New Ice Age

Continuiamo la trattazione riportando ulteriori ricerche scientifiche che dimostrano a chiare lettere il legame continuo fra le dinamiche solari-planetarie e il clima terrestre.

La prima parte è reperibile al seguente indirizzo web: http://daltonsminima.altervista.org/?p=17408

Partiamo con uno studio condotto da SK Solanki e M. Fligge dell’ Istituto di Astronomia, ETH-Zentrum, CH-8092 Z ° Urich, Svizzera – “Una ricostruzione del totale irraggiamento solare dal 1700” (Geophysical Research Letters, Vol. 26, NO.. 16 PAGINE 2465-2468, 15 Agosto, 1999).  Il grafico di correlazione è mostrato nella figura seguente.

La curva solida, la lunghezza del ciclo solare; La sottile curva tratteggiata evidenzia il numero delle macchie solari; La curva in grassetto: le anomalia della temperatura nell’emisfero nord.

Adesso passiamo ad uno studio condotto da Claus Frohlich e Judith magra (World Radiation Center, Svizzera e EO Hulburt Centro per la ricerca spaziale, Naval Research Laboratory, Washington, DC), ” Uscita radiativa solare e la sua variabilità :  Evidenze e Meccanismi “ (Astronomia e Astrofisica Review) [ http : / / rivernet.ncsu.edu/courselocker/PaleoClimate/FrohlichLeanSolIrdOverview1.pdf ]

La figura è stata riportata qui sotto (a sinistra).  Nella figura di destra è stato sovrapposto il trend delle temperature dell’IPCC. La rappresentazione evidenzia una forte correlazione.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 a) Irraggiamento solare totale                             b) Temperature sovrapposte

 

Raggi Cosmici

Uno studio realizzato dal direttore del Centro per le ricerche delle relazioni Sole-Clima  presso il Danish Space Research Institute (DSRI) [ http://www.canada.com/nationalpost/news/story.html?id=d2113c58-030a-4390- a12c-30f45d75dfa5 & p = 1 ] esamina l’influenza del campo magnetico del sole, sui raggi cosmici e la formazione delle nuvole.  In questo studio si è  trovato che il sole e le stelle potrebbe spiegare la maggior parte,  se non tutto,  il riscaldamento di questo secolo.

Ed i risultati di laboratorio lo dimostrerebbero.  Lo studio del Dr. Svensmark è partito nel oramai lontano 1996,  quando lui e un suo collega hanno presentato i risultati ad una conferenza scientifica,  indicando che i cambiamenti nel campo magnetico del sole,  a prescindere dai gas serra,  potrebbero essere correlati al recente aumento delle temperature globali …. Svensmark e il suo collega erano arrivati alla loro teoria previo esame dei dati che hanno mostrato una correlazione sorprendentemente forte,  tra i raggi cosmici e le nubi a bassa quota.

La copertura nuvolosa  della Terra è aumentata quando l’intensità dei raggi cosmici è cresciuta e diminuita quando l’intensità è diminuita.  Il Dott. Svensmark non ha mai contestato l’esistenza di gas serra e l’effetto serra.  Al contrario,  egli ritiene che la comprensione del ruolo del Sole è necessaria per imparare la storia completa  e quindi determinare il ruolo dell’uomo.  Non solo nessun modello climatico oggi ha considerato gli effetti delle particelle cosmiche,  ma anche le nuvole,  afferma il Dott.Svensmark  sono troppo poco conosciute per essere incorporate in ogni modello climatico serio “.

La figura seguente viene da uno studio pubblicato nel 2010 (Lockwood et al, ” Sono gli inverni freddi in Europa, associati ad una bassa attività solare ? “) [ http://iopscience.iop.org/1748-9326/5/2/024001/ fulltext ]e mostra che il Solar flux [ aperture del  flusso magnetico solare ] è altamente “anticorrelato” con flussi dei raggi cosmici, viceversa,  si correla molto bene (con un ritardo di 1 anno) con l’irraggiamento solare totale (TSI). Queste correlazioni sono al centro di un rapporto tra la TSI e la modulazione degli isotopi cosmogenici solari, che vengono convenzionalmente assunti negli studi paleoclimatici.  Oltre ad avere avuto bassi valori di Sf  & TSI, il minimo solare in corso ha visto un massimo senza precedenti nei raggi cosmici rilevati alle alte latitudini.”

Mentre alcuni scienziati del clima negano il collegamento fra i raggi cosmici e le nuvole, uno studio condotto presso l’Università Statale di New York dice : ” Il vento solare … devia i raggi cosmici quando il sole diventa più attivo e la teoria riferisce che un minor numero di raggi cosmici, raggiunge la terra,  costituendo un minor numero di nubi.

I dati degli ultimi 20 anni danno credito a questa cosa : Infatti come il sole è diventato più attivo, la copertura nuvolosa alla bassa quota è diminuita “.

