Per più di 2 secoli, gli studiosi si sono chiesti quanto calore e luce il Sole emetta, e se questa energia vari abbastanza da modificare il clima della Terra. In assenza di un buon metodo per misurare l’ouput solare, il dibattito scientifico è stato spesso appesantito da speculazioni.
Dal 1976, tutto ciò iniziò a cambiare in quanto Jack Eddy, un astronomo solare di Boulder, Colorado, esaminò registrazioni storiche di macchie solari e pubblicò un articolo originale che mostrava come alcune variazioni su scala secolare dell’attività solare siano collegate a grandi cambiamenti climatici. Eddy contribuì a mostrare che un lungo periodo di calma dell’attività solare nel corso del 17° secolo –chiamato il Minimo di Maunder – fosse verosimilmente collegato ad un periodo freddo di durata pluridecennale sulla Terra, chiamato “Little Ice Age.” (la Piccola Era Glaciale)
(Le macchie (Sunspots) sono aree più scure della superficie solare le quali presentano una irradianza minore rispetto ad altre aree. Un groso gruppo di macchie nel 2003, osservato tramite il radiometro Total Irradiance Monitor (TIM), comportò una diminuzione di irradianza pari allo 0.34 percento.)
Due anni dopo Eddy pubblicò il suo articolo, la NASA lanciò il primo di una serie di strumenti satellitari chiamati radiometri, i quali misurano l’ammontare di luce solare incidente la sommità dell’atmosfera terrestre, o “total solar irradiance” (TSI). I radiometri hanno fornito dettagli fino ad allora mai raggiunti su come l’irradianza è variata nei decenni da allora. Tali misure hanno consentito di validare ed estendere le scoperte di Eddy. Ed hanno anche condotto ad una serie di altre scoperte, e quesiti, sul Sole.
Senza radiometri, gli scienziati probabilmente si domanderebbero ancora quanta energia il Sole emetta e se varia con il suo ciclo undecennale. Essi non saprebbero granchè della “gara” tra macchie scure (sunspot) e “bright spots”, chiamati “faculae” che producono le variazioni di irradianza.
Ed avrebbero poche possibilità di rispondere ad una domanda che continua a sconcertare gli studiosi solari oggi: l’irradianza solare complessiva è cambiata progressivamente nel corso dei 3 cicli passati, o le variazioni sono limitate ad un singolo ciclo ?
La risposta ha importanti implicazioni per la comprensione del cambiamento climatico, poichè alcuni studiosi hanno suggerito che la tendenza dell’irradianza spiega una significativa porzione del riscaldamento globale (Global Warming).
Il prossimo radiometro spaziale, il cui lancio è previsto per novembre a bordo del satellite NASA Glory, dovrebbe aiutare a fare chiarezza sul ruolo del Sole nel cambiamento climatico.
Un Sole variabile
E’ ben noto oggi che l’irradianza solare fluttua costantemente in relazione alle macchie, che divengono più e meno abbondanti ogni 11 anni, in seguito ai turbolenti campi magnetici che attraversano l’interno del Sole ed eruttano dalla sua superficie.
(Sebbene le macchie causino un decremento dell’irradianza, esse sono accompagnate da aree bianche brillanti chiamate “faculae” che provocano un incremento complessivo dell’irradianza solare. )
Ma recentemente, negli anni 70, gli scienziati assunsero che l’irradianza solare fosse invariante; l’ammontare di energia che il Sole emette fu persino chiamata la “costante solare”.
Furono i dati provenienti dai radiometri a bordo del Nimbus 7, lanciato nel 1978, e la Solar Maximum Mission, lanciata due anni più tardi, che suonarono le campane a morto per la costante solare. Poco dopo i lanci, gli strumenti a bordo di entrambi i satelliti mostrarono che l’irradianza solare cambiava in modo significativo mentre i gruppi di macchie solari ruotavano attorno alla superficie solare. L’irradianza calava, ad esempio, quando gruppi di macchie sono rivolti verso la Terra. E cresceva nuovamente quando le macchie ruotano verso la faccia non visibile del Sole.
