ökar med en faktor 100 mellan max och solmin. Idag börjar vi förstå hur solstrålningen är relaterad till solens magnetiska aktivitet och fluxtubfysik.

En möjlig förklaring till solens inverkan på klimatet Många solfläckar och hög solaktivitet Kosmiska strålningen minskar Mindre moln bildas Högre temperatur och varmare klimat Solens magnetfältstyrka har ökat med 131% sedan 1901. Moln har 100 ggr större effekt på vädret och klimatet än CO2. Effekten av en fördubbling av CO2, som påstås ske om 100 år, skulle en molnförändring kunna upphäva inom 3.5 år!

Halo koronamassutkastning den 14 juli, 2000 skapade en mycket kraftig ”proton event” Antalet kraftiga proton händelser följer Gleissberg cykeln.Vi hade ett Gleissberg max (1950) och min (1980) och antalet kan öka med en faktor 8! Ett nytt varmt ”Grand Maximum” (1050-1250) har föreslagits (Lean).

Gleissberg cykeln i grupp solfläckstalet

Solvindens växelverkan med jordens magnetosfär ger jordmagnetisk aktivitet och norrsken Norrskensovalen I Stockholm 15-16 juli, 2000 I Italien 15-16 juli, 2000

Högt NAO (”North Atlantic Oscillation Index” = tryckskillnad mellan Azorerna och Island) ger milda vintrar i Europa. Lågt ger det motsatta. NAO ser ut att vara relaterat till solvinden.

Sol- och rymdvädret 4-6 november 2001 AR 9684 producerade en X klass solar flare och var associerad med halo CMEn. Norrsken ses bl.a i centrala California. Mycket snabb halo CME (1620 km/s) lämnar solen 16.20 UT, 4 november. Tredje kraftigaste proton eventen (31 700 pfu) uppmättes 4 november. Mycket kraftig jordmagnetisk storm (Dst= -300nT, Ap=112) uppmättes 6 november. Starka GICs registreras av elkraftbolag.

Solens förändring och framtida klimatet Fortsatt uppvärmning,en Lilla istid eller full istid? Solens koronamagnetfältstyrka har ökat med 131% sedan 1901. Antalet kraftiga proton händelser förväntas också öka. Solens ljusstyrka ökar (fusion) med 1% på 150 miljoner år (2 grader). Att vi går mot ett ”Grand Maximum” har förslagits.

A Sum of 53 Wavelet Power Spectra of SOHO/MDI Mean Field during times of CMEs and not

Daily Wilcox Solar Observatory Mean Field and Wavelet Power Spectra May 16, 1975 - March 13, 2001 Wavelet power spectra of total magnetic flux (NSO/Kitt Peak data) also shows 154-days and 1.3 yrs periodicities (Rybak, 2001)

Workshops in Lund AI Applications in Solar-Terrestrial Physics (1993, 1997)

Satellite anomalies of July 14-16, 2000 event The proton event caused problems for ACE, SOHO, Ørsted, Japanese X-ray satellite, star trackers on board commercial satellites. Proton flux (pfu) > 10 MeV, 24000 pfu (July 15, 12.30 UT). Third largest! Largest 43 000 pfu, (March 24, 1991). Second 40 000 pfu (October 20, 1989). Today IRF-Lund has real-time neural networks forecasts of satellite anomalies one day in advance (ESA project SAAPS). The work has been in collaboration with Swedish satellite operators (ESRANGE).