Le figure seguenti confrontano i raggi cosmici (curva rossa) e la scarsa copertura nuvolosa dell’atmosfera globale (curva blu)

 

 

 

 

 

 

 

La figura seguente aggiunge la trama ribaltata dell’irradiazione solare (curva rossa) per i dati sopra  riportati, questa nuova analisi mostra una correlazione con l’irraggiamento solare. [http://folk.uio.no/jegill/papers/kkk_asr_2004.pdf ]

 

L’ONU fornisce periodicamente una valutazione della riduzione dell’ozono a livello mondiale. L’ultimo rapporto:  WMO / UNEP: ” Valutazione scientifica della riduzione dell’ozono 2006 “,  rilasciato da parte del comitato di valutazione scientifica del Protocollo di Montreal sulle sostanze che impoveriscono lo strato di ozono, [ http://www.wmo.ch/pages/prog/arep / gaw/reports/ozone_2006/pdf/exec_sum_18aug.pdf ] afferma :  ” in alcune stazioni alle medie latitudini nell’emisfero settentrionale,  l’irraggiamento UV superficiale ha continuato ad aumentare,  a tassi di pochi punti percentuali per ogni decennio.  Gli incrementi osservati e il loro significato valore dipende, dal luogo, la lunghezze d’onda  e il periodo delle misurazioni. Questi aumenti non possono essere giustificati solo dalla flessione dell’ozono e potrebbe essere attribuiti a una tendenza decrescente degli aerosol e dell’inquinamento atmosferico a partire dall’inizio degli anni novanta e in parte dalla diminuzione della nuvolosità,  come rilevato dai satelliti “.

La figura che segue elaborata da  Usoskin & Kovaltsov: ” Raggi cosmici e clima della Terra : possibile connessione “, CR Geoscience 340 (2008) [ ~ http://cc.oulu.fi/ usoskin/personal/usoskin_CR_2008.pdf ]  confronta la bassa copertura nuvolosa e l’intensità dei raggi cosmici (CRI) : ” Un legame tra le nuvole basse e i raggi cosmici appare statisticamente significativo sulla scala temporale annuale dal 1984 in limitate aree geografiche,  la più grande è nel Nord Atlantico, Europa e Sud Atlantico “.

La figura seguente mostra la correlazione tra il ciclo delle macchie solari, i raggi cosmici galattici, e la nuvolosità globale [ http://www.tcsdaily.com/article.aspx?id=010405M ].  L’aumento dell’attività solare devia i raggi cosmici dalla terra. ” Quando i raggi cosmici vengono deviati fuori dalla Terra,  ci sono poche nuvole,  questo permette alle radiazioni secondarie, un po ‘più di penetrare verso la superficie.  Così non abbiamo più il problema causato dalla variabilità solare, che varia solo del 0,1%,  attraverso un ciclo delle macchie solari,  la variazione della copertura nuvolosità globale ha un ruolo molto più significativo nel cambiamento che il solo contributo dovuto alla sola energia solare.  C’è ora una spiegazione valida per chiarire la grande correlazione che è stata osservata tra le registrazioni solari e le registrazioni della temperatura.  La correlazione diventa ancora migliore attraverso i cicli solari su una scala più lunga.  Per esempio,  l’intensità dei raggi cosmici varia circa il 15 per cento, attraverso il ciclo delle macchie solari.  Viceversa, su una lunghezza d’onda più lunga,  su scala decennale,  scala Gleissberg, o centenaria,  scala di Seuss, oppure su scala millenaria, e su scala dei cicli Bond l’intensità dei raggi cosmici varia fino ad un massimo di quattro volte tanto,  provocando significativi cambiamenti del clima. ”

Correlazione tra l’irraggiamento solare e i raggi cosmici con copertura nuvolosa bassa.

La figura seguente mostra la variazione globale del flusso dei raggi cosmici (GCR) su quattro deleghe indipendenti (a sinistra) e mostra la diminuzione del GCR per tutto il 1900. [ http://meteo.lcd.lu/globalwarming/Gray/Influence_of_Solar_Changes_HCTN_62.pdf]

La figura di destra mette a confronto gli stessi dati con il flusso magnetico solare mostrato in precedenza, figura che mostra una correlazione tra il flusso magnetico solare e il flusso dei raggi cosmici.  Le cifre sopra e sotto indicano una forte correlazione tra il flusso magnetico solare,  il flusso dei raggi cosmici  e le temperature globali.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Michele

 

 

Dopo aver esaminato nella Parte 1 l’avvio dei cicli 23, 22 e 21, proseguiamo con i cicli 20 e 19, ovvero i primi per i quali sono disponibili le misure di solar flux, e poi proviamo a fare qualche considerazione.