Allo stesso modo, nel 2003, un radiometro a bordo del satellite SORCE (NASA’s Solar Radiation and Climate Experiment) osservò vasti gruppi di macchie che causavano un calo dell’irradianza pari allo 0,34%, il più rilevante calo di breve periodo mai osservato fino ad allora.
“Quando si guarda a scale temporali più lunghe, è il contrario”, disse Lean, uno scienziato solare del U.S. Naval Research Laboratory in Washington, D.C., e membro del Glory’s science team. “Complessivamente, l’irradianza effettivamente cresce quando il sole è più attivo, sebbene le macchie siano più presenti.”
Come può l’aumento del numero di macchie, scure e fredde, produrre un incremento dell’irradianza ? “Non aveva molto senso, finche non fummo in grado di mostrare che le macchie sono solo la metà della faccenda”, disse Lean.
Le misure effettuate durante gli anni 80 e 90 diedero agli scienziati l’evidenza di cui avevano bisogno per provare che l’irradianza è effettivamente un bilancio tra le macchie, più scure, e le faculae, più brillanti, (faculae in latino significa “fiaccole brillanti”.
Quando l’attività solare si incrementa, così come accade ogni 11 anni circa, sia macchie che faculae divengono più numerose. Ma durante il picco (massimo) di un ciclo, le faculae rendono il Sole più brillante di quanto le macchie tendano a renderlo più scuro.
Complessivamente, i radiometri mostano come l’irradianza solare cambi di circa lo 0,1% quando il numero di macchie varia da circa 20 o meno per anno durante periodi di bassa attività (minimo solare) a 100-150 durante i periodi di elevata attività (massimo solare).
“Può sembrare una variazioni modesta, ma è essenziale che comprendiamo anche queste piccole variazioni se vogliamo capire se l’emissione solare stia crescendo o decrescendo ed influenzando il clima” dice Greg Kopp, capo ricercatore del Glory e scianziato del Laboratory for Atmospheric and Space Physics della University of Colorado in Boulder.
Sebbene molti studiosi ritengano che una variazioni pari allo 0,1% sia troppo modesta per spiegare tutto il recente riscaldamento, non è imposibile che andamenti di lungo periodo, che si sviluppano su centinaia o migliaia di anni, potrebbero causare più intensi cambiamenti che potrebbero avere profondi impatti sul clima.
Ricerca di una linea di tendenza
Un totale di 10 radiometri ha montorato il Sole dall’epoca del Nimbus 7, e mettendo insieme tutte le misure in un unico flusso dati, gli studiosi hanno cercato di identificare se l’irradianza solare sia aumentata o diminuita negli ultimi tre cicli solari.
Comunque, mettere insieme i risultati provenienti da diversi strumenti si è rivelato complicato poichè molti dei radiometri registrano misure assolute lievemente differenti. E le aree di sovrapposizione tra strumenti nelle registrazioni di lungo termine non sono così robuste come gli scienziati vorrebbero.
Come risultato, le domande su come l’irradianza solare sia cambiata rimangono. Richard Willson, ricercatore capo del NASA’s Active Cavity Radiometer Irradiance Monitor (ACRIM), descrisse in un articolo del 2003 che la brillantezza del sole stesse crescendo dello 0.05% per decennio.
Successive valutazioni degli stessi dati sono pervenute ad una diversa conclusione. Altri gruppi di studiosi hanno mostrato che l’apparente tendenza alla crescita è effettivamente un artefatto dei radiometri e come essi degradino nella loro orbita.. Complicando ulteriormente la faccenda, uno strumento a bordo del NASA’s Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) misurò i livelli di irradianza solare durante un minimo solare nel 2008, che erano effettivamente inferiori rispetto a quelli del precedente minimo.
Quali misure sono corrette? Il Sole è divenuto leggermente più brillante o più scuro durante gli ultimi cicli solari ? Le risposte a tali domande restano controverse, ma il radiometro a bordo del Glory, chiamato Total Irradiance Monitor (TIM), è pronto a fornire risposte. Il Glory TIM sarà più accurato e stabile dei precedenti strumenti grazie ad innovazioni ottiche ed elettriche. E ciascun componente è stato sottoposto ad un rigoroso regime di calibrazioni presso una nuova struttura della University of Colorado.
