Archivio mensile:Novembre 2009

Prossimamente su NIA un articolo….

…che farà impallidire tutti coloro che con critiche, minacce ed altro hanno cercato di inquinare il lavoro di New Ice Age…

Ringrazio Agrimensore del lavoro svolto…

la prossima settimana sarà la svolta che in tanti stiamo aspettando sul conteggio delle macchie solari…prego il Dr. Stefano Di Battista di essere collegato e dire la sua…

Il L&N’s count avrà sempre più importanza nella scienza del conteggio delle macchie solari…

Un ringraziamento particolare a Luca Nitopi e Geoff Sharp

Soon su NIA…

Continua la quiete solare!

Con oggi i giorni spotless di fila sono 5, e non si intravvedono regioni degne di nota nè nel lato visibile nè in quello Behind:

Si riaffaccia la possibilità che anche novembre possa chiudere sotto i 5 per il Sidc, per quanto mi concerne davvero inaspettata questa mini (per ora) pausa solare!

Inoltre sempre per il sidc con oggi siamo a 250 giorni spotless totali nel corso del 2009, a meno 15 dal raggiungimento dei 265 giorni senza macchie del 2008:

http://daltonsminima.wordpress.com/dati-sole-in-diretta/

Lasciatemi dire che io non mi aspetto niente di importante per il proseguo di questa serie spotless, rimango convinto che il sole si sia riacceso anche se in modo molto blando, ma in generale nessuna illusione da parte mia che la serie possa continuare e divenire qualcosa di eclatante!

Certo, dovesse risuperare i 10 giorni spotless ancora una volta o addirittura i 20, come già scrissi giorni fa, il sottoscritto rimarrebbe sempre più sorpreso!

Non ci resta che viverla giorno per giorno…ed attaccarci al nostro talismano Apuano 70

Stay tuned, Simon

Come funzionano i modelli climatici ? (prima parte)

Riporto in questo articolo un lavoro del dottor Roy Spencer sui modelli climatici che gli scienziati utilizzano per fare le loro previsioni sul clima. L’argomento mi sembra interessante perché viene esaltata incondizionatamente, almeno dai media, la loro validità quando in realtà presentano non pochi limiti.

Un modello climatico è sostanzialmente un programma per computer (o meglio un supercomputer, vista la mole di calcoli da eseguire) costituito per la maggior parte da equazioni matematiche. Queste descrivono quantitativamente come, la temperatura atmosferica, la pressione, la velocità e la direzione dei venti, la concentrazione del vapore acqueo, le nuvole, le precipitazioni, rispondono al riscaldamento solare della superficie e dell’atmosfera terrestre. Naturalmente in queste vengono incluse anche le equazioni che descrivono gli effetti “serra” di alcuni elementi dell’atmosfera (soprattutto vapore acqueo, anidride carbonica e metano). La superficie sferica della Terra viene suddivisa in tante griglie (vedi l’immagine sotto) e in ognuna di queste viene fatto partire questo programma.

1fonte: http://www.drroyspencer.com/wp-content/uploads/climate-model-1.jpg

Esistono poi modelli climatici, detti “accoppiati”, dove compaiono le equazioni che descrivono tridimensionale la circolazione oceanica, il trasporto dell’energia solare assorbita intorno alla Terra, e gli scambi di calore e di umidità con l’atmosfera. Nei moderni modelli accoppiati compaiono anche equazioni che descrivono l’influenza della vegetazione, del suolo, della neve o del ghiaccio sullo scambio termico con l’atmosfera. L’immagine mostra la temperatura della superficie del mare, la direzione dei venti in superficie e la distribuzione dei ghiacci ottenuta da un modello del NCAR (National Center for Atmospheric of Research).