 

1966 (ciclo 20)

 

http://www.solen.info/solar/history/hist1966.html

La coppia di picchi compresa tra l’11 marzo ed il 10 aprile può essere paragonata a quella del ciclo 24, ma non ne ha la medesima intensità ed è preceduta di poco da un picco di intensità superiore a 100 (gennaio 1966). In ogni caso, segna una tappa importante nella progressione del ciclo 20, già ad 1 anno e mezzo circa dopo il minimo (ottobre 1964). Più simile alla coppia attuale è quella compresa tra il 20 agosto e la fine di settembre, anche se preceduta da numerosi picchi di intensità ben superiore a 100.

Quindi, anche in tal caso, fatico a ritrovare una somiglianza con il ciclo 24.

 

1955 (ciclo 19)

http://www.solen.info/solar/history/hist1955.html

La coppia di picchi compresa tra il 26 settembre ed il 5 novembre risulta di intensità simile a quella appena osservata per il ciclo 24. Occorre notare come si verifichi appena 1 anno e mezzo dopo il minimo (aprile 1954) e che sia stata comunque preceduta da alcuni picchi isolati di intensità superiore a 100.

Pertanto, questo caso si colloca in linea con quelli precedenti e si discosta abbastanza nettamente dall’attuale ciclo 24.

 

Considerazioni finali

Mi rendo conto che pretendere di trarre conclusioni, a fronte di osservazioni così limitate e frettolose, possa apparire presuntuoso. Per questo, considererei quanto segue come semplici spunti per una successiva discussione.

In sintesi, dopo questa prima, superficiale, analisi, osservo che:

1. il Sole compie abitualmente improvvise accelerazioni, durante la progressione di un ciclo (o almeno lo ha fatto più volte dal 1954 ad oggi); talvolta presenta anche coppie di picchi ravvicinati tra loro; pertanto, dei picchi improvvisi e di notevole intensità non sono affatto inconsueti in se’;
2. tuttavia, la coppia di picchi attuale appare, a differenza di pressoché tutte quelle passate che le somigliano, come una coppia di “montagne” che sale improvvisamente  e nettamente dalla “pianura” di un ciclo che non aveva finora mostrato chiari segni di “decollo”, ma solo un debole sussulto tra febbraio e marzo dell’anno scorso ed uno più breve a luglio;
3. inoltre, picchi come quelli attuali, improvvisi, ravvicinati e di notevole intensità (anche di molto superiore a quella della coppia attuale) rispetto alla media recente, si osservano spesso nelle fasi più avanzate della progressione di un ciclo, quando il solar flux è ormai costantemente superiore a 100, talvolta anche di molto.

Che cosa potrebbe significare tutto ciò?

Che il ciclo potrebbe trovarsi in una fase più avanzata di quanto non si possa pensare, a poco più di due anni dopo il minimo, una fase in cui i picchi sono più alti, improvvisi e si susseguono a breve distanza? Oppure, invece, si tratterebbe di peculiarità senza alcun particolare significato? E perché?

Una prima risposta spero la troveremo nel corso delle prossime settimane, continuando ad osservare l’evoluzione di questo ciclo che non finisce mai di stupire.

A voi la parola!

FabioDue

Introduzione

Il recente forte incremento dell’attività solare mi ha colto di sorpresa, lo ammetto. Immaginavo che il Sole potesse continuare a “sonnecchiare” ancora a lungo. Lo immaginavo anche perché non mi ero ancora preoccupato di confrontare in modo puntuale, fino al dettaglio giornaliero, l’attività verificatasi finora nel corso dell’attuale ciclo 24 con quella dei cicli precedenti (19-23).

Ebbene, è esattamente quello che ho fatto e che descrivo di seguito, utilizzando i grafici relativi al solar flux, disponibili sulla rete, ad esempio sul sito www.solen.info, dal 1954 (anno del primo minimo di cui sono disponibili i dati di solar flux) ad oggi. Per i confronti utilizzo i valori di solar flux misurati; ritengo che la differenza tra questi e quelli normalizzati (adjusted), rispetto alla distanza Sole-Terra, sia abbastanza ridotta da non richiedere di tracciare nuovamente tutti i grafici. Inoltre, evito di confrontare la “ripidezza” dei grafici, a causa della differente scala, ed anche perché mi pare davvero un dettaglio.

Infine, ho considerato 100 il valore di solar flux che rappresenta il limite tra un ciclo ancora “sonnacchioso” ed uno invece in decisa progressione. Dai grafici si osserva che ciò corrisponde abbastanza bene alla realtà dei cicli compresi tra il 19 ed il 23.

Sono consapevole del fatto che l’incremento di attività possa non essere concluso e anzi possa intensificarsi ulteriormente nelle prossime settimane e mesi. Tuttavia, un primo esame, anche “in corsa” credo aiuti a capire qualcosa in più.