“E’ un periodo molto eccitante per studiare il Sole” dice Lean. “Ogni giorno c’è qualcosa di nuovo e siamo sul punto di rispondere ad alcune domande molto importanti.”
http://www.nasa.gov/topics/solarsystem/features/sun-brightness.html
FABIO 2
Carissimo Artek, se tu lasci “lavorare” questo minimo per anni, poi anche uno 0.1% avrà il suo giusto peso!
Poi d’accordo cn te che vi sranno di certo altri meccanismi dietro…
ice2020(Quote) (Reply)
Rivolgo un saluto a tutti gli utenti di questo sito, che conosco solo da quando è scoppiato lo scandalo di Climategate, e che mi rincresce non aver conosciuto prima
Da profano in materia segnalo alcuni studi che dimostrano come in realtà la TSI sia variata in modo significativo dalla PEG ai giorni nostri
http://www.google.it/url?sa=t&source=web&cd=4&ved=0CDUQFjAD&url=http%3A%2F%2Fsolar-center.stanford.edu%2Fsun-on-earth%2FGL264W01.pdf&rct=j&q=total+solar+irradiance+pdf&ei=fhUWTIeeFs6gsQa_-4HyDQ&usg=AFQjCNH_DlAoW9uLb4euLZgGE9Qw74XR8w&sig2=kP6C5UyFo4xfqp5PD3a_0A
http://www.google.it/url?sa=t&source=web&cd=1&ved=0CBgQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.cfa.harvard.edu%2F~wsoon%2FSunClimate09-d%2FSoon09-June4-PGEO_30n02_144-184-Soon.pdf&rct=j&q=cfa+harvard+edu+sunclimate09&ei=7BYWTJL4B4-gsgaM0YDyDQ&usg=AFQjCNFtSeMXfI_buNNLf4VW9f5Ep6nSdg&sig2=m8TyFSgWjrVk8LHmqSMiJw
Probabilmente è vero…..la radiazione solare diretta non è in grado da sola di spiegare il riscaldamento degli ultimi decenni, ma ci sono numerosi fattori naturali che possono aver prodotto una modifica in positivo del bilancio radiativo del pianeta, non ultimo i raggi cosmici, che sono oggetto di studio al CERN
http://www.facebook.com/l.php?u=http%3A%2F%2Fcloud.web.cern.ch%2Fcloud%2Fdocuments_cloud%2Fcloud_proposal.pdf&h=fa4ce
Infine, tanto per porre il problema, negli anni 90 si è avuta una coincidenza in territorio positivo di AMO e PDO, il che potrebbe spiegare il ritardo dell’abbassamento della t globale, nonostante il calo dell’attività dell’appena terminato ciclo 23, rispetto ai fortissimi cicli del periodo 1930-1990
Personalmente ritengo che ci vogliano ancora almeno 5-10 anni affinchè le forti anomalie positive degli oceani si assorbiscano completamente, in seguito potremo apprezzare un calo significativo della temperatura, che sarà tanto più forte, quanto minore sarà l’attività solare dei prossimi anni
Saluti
Sneijder(Quote) (Reply)
Trovo interessante il dibattito sulla variazione di irradiazione solare. In particolare si dimostra ancora una volta come i numeri possano non essere obbiettivi e come sia facile manipolare le persone. 0,1% di per se sembra insignificante, perché nella nostra mente ci é stato impresso (o insegnato) questo. ma la percentuale é una quantificazione relativa usata a livello economico-finanziario, di per sé non é un mezzo scientifico, nessuna legge fisica é descritta da una percentuale (o mi sbaglio?) se andamo a vedere di cosa si tratta in realtà come dice gistamente Lucio le cose cambiano lo 0,1% dell’energia irradiata dal Sole non é minimamente parabgonabile con il 30% di aumento di CO2, Stiamo confrontando 174 terawatt con 90 ppm, capisco che sono due grandezze diverse, ma sarebbe un po come confrontare i micron con le tonnellate, un visrus con una balena, due grandezze comunque estremamente diverse che in qualche modo descrivono due fenomeni inconfrontabili tra le altre cose per le dimensioni. E scusate questi paragoni per nulla scientifici.