1Fonte: http://www.drroyspencer.com/wp-content/uploads/climate-model-2.jpg

Se volete vedere come un modello di simulazione del clima evolva nel tempo, un suggestivo video del NCAR lo trovate al seguente link: http://www.youtube.com/watch?v=tbXwRP0CQNA

L’importanza del bilancio energetico nei modelli climatici

I modelli climatici sono solitamente utilizzati per studiare come il clima della Terra potrebbe rispondere a piccole modifiche di due flussi energetici: quello solare in entrata e quello emesso dalla Terra in uscita sotto forma di radiazione infrarossa. Proprio quest’ultimo è influenzato dall’aggiunta di gas serra che riducono la capacità dell’atmosfera terrestre di liberare energia verso lo spazio (riscaldamento antropico). È l’equilibrio tra i due flussi di energia radiante che determina la temperatura media a lungo termine del clima. Se sono in equilibrio allora la temperatura media si mantiene costante, altrimenti si osserva un cambiamento. E’ semplicemente una questione di bilancio energetico. L’energia in gioco è stimata essere in 235 o 240 watt per metro quadro, che corrisponde all’energia solare assorbita dalla Terra ed emessa sotto forma di raggi infrarossi (siamo in equilibrio termico). Parliamo di stima perché il sistema satellitare per la misurazione del bilancio di energia radiante della Terra non è ancora abbastanza buono da fornire una precisione assoluta.
Tutta una serie di variabili nel modello vengono cambiati fino a quando il modello stesso si avvicina alla media stagionale dei modelli meteorologici di tutto il pianeta e alla energia assorbita dalla Terra ed emessa a un tasso medio globale di 235 o 240 watt per metro quadro. Gli scienziati che fanno modelli ritengono che se il modello riesce a imitare queste caratteristiche di base del sistema climatico terrestre, allora sarà in grado di prevedere l’eventuale riscaldamento globale. Questo presupposto potrebbe essere buono oppure no, ma nessuno è in grado di dirlo.

Il riscaldamento globale di origine antropica nei modelli climatici

L’aggiunta di anidride carbonica nell’atmosfera dalla combustione di combustibili fossili ha provocato uno squilibrio di un valore stimato di circa 1,5 Watt per metro quadrati rispetto ai soliti 235-240. Questo squilibrio energetico è troppo piccolo per essere misurata dai satelliti e di fatto viene calcolato teoricamente. Quindi, se la Terra è inizialmente in uno stato di equilibrio energetico, e il tasso di radiazione assorbita dalla Terra è esattamente 240 Watt per metro quadro, il tasso di perdita di radiazione infrarossa nello spazio passa da 240 a 238,5 Watt per metro quadro (240 meno 1,5). Ciò determina un incremento di temperatura fino a quando non sarà ripristinato l’equilibrio termico. A quel punto l’energia persa sotto forma di radiazione infrarossa e quella solare assorbita si eguaglieranno e si avrà nuovamente una temperatura costante nel tempo.
La principale fonte di incertezza nella modellazione del clima è questa: il sistema climatico (la Terra) come si comporterà per ridurre la piccola quantità di riscaldamento dovuto alla CO2? Il modello climatico (così come il vero sistema climatico) ha diversi modi in cui uno squilibrio energetico dovuto all’aggiunta di anidride carbonica in atmosfera possa essere ripristinato. La risposta più semplice è un aumento della temperatura. Ad esempio, si può calcolare che il 40% di aumento di CO2 dovuto alle attività umane negli ultimi 150 anni abbia causato un incremento di 0,5 C. Questa risposta teorica è chiamata “no feedback” (senza risposta) perché nessuna cosa è cambiata tranne la temperatura.
Ma un cambiamento di temperatura può modificare altri elementi del sistema climatico, come le nuvole e il vapore acqueo. Questi altri indiretti cambiamenti sono chiamati “feedbacks”, e possono amplificare o ridurre il riscaldamento dovuto alla sola CO2. Nella figura seguente, vengo mostrati più di venti modelli climatici attualmente monitorati dalle Nazioni Unite mediante l’ IPCC che amplificano il riscaldamento del pianeta.