In questa Parte 1 esaminiamo i cicli 23, 22 e 21, nella Parte 2, che sarà pubblicata prossimamente, troverete i cicli 20 e 19, oltre ad alcune considerazioni finali.

La situazione attuale, aggiornata al 23 marzo, è la seguente e credo non abbia bisogno di molti commenti:

Mi limito solo a ricordare che i due picchi visibili nel grafico si sono verificati all’improvviso, ben 26 mesi dopo il minimo (dicembre 2008) e senza essere preceduti da altri picchi di intensità superiore a 100.

Di seguito riporto alcuni brevi commenti ai grafici, in corrispondenza dei trend di crescita (primi 2-3 anni dopo il minimo) dei cicli compresi tra il 19 ed il 23, procedendo a ritroso nel tempo.

 

1998 (ciclo 23)

www.solen.info/solar/history/hist1998.html

I grafici mostrano due picchi consecutivi di attività, di intensità e durata non troppo dissimile da quelli attuali, tra il 10 marzo ed il 20 aprile 1998, poco meno di 2 anni dopo il minimo (maggio 1996), sebbene la forma dei picchi sia meno ripida di quelli attuali, specie per quanto riguarda il primo in ordine di tempo.

Peraltro, si osserva come si fossero già verificati alcuni picchi, anche isolati, nel corso del 1997, persino ad appena 1 anno e 4 mesi dopo il minimo (vedere immagini seguenti).

Inoltre, nel corso del 1998 ed anche oltre si ritrovano coppie di picchi (es. quella compresa tra il 5 agosto e la metà di settembre, vedere immagine seguente), anche se di intensità superiore a quella attuale ed a partire da valori base di solar flux ormai costantemente ben superiori a 100 e peraltro già precedute numerosi picchi di intensità superiore a 100.

Pertanto, ritengo non si individui una chiara similitudine con la situazione del ciclo 24.

 

1987-1988 (ciclo 22)

http://www.solen.info/solar/history/hist1987.html

Gli esempi di coppie di picchi di attività sono più d’uno, persino meno di un anno dopo il minimo (settembre 1986): ad esempio è degna di nota la coppia di picchi compresa tra il 16 luglio ed il 30 agosto 1987; tuttavia l’entità dei picchi è un poco inferiore a quella attuale ed è preceduta da due picchi isolati di attività pari ad appena più di 100, occorsi nelle prime settimane del 1987.

L’anno successivo, invece,

http://www.solen.info/solar/history/hist1988.html

risulta abbastanza simile a quella attuale la coppia di picchi compresa tra il 21 maggio ed il 7 luglio, anche se di intensità superiore (il massimo del secondo tocca un valore pari a 200) ed a partire da valori base di solar flux ormai costantemente superiori a 100 e peraltro già preceduti da picchi di intensità superiore a 100.

Dunque, anche in questo caso, ritengo che la similitudine con la situazione dell’attuale ciclo 24 sia problematica.

 

1977-1978 (ciclo 21)

http://www.solen.info/solar/history/hist1977.html

http://www.solen.info/solar/history/hist1978.html

Si individua una coppia di picchi, compresa tra il 21 dicembre 1977 ed il 15 febbraio 1978, a poco meno di due anni dal minimo (marzo 1976), la quale segna un’accelerazione del ciclo 24. Ma, già prima di questa coppia, si osservano diversi picchi isolati d’intensità superiore a 100, segno che il ciclo era già in piena progressione a poco più di 1 anno dal minimo e che dunque la coppia di picchi non ne ha segnato il primo “cambio di passo”.

Pertanto, anche in questo caso, a mio modesto avviso, non si individua una chiara similitudine con il ciclo attuale.

FINE PRIMA PARTE

FabioDue 

 

Premessa 

Questo articolo costituisce il seguito di quello già pubblicato la scorsa estate (http://daltonsminima.altervista.org/?p=10943). A due anni (dicembre 2008) dal minimo solare compreso tra il ciclo 23 ed il 24 ed a 6 mesi dalle rilevazioni analizzate nell’articolo precedente, tento di fare il punto sulla progressione dell’attuale ciclo 24, per sottolinearne similitudini e peculiarità. 

Di seguito si confronta lo smoothed sunspot number (SSN, media mobile su più mesi del sunspot number) del ciclo 24 con quello di tutti cicli compresi tra il 1798 ed oggi, cioè dall’inizio del Minimo di Dalton fino ai giorni nostri. Il confronto viene effettuato per i primi 18 mesi del ciclo, quelli finora disponibili per il ciclo 24. 

Come già spiegato nell’articolo precedente, la scelta dello smoothed sunspot number, rispetto al sunspot number medio mensile, è dettata dalla necessità di evidenziare i trend di medio/lungo periodo, eliminando tutte le oscillazioni “nervose” di breve, grazie appunto all’effetto dell’operazione di media. 