PEr quel che riguarda l’affermazione di Artek ritengo invece che l’irraggiamento solare se non l’unica é sicuramente la principale fonte di calore. La prova penso la si possa vedere osservando le temperature degli altri pianeti del sistema solare in base alla loro distanza dal sole.L’altra fonte intrinseca é l’energia termica della terra legata a nucleo e mantelli caldi e alla radioattività ( che si concentra pero nella crosta dove abbiamo rocce solide.
Penso senza timori di smetite che se non ci fosse il sole la terra sarebbe una sfera di ghiaccio con un cuore caldo.
Giovanni(Quote) (Reply)
La temperatura globale sta calando dal 2002, sia secondo il NOAA (moooolto lentamente, quasi stabile) sia secondo i dati satellitari.
Ripropngo i grafici globali dal 2002:
NOAA (cliccare visualizzare l’immagine intera)
Satellitari
miki03(Quote) (Reply)
Facendo alcuni calcoli abb approssimativi:
Con +- 0.1% avremo un +- 0.175 k a livello de mare.
Con +- 0.3% un +- 0.5k di discostamento medio.
Il riassetto dell’equilibrio non è imputabile al tempo. Nel senso che se con -0.1% la tendenza è di diminuire di 0.17 k la temperatura media, non importa che ci metta 3 anni o 40. Il risultato sarà lostesso.
Se invece mettiamo in gioco altri elementi importanti come le radiazioni con nm < 240, o la velocità media del vento solare sulla capacità di regolare tropsfera e stratosfera, le cose cambiano.
Gli interscambi a questo punto tra gli strati atmosferici esterni ed interni, permetterebbero un aumento più consistente della temperatura media, che poi si accumulerà negli oceani fino al riequilbrio termico del pianeta.
La compressione/espansione della magnetosfera, esercita inoltre, un altro importante fattore di riscaldamento/raffreddamento, che non sò ancora come quantificare matematicamente.
Come la termodinamica suggerisce:
"Il raggiungimento dell'equilibrio termico si ha dopo che sia trascorso un certo tempo, per cui si raggiunge uno stato termodinamico (di equilibrio) in cui non avvengono più cambiamenti."
E' ovvio che il tempo incida sul raggiungimento del nuovo equilibrio, ma l'entità del riequilibrio è dato da un semplice + e da un semplice –
Artek(Quote) (Reply)
Ottimo articolo, complimenti Fabio.
Non voglio perdermi in calcoli matematici che non sono alla mia portata. Voglio comunque dire che in un articolo di molti mesi fà ricordo che già analizzammo il fattore TSI e già allora qualcuno scrisse che il valore della TSI và epurato. Mi spiego, TSI significa appunto Total Solar Irradiance, ma non tutti i tipi di raggi che compongono la TSI arrivano al suolo. Allora si potrebbero ipotizzare variazioni percentuali notevoli nella composizione della TSI nell’arco di un ciclo di Schwabe. Un esempio molto terra terra su quanto ipotizzato: durante il massimo del ciclo viene prodotta una quantità maggiore di un tipo di raggi cosmici che magari hanno un’impatto maggiore sulle T globali terrestri mentre invece durante il minimo questi stessi raggi diminuiscono molto a favore di un’altro tipo di raggi cosmici che invece vengono filtrati molto di più dal magnetismo terretre e dall’atmosfera. Ecco, a questo punto chiedo aiuto a qualcuno di voi che ne capisce di raggi cosmici per smentire od avvalorare questa tesi. Grazie.
Davide M.(Quote) (Reply)
Esatto Davide, le maggiori variazioni della TSI si hanno nella parte che riguarda i raggi ultravioletti che interagiscono profondamente con lo strato di ozono che circonda la Terra.
sand-rio(Quote) (Reply)
Già, se ricordo bene, negli ultimi anni si è assistito ad un calo pari a ben il 6% della quota di raggi ultravioletti assorbiti dalla fascia di ozono (quelli a frequenza più elevata, i più dannosi). Questo, pare, faccia ridurre la concentrazione di ozono nell’alta atmosfera e l’ozono è uno dei gas che contribuiscono all’effetto serra.