1fonte: http://www.drroyspencer.com/wp-content/uploads/21-ipcc-climate-models.jpg

Questa amplificazione è in gran parte dovuta all’aumento di vapore acqueo – che è il principale gas serra- e alla diminuzione delle nubi che si formano alle altitudini medio-basse, il cui effetto principale è quello di lasciare arrivare maggiore radiazione solare e causare un ulteriore riscaldamento del pianeta. Questi cambiamenti vengono implementati nei modelli che assegnano all’aumento del vapore acqueo e alla diminuzione delle nubi un feedback positivo.

E’ questo realmente il modo in cui funziona il sistema climatico terrestre?

Fine prima parte (Domani la seconda)

ANGELO

4° giorno spotless consecutivo!

E guardate inoltre quante faculae con polarità invertita presenti nel nostro sole:

Ok, impercettibili direte voi (infatti parlimao di faculae e non di regioni attive), ma rispecchiano a mio modestissimo parere una configurazione magnetica “bizzarra” che la nostra stella è ormai parecchio tempo che sta assumendo…

diamo uno sguardo anche allo Stereo Behind:

Assolutamente pulito!

Insomma, che sta riaccadendo alla nostra amata stella?

Erano solo sussulti quelli di settembre-ottobre e buona parte di novembre, o questa nuova fase di quiete solare è destinata a terminare presto?

Simon

Ancora approfondimenti di base sul sole

Dopo aver introdotto l´argomento di base del sole con informazioni generali:

http://daltonsminima.wordpress.com/2009/11/24/alcune-informazioni-generali-sulla-stella-sole/

cerchiamo di approfondire un poco il discorso su alcune caratteristiche importanti e di cui avete letto in alcuni bellissimi articoli di ALE.
Vorrei quindi parlare in questo primo approfondimento di: Dinamo solare, tachocline, CME (espulsioni di masse coronali), CH (buchi coronali).

DINAMO SOLARE
Per dinamo solare si intende il processo fisico che genera il campo magnetico solare. Il Sole è circondato da un campo magnetico dipolare, (come qualsiasi batteria per intenderci con un polo positico e un polo negativo) così come molti altri corpi celesti, fra i quali la Terra. Il campo dipolare è prodotto da una corrente elettrica circolare che fluisce in profondità seguendo la legge di Ampère. Questa corrente è prodotta da uno sforzo di taglio (uno “stiramento di materia”) fra parti differenti del Sole che ruotano a velocità diverse, (come abbiamo visto nell´articolo precedente il sole ruota piú lentamente ai poli e piú velocemente all´equatore, tanto per rendere l´idea immaginiamo un fiume che scorre, la sua corrente sará piú rapida al centro e piú lenta vicino le rive e cosí come nel fiume ogni tanto si formano per questa differente velocitá dei mulinelli di acqua o dei piccoli gorghi anche nel sole si formano questi mulinelli) e per il fatto che il Sole stesso sia un ottimo conduttore elettrico (e dunque governato dalle leggi della magnetoidrodinamica).

Rappresentazione degli sforzi tangenziali agenti su un fluido.

I fluidi con caratteristiche di conduttori elettrici possono formare una dinamo semplicemente tagliando il fluido stesso come conseguenza della Legge di Lenz dell’induzione: muovendo un fluido attraverso un campo magnetico preesistente si induce la corrente elettrica nel fluido che distorce il precedente campo magnetico. La direzione della distorsione è quella in cui le linee di campo tendono ad essere trascinate via col fluido. Se il flusso possiede una componente di sforzo di taglio, ogni linea di campo è tirata dalla corrente amplificando così il campo magnetico esistente. Questi sistemi sono chiamati dinamo MHD. A seconda della struttura del flusso, la dinamo può essere autoeccitata e stabile, autoeccitata e caotica o decadente.

La dinamo solare è autoeccitante e caotica: la direzione del campo si inverte ogni 11 anni circa , causando il ciclo delle macchie solari. Il meccanismo dettagliato della dinamo solare non è noto ed è oggetto di ricerche.