Lo scopo dell’analisi è quello di esaminare la progressione del ciclo 24, due anni dopo il minimo, per evidenziare informazioni importanti circa le sue prospettive future. 

Si tratta di un po’ di più di un gioco con i numeri, ma senz’altro meno di un’analisi scientificamente completa e rigorosa. 

I grafici sono poi oggetto di analisi e, nell’ultimo paragrafo, si cerca di trarre qualche conclusione. I grafici presentano la medesima scala, per un più agevole confronto. 

I dati sul sunspot number sono tratti dall’archivio SIDC (www.sidc.be), ente ufficiale di misurazione dei sunspot number. 

 

I cicli

Come accennato, i cicli oggetto dell’esame sono i seguenti:

Non sono stati presi in considerazione i cicli da 1 a 4, sia perché non aggiungono granchè all’analisi (hanno tutti una progressione superiore a quella del ciclo 24) sia in quanto i dati, risalenti ad oltre 200 anni fa, sono per questo fortemente sottostimati.

 Il grafico seguente (fig. 1) rappresenta l’intensità dei massimi relativi al ciclo che segue il minimo.

Fig. 1  

Si può osservare come l’attuale previsione sul massimo del ciclo 24 (Fonte: NASA, David Hathaway), almeno negli ultimi 200 anni (e probabilmente anche negli ultimi 300) sia ormai superiore ai soli cicli 5 e 6, quelli del cosiddetto “Minimo di Dalton” (1798-1823). 

Inoltre, occorre tenere presente che: 

• è opinione comune tra gli studiosi che il sunspot number risulti tanto più sottostimato quando più si procede a ritroso nel tempo, specie a partire dalla fine del XIX secolo; dunque è possibile che i massimi del Minimo di Dalton siano affetti da una imprecisione non trascurabile, tale da rendere la previsione del ciclo 24 ormai paragonabile ai valori registrati per i cicli 5 e 6;
• lo stesso fisico solare David Hathaway, nel sito NASA dedicato ai cicli solari, precisa come le previsioni dell’andamento di un ciclo solare risultino abbastanza affidabili a partire da 3 anni dopo il minimo; pertanto, nel nostro caso, occorre attendere almeno la fine del 2011; è quindi ragionevole aspettarsi ancora qualche ritocco (al ribasso?) prima che la previsione si stabilizzi.

Di seguito, si cerca di analizzare il minimo appena trascorso ed il primo anno e mezzo dal minimo stesso, confrontandolo con i cicli compresi tra il 1798 (inizio del Minimo di Dalton, come accennato prima) ed oggi. Si procede a ritroso nel tempo, suddividendo i cicli in 

• Grande Massimo (1933-2008),
• Ciclo finale del Minimo di Damon ed i due cicli successivi (1902-1933),
• Minimo di Damon (1855-1902) e due cicli precedenti (1833-1855),
• Minimo di Dalton (1798-1823) e ciclo successivo (1823-1833).

Tale suddivisione, come si nota, non corrisponde del tutto a quella tradizionalmente individuata dalla ricerca sui cicli solari, per maggiore semplicità di analisi e migliore coerenza dell’andamento dei cicli esaminati, come si può evincere dai grafici seguenti. 

 

  

  

   

 

Analisi

 

Fig. 2

Esaminando il grafico precedente (fig.2), appare subito evidente come nessun ciclo, dal 17 in poi regga il confronto con il ciclo 24, almeno nel primo anno e mezzo di vita: tutti i sette cicli precedenti sono molto più intensi, sia in termini di approccio al minimo” (da 6 mesi prima), sia come valore minimo (dal doppio fino a 6-7 volte il SSN del dicembre 2008) che in “salita” (1 anno e mezzo dopo, quasi tutti i sunspot number superano ampiamento il valore di 30). Il solo ciclo 17 evidenzia una progressione analoga a quella del 24 pur restandone comunque al di sopra e pur distaccandosene maggiormente negli ultimi 4 mesi, segno forse di una progressione più rapida.

Inoltre, il grafico precedente (fig.1) relativo ai massimi mostra come questi siano ampiamente superiori alla previsione per il ciclo 24.

Si tratta, come noto, dei cicli compresi nel cosiddetto “Grande Massimo” dell’epoca moderna, cioè il periodo, grosso modo compreso tra gli anni ’30 ed i primi anni del XXI secolo, in cui i cicli sono risultati i più intensi da quando si calcola il sunspot number e, stando a recenti ricerche, i più intensi degli ultimi 8000 anni.