Dico bene?
Fabio2(Quote) (Reply)
La luce ultravioletta è fortemente legata all’attività solare: i brillamenti solari sono nell’ultravioletto, e aiutano a portare l’energia esplosiva dei flare lontano nello spazio. Questo potrebbe essere particolarmente significativo per il clima della Terra dato che la luce ultravioletta viene assorbita dallo strato di ozono nella stratosfera.
Più luce ultravioletta raggiunge la stratosfera e più di ozono si forma. E più di ozono nella stratosfera fa assorbire più luce ultravioletta. Così in tempi di accresciuta attività solare, la stratosfera si riscalda e questo influenza i venti in quello strato.
sand-rio(Quote) (Reply)
Quando frequentavo il primo anno di medicina, in occasione della primissima lezione che era di statistica, il figlio (ormai vecchio) di un noto partigiano esordì raccontando la storiella del nonnino che nonostante forte fumatore è morto a 100 anni.
Ciò per dire che se uno verifica qualcosa deve subito inquadrarlo a livello statistico.
Ovviamente un tale atteggiamento può avere delle conseguenze molto gravi fino a privare quasi una persona di una propria opinione, vedendosi costretta per sentirsi normale a pensare come la media.
Purtroppo ai tempi non ero riuscito a comprendere appieno la perfidia di questo postulato.
Oltre tutto un simile atteggiamento super scientistico finisce per avvalorare solo le sparate di sedicenti scienziati.
Onestamente qui a Torino non passa quasi giorno che non piova e il caldo di solo pochi anni fa è andato a farsi fottere.
Magari ciò non conterà rispetto al ciclo millenario che ogni volta si esuma come un feticcio rassicurante, ma se tanto mi da tanto, credo proprio che la insolitissima nuvolosità di questi mesi c’entri alla grande con la ridotta attività solare.
Statisticamente parlando non vorrei che “per caso” stesse iniziando il diluvio universale.
Se uno gira nudo in una spiaggia di nudisti omosessuali e si china per raccogliere un pacchetto di sigarette direi che non è così casuale se poi se lo prende nel c.
L’esistenza della statistica non è un alibi per non ragionare! Se no a cosa servirebbe il principio di causa ed effetto?
ciao, ruggero.
Ruggero(Quote) (Reply)
Ben Fatto Fabio!!!
Ci voleva un poco di chiarezza riguardo al delicato argomento “Brillanza Solare”!!!
Da mie ricerche sull’argomento ho potuto apprendere che i principali responsabili del riscaldamento stratosferico principalmente, sono gli X-Ray!!!! Rilasciati durante i poderosi FLare solari di classe M in su fino ad arrivare ai temibili X-20 Monster (e meno male che non ne vediamo uno dal 2006!!!)!!
Per quanto riguarda le altre frequenze starei molto attento anche agli EUV (EVE di sdo) xkè sono alri responsabili nel riscaldamento dell’alta atmosfera!!!
Particolare interesse a mio avviso occorrerebbe rivolgere alle microonde che alla liunghezza d’onda 2800 cm ^-1 sono al frequenza di vibrazione della molecola di H2O e quindi probabili responsabili del riscaldamento delle vaste distese di H2O come gli Oceani!!!
ALE
ALE(Quote) (Reply)
A scanso di equivoci, l’articolo non è opera mia, ma una traduzione, spero comprensibile, di un articolo recentemente pubblicato sul sito della NASA.
L’originale, come indicato in fondo al testo, è qui:
http://www.nasa.gov/topics/solarsystem/features/sun-brightness.html
Ho chiesto a Simon di pubblicarlo in quanto non mi è parso smaccatamente a favore o contro l’AGW, ma mi sembra affronti la questione della TSI come va affrontata, cioè col beneficio del dubbio e ammettendo che quella della “costante solare” è una tesi superata dai dati oggi a disposizione.