Tachocline

Il termine tachocline designa la zona di transizione, all’interno del Sole, tra la zona radiativa e la zona convettiva (di cui parleremo in un prossimo articolo) . Situata nel terzo più esterno della stella, la tachocline segna il passaggio tra la parte più interna della stella, la cui rotazione è paragonabile a quella di un corpo solido, e la porzione esterna, che ruota in maniera differenziale comportandosi come un fluido. Recenti studi condotti tramite l’indagine eliosismologica (studio di come le onde di pressione si propagano sul Sole) indicano che la tachocline abbia un raggio circa 0,70 volte quello del Sole. Gli astrofisici ritengono che tali dimensioni siano una delle cause dei campi magnetici che caratterizzano la stella: infatti le simmetrie e l’estensione della tachocline sembrano rivestire un ruolo di primo piano nella formazione della cosiddetta dinamo solare, poiché rinforzano i deboli campi poloidali creando un più intenso campo di forma toroidale.
Alla tachocline la rotazione del sole si modifica bruscamente

Rielaborazione computerizzata dei dati eliosismologici che mette in evidenza la disposizione e la struttura della zona radiativa, della tachocline e della zona convettiva.

In geometria toro rappresenta una forma geometrica a forma di ciambella, un vero e proprio salvagente.

Può essere ottenuta come superficie di rivoluzione, facendo ruotare una circonferenza, la generatrice, intorno ad un asse di rotazione appartenente allo stesso piano della generatrice, ma disgiunto da questa.

Espulsione di massa coronale

Un’espulsione di massa coronale (CME, acronimo dell’inglese coronal mass ejection) è una espulsione di materiale dalla corona solare, osservata con un coronografo in luce bianca.

Il materiale espulso, sotto forma di plasma è costituito principalmente da elettroni e protoni (oltre a piccole quantità di elementi più pesanti come elio, ossigeno e ferro), viene trascinato dal campo magnetico della corona. Quando questa nube raggiunge la Terra (in questo caso viene chiamata ICME – Interplanetary CME) può disturbare la sua magnetosfera comprimendola nella regione illuminata dal Sole ed espandendola nella regione non illuminata. Quando avviene la riconnessione della magnetosfera nella zona notturna, si generano migliaia di miliardi di watt di potenza diretti verso l’atmosfera terrestre superiore, che provocano aurore particolarmente intense (dette anche Luci del Nord nell’emisfero boreale e Luci del Sud nell’emisfero australe). Le espulsioni di massa della corona assieme ai flare possono disturbare le trasmissioni radio, creare interruzioni di energia (blackout), danneggiare i satelliti e le linee di trasmissione elettriche. La più grande perturbazione geomagnetica venne misurata da Kew Gardens e coincise con la prima osservazione visuale di un flare nel 1859 di Richard Christopher Carrington.

Buco coronale (CH Coronal Hole)

Un buco coronale ripreso dalla sonda STEREO.

I buchi coronali sono aree dove la corona del Sole è più scura, più fredda delle arre circostanti; anche il plasma possiede qui una densità inferiore. I buchi coronali sono stati scoperti quando i telescopi a raggi X della missione Skylab furono lanciati oltre l’atmosfera terrestre per rilevare la struttura della corona. Questi buchi sono in relazione con delle concentrazioni unipolari di linee di campo magnetico aperte; durante il minimo solare, i buchi coronali si trovano principalmente nelle regioni polari del Sole,mentre durante il massimo solare sono dislocate in tutta la superficie solare.

There are no large coronal holes on the Earth-facing side of the sun. Non ci sono CH in questa data.

I componenti ad alta velocità del vento solare si sa che transitino lungo le linee magnetiche che passano attraverso i buchi coronali.
I buchi coronali fanno aumentare il vento solare o solar flux. Anche in mancanza di macchie solari il solar flux puó aumentare se sono presenti dei CH.

Spero che questa prima fase, sia stata chiara, ma il sole lo stanno ancora studiando tanti scienziati ed ancora ci sono tante cose da scoprire, e certamente non é un oggetto che si fa studiare da vicino e tanto meno ama essere prevedibile!
Comunque alla prossima parleremo del campo magnetico, della corrente eliosferica, e delle macchie solari.

SAND-RIO