 

  

Fig. 3

Procedendo ancora a ritroso, (fig. 3), s’incontrano tre cicli, corrispondenti alla porzione finale del cosiddetto “Minimo di Damon” (1850-1913) ed ai due cicli immediatamente successivi. Essi furono caratterizzati da lunghi minimi (lo si nota dal fatto che il valore minimo del sunspot number si è mantenuto immutato per più di un mese) e da massimi non particolarmente intensi.

Confrontando i valori dei sunspot number, si nota come, nella fase di approccio al minimo ed in fase di minimo, i valori furono paragonabili a quelli della transizione 23-24. Poi, però, in fase di progressione “post minimo”, i nuovi cicli si discostano sempre di più dal 24. Dunque, in sintesi, la “discesa” è “morbida” almeno tanto quanto quella dell’ultima transizione di ciclo, ma la “ripartenza” avviene con più “brio”. Ciò risulta coerente con quanto riportato in fig.1, in cui si nota come i massimi raggiunti dai cicli 14, 15 e 16 siano superiori, anche se non di molto, al valore previsto per il ciclo 24.

 

 

Fig. 4

Scorrendo ancora più a ritroso la lista dei cicli (fig.4), s’incontrano quelli compresi tra l’8 ed il 13, corrispondenti al Minimo di Damon ed a due (8 e 9) cicli successivi al Minimo di Dalton.

Come si nota chiaramente dal grafico, la progressione “post minimo” risulta nettamente più “vivace” rispetto al ciclo 24 ed a partire da sunspot number minimi già superiori. Fa eccezione il ciclo 10, che progredisce e si distacca dal 24 più lentamente degli altri.

Occorre però ricordare che ormai ci si trova in pieno XIX secolo e, come accennato in precedenza, i valori di sunspot number sono probabilmente affetti da un’approssimazione per difetto non trascurabile, anche se difficile da stimare in modo puntuale.

Fig. 5

Il viaggio a ritroso attraverso i cicli solari si conclude con il ciclo immediatamente successivo (7) e con i due (5 e 6) corrispondenti al Minimo di Dalton (1798-1823). Essi sono caratterizzati da minimi lunghi e profondi e da una ripartenza molto lenta. Infatti, l’analisi del grafico evidenzia come la progressione verso il massimo appare, almeno fino a 18 mesi dopo il minimo, appaia nettamente più lenta rispetto a quella finora evidenziata dal ciclo 24 e caratterizzata pure da qualche temporaneo arretramento del sunspot number.

Ciò risulta coerente con quanto riportato nel grafico di Fig. 1, almeno per i due cicli del Minimo di Dalton (5 e 6), il cui massimo rilevato appare inferiore alla stima attuale relativa al ciclo 24.

Conclusioni

 In sintesi, si può osservare che, nei primi due anni dopo il minimo,

• solo il ciclo 6 risulta essere sistematicamente più debole del ciclo 24, pur considerando una probabile rilevante sottostima dei dati di sunspot number risalenti a 200 anni fa ed oltre;
• i cicli 5 e 7 risultano “a cavallo” del ciclo 24, e dunque possono essere considerati ad esso paragonabili, tenendo anche conto della suddetta sottostima;
• anche cicli più recenti, come il 10 ed il 15, che inizialmente appaiono paragonabili al 24, poi se ne discostano progressivamente;
• solo il ciclo 17 mostra una progressione nel complesso paragonabile a quella del ciclo 24, pur presentando costantemente valori di sunspot number superiori, compresi tra 2 e 6;
• infine, sebbene ciò abbia ad oggi un valore ancora piuttosto relativo, come accennato nel commento alla Fig. 1, solo i due cicli del minimo di Dalton hanno uno “smoothed” sunspot number” (effettivo) massimo inferiore a quello (stimato) per il ciclo 24, ma ormai potrebbe essere considerato ad esso paragonabile, per la succitata sottostima.

In conclusione, questo ciclo, mese dopo mese, anno dopo anno, assomiglia sempre di più ad un ciclo estremamente debole, ormai paragonabile a quelli più deboli verificatisi negli ultimi 200 anni ed oltre. Tuttavia, in base a quanto affermato da Hathaway circa l’affidabilità delle previsioni, si ritiene che per una piena valutazione della natura di questo ciclo occorra attendere ancora un anno circa.

Dunque, come ci raccomanda la NASA “stay tuned for updates”, restiamo sintonizzati per i prossimi aggiornamenti, che potrebbero riservare ulteriori novità e porre nuove domande.

In un articolo successivo, procederò al confronto tra il sunspot number del SIDC e quello NIA, nonchè altri grafici interessanti di confronto tra sunspot number e solar flux.

Tra 6 mesi ci riaggiorniamo per eventuali conferme o correzioni di quanto finora emerso.

 A voi la parola, per osservazioni e, naturalmente, obiezioni e critiche!