In ogni caso, leggendo l’articolo, chi lo scrive non mi pare si sia posto la questione di analizzare le componenti della TSI, alle diverse frequenze, per vedere che cosa arriva sulla superficie terrestre e quali effetti produce.
Se però Ale dice che si è documentato sull’argomento, immagino che qualcuno stia studiando la questione.
Ai risultati ci si arriverà col tempo, mi auguro.
Fabio2(Quote) (Reply)
E allora sì, approfondiamolo questo argomento. Quali sono le componenti della TSI? Quali variano sensibilmente durante un ciclo di Scwabe? Ma soprattutto, quali sono quelle componenti che interferiscono di più sul clima terrestre?
Ringrazio sandrio e fabio che già mi hanno dato molte risposte. Ma mi piacerebbe saperne molto di più. Al momento l’unico link che ho per monitorare questo valore è:
http://www.persicetometeo.com/public/popup/tsi.htm
Ma non sò nulla sulle sue dinamiche. Non vi nascondo che sono scettico sull’importanza di quel 0,1% che si parla nell’articolo. La mia impressione è che invece ci sia qualcosa da capire ancora su questa TSI, e che appunto questa interagisca col nostro clima in modo diverso da quello che pensiamo.
Se qualcuno è ben documentato, perchè non fare un’articolo? Simon, tu che ne dici?
Scusate la mia sete di sapere 😀
Davide M.(Quote) (Reply)
Davide il fatto é che ancora se ne sa pochissimo. Il satellite SDO é stato lanciato proprio per studiare la TSI ma ancora non ci sono studi pubblicati sulle rilevazioni (il satellite é stato lanciato solo a febbraio di quest´anno)
http://daltonsminima.wordpress.com/2009/12/16/la-nasa-lancia-un-satellite-per-studiare-la-diminuita-luminosita-del-sole/
NIA anzi é uno dei pochissimi siti che ne parla continuamente.
http://daltonsminima.wordpress.com/2010/01/03/si-raffredda-lalta-atmosfera-imputate-le-variazioni-dellattivita-solare-da-mtg/
http://daltonsminima.wordpress.com/2009/03/14/un-italo-americano-nicola-scafetta-ha-dimostrato-che-la-tsi-elevata-nel-ventennio-80-00-puo-essere-stata-la-causa-del-gw/
sand-rio(Quote) (Reply)
Ma il picco di irraggiamento solare non stà a circa 580 nm?
E’ nello spettro visibile no?
Ricordo anche che Sand-rio o qualcun’altro (non ricordo scusatemi) parlarono di un aumento delle onde al di sotto dei 380 nm del 6% circa.
Solo così a titolo informativo, è vero che ad un aumentando di temperatura si ha un leggero accorciamento delle lunghezze d’onda, ma non tanto da spostarla del 6%, o mi sbaglio?.
Artek(Quote) (Reply)
Ultimamente, la risposta sembra parlare di una diminuzione della luminosità: misure da parte di uno stuolo di sonde spaziali indicano un calo dodecennale nella “radianza” del Sole di circa lo 0.02% nelle lunghezze d’onda visibili (all’occhio umano), ma ben del 6% nelle lunghezze d’onda EUV. Questi risultati, che pongono a confronto i dati del minimo solare del 2008-2009 con il minimo precedente del 1996, sono però ancora preliminari.
sand-rio(Quote) (Reply)
Grazie.
Artek(Quote) (Reply)
Intanto netto calo del solar flux che da 79 di ieri palle 17 passa a 75!
Ed il sole è pulito!
Infatti è spotless col nostro sistema e col L.
ice2020(Quote) (Reply)
in ogni caso ci sarebbe da incazzarsi come iene: su solarcycle 24 il continuum delle 20.48 è completamente pulito e alle 21.06 viene assegnato un vergognoso 46 di SN (con 73 di SF).
carmelo(Quote) (Reply)
Quello è il SN di ieri…quello di oggi è 12:
http://www.swpc.noaa.gov/alerts/solar_indices.html
ice2020(Quote) (Reply)