 FabioDue

Riassunto delle puntate precedenti:

Qualche tempo addietro ho pubblicato un articolo in cui mettevo in evidenza un possibile legame lineare tra i vari conteggi del sunspot number e i valori di solar flux mensili. L’idea mi era venuta così, all’improvviso, e avevo fatto qualche osservazione empirica su alcuni dati. Non avrei mai pensato che l’argomento potesse suscitare l’attenzione che effettivamente è venuta fuori, ma evidentemente il tema trattato era di interesse. Perciò ho deciso di andare avanti con l’analisi, operando in maniera più dettagliata e mettendo a confronto diverse idee.

Dunque, partiamo.

Un limite dell’analisi precedente era quello di considerare una base di dati riguardante una scala temporale troppo limitata (meno di due anni), per cui questa volta abbiamo fatto le cose molto più in grande: questo lavoro si basa sulle registrazioni di SN e SF dal 1954 al 2008, prende cioè in considerazione 5 cicli solari interi (dall’inizio del 19 al 23). Ciò comporta necessariamente che non possiamo utilizzare il conteggio NIA come base dati, perché non abbiamo misurazioni del SN per tempi poco recenti. La scelta è stata quella di utilizzare il conteggio SIDC.

La mole di dati che sono stati elaborati è veramente enorme, quindi non verranno riportate di seguito le tabelle dei dati stessi ma solo i grafici di interesse.

Il primo punto su cui soffermarsi è: esiste correlazione lineare tra SN e SF? Nella discussione sul precedente articolo qualcuno (non ricordo chi) lo aveva escluso categoricamente, sostenendo che se c’era un legame tra i due valori esso doveva essere esprimibile mediante una legge matematica più complessa. Bene, di seguito sono riportati i grafici SF/SN dei cicli di cui disponiamo di dati completi (asse x: SN mensili / asse y: SF mensili):

Penso che ci siano pochi commenti possibili a questi 5 grafici: per ciascuno di essi esiste una retta di interpolazione che si adatta veramente molto bene all’andamento dei punti. Quindi possiamo dare per dimostrato che esiste correlazione lineare forte tra SN e SF.

 Il secondo punto sul quale volevo focalizzare l’attenzione è questo: è evidente che, nonostante la correlazione lineare sia presente in tutti i cicli, col passare del tempo diminuisce la precisione con cui SF e SN sono legati da una legge matematica. In parole più semplici, si nota che in tempi recenti abbiamo più punti del grafico che si discostano in maniera significativa dalla retta di previsione. E’ un problema importante, perché si potrebbe ragionevolmente supporre l’esatto contrario: con l’aumentare della precisione degli strumenti di misurazione la correlazione tra SN e SF dovrebbe aumentare. E invece no: di seguito è riportato il grafico delle varianze dei set di dati relativi ad ogni ciclo solare, ecco cosa emerge:

Andrea

Si ringraziano per l’elaborazione dei dati:

Fabio Nintendo per il trattamento statistico e l’analisi

Luca Nitopi per l’analisi

Alessandra Lanzoni per la tabulazione

 NOTA: chiunque fosse interessato ad avere i dati di SF e SN del SIDC per i cicli 19, 20, 21, 22 e 23 su foglio excel per poterci lavorare, può richiederli al mio indirizzo email: pede_fish@hotmail.it

 

Avevo già parlato di Raffaele Bendandi (1893-1979) facendo una biografia dello studioso faentino (Link al post). Egli è rimasto famoso come “l’uomo che prevedeva i terremoti”(Link ad archivio del corriere.it). Oggi cercherò di sintetizzare le ricerche esposte dal Bendandi nella sua opera “Un principio fondamentale dell’Universo’” pubblicato nel 1933.

Spiegazione del ciclo undecennale del Sole

secondo il Bendandi

Innanzitutto faccio una piccola premessa sulla differenza fra rivoluzione siderale e rivoluzione sinodica. La prima  è il tempo che impiega l’oggetto per compiere un’intera orbita intorno al Sole comunemente detto rivoluzione. La seconda è invece il periodo orbitale apparente (visto dalla Terra) dell’oggetto. In altre parole è il tempo che impiega un oggetto per ritornare nella stessa posizione nel cielo, rispetto al Sole e osservato dalla Terra (link a Wikipedia).

Mi sono concentrato su questo concetto perchè tutti i calcoli riportati nelle tabelle tengono conto del moto semi-rivolutivo sinodico dei pianeti Venere e Giove.

Secondo il Bendandi l’attività solare dipende soprattutto dall’interagire di Venere, Terra e Giove. L’autore riteneva che nel momento delle congiunzioni fra questi pianeti  si generasse una forza marreale, un battimento tale da innescare il ciclo undecennale del sole.

Ragionando con metodo galileano il Bendandi sviluppò una ipotesi basata  sulla differenza in giorni fra le congiunzioni superiori/inferiori di venere e le opposizioni/congiunzioni  di Giove (link a schema) ricavate considerando il moto semi rivolutivo sinodico di questi pianeti.

	Periodo siderale		Periodo sinodico	Periodo semi-sinodico
Venere	0,615 anni	1,599 anni	583,92 giorni	291,96 giorni
Giove	11,87 anni	1,092 anni	398,9 giorni	199,44 giorni

Il periodo sinodico di venere e giove è considerato come un valore medio può variare anche di parecchi giorni (link a dettagli Venere)(Link a dettagli Giove)

Secondo il Bendandi tanto minore era la differenza in giorni fra le congiunzioni/opposizioni  di Giove e Venere con la Terra e il Sole  maggiore era l’azione che esercitavano sul sole. L’azione mareale  che questi pianeti produccono è maggiore se questa si sviluppa all’equatore solare pertanto Bendandi sviluppa una correzione ai suoi calcoli secondo il periodo dell’anno in cui avvengono le congiunzioni secondo lo schema riportato (da pag 312 Un principio fondamentale dell’Universo Raffaele Bendandi 1933) .

Tenuto conto di queste correzioni e avvalendosi di un almanacco astronomico  che riportasse le date esatte sulle congiunzioni dei vari pianeti sviluppò una tabella alla fine del testo in cui riporta un valore corretto della differenza dei giorni con fra Venere (in congiunzione inferiore e superiore ) e le congiunzioni/opposizioni di Giove dal 1600 al 2003. Osservando i valori ho potuto sviluppare un grafico di confronto con  i valori di sunspot annuo (link ad archivio NOAA) osservati dal 1700 ad oggi.

I valori sono stati trattati come un logaritmo inverso in base 10 moltiplicato per 100 (al fine grafico i valori essendo al denominatore devono sempre essere diversi da 0 e inoltre li ho aumentati portandoli almeno a due per non schiacciare troppo la curva nei dati sviluppati dall’almanacco astronomico di Catania, ultimo grafico sviluppato linea verde in quanto non corretti con la Latitudine Solari come invece aveva fatto il Bendandi)

Ho segnalato con l’azzurro i cicli dal due al quattro per segnalare un netto sfasamento fra quanto predetto dall’ipotesi fatta dal Bendandi e quello che invece abbiamo osservato.

Anche in questo caso ho segnalato in azzurro gli ultimi cicli solari in quanto si nota un aumento della differenza fra ipotesi e osservato.

Probabilmente quello che è accaduto all’inizio del 1800 si sta riproponendo oggi. Da cosa è dovuto questo sfasamento fra Ipotesi e osservazione? Dagli altri pianeti del sistema Solare? Da un rallentamento interno del sole?

Lascio queste domande a tutti voi, nella speranza che qualcuno possa  trovare alla fine una risposta esaustiva sul ciclo undecennale del sole.

Infine lavorando con l’almanacco dell’osservatorio di Catania (link al sito) ho voluto creare un grafico delle successive congiunzioni fra Venere Giove. Secondo l’ipotesi del Bendandi il prossimo massimo dovrebbe esserci  attorno all’anno 2015.

Attualmente esistono molte predizioni sul possibile andamento del prossimo ciclo ne ho voluta creare una ulteriore usando la teoria del Bendandi.

Per ulteriori informazioni vi consiglio di contattare l’Oservatorio Bendandi http://osservatoriobendandi.xoom.it/

Andrea B

Premessa

Il testo seguente è una traduzione di un articolo apparso di recente sul Journal of Cosmology, http://JournalofCosmology.com. Scopo della traduzione è esclusivamente quello di far conoscere il contenuto dell’articolo a chi non ha particolare dimestichezza con l’inglese, in particolare con la terminologia scientifica. Non conosco gli autori, tuttavia la fonte mi è parsa seria. Le argomentazioni non sono facili da comprendere, occorrono buone conoscenze di matematica e fisica. Le conclusioni sono invece ben comprensibili e nette. Lascio comunque a voi valutare, sperando che la traduzione sia sufficientemente fedele al testo originale da non averne modificato il senso. Ho lasciato i riferimenti contenuti nella sezione delle referenze, che potete trovare al link presente a fine articolo, qualora voleste approfondire il tema.

Fabio2

Riassunto

Di seguito si riportano in sintesi recenti scoperte circa le periodicità della tachocline (fascia interna alla superficie della nostra stella) solare e le loro interpretazioni fisiche. Queste ci portano a concludere che la variabilità solare sta attualmente entrando in un Grande Minimo, che è un episodio di attività solare molto bassa, di durata non inferiore ad un secolo. Conseguenza di ciò è un aggiornamento della nostra precedente previsione sulla forza del presente ciclo di Schwabe (n. 24). Il massimo sarà ritardato (metà 2013) con un sunspot number pari a 55.

1. Introduzione

Si ritiene che l’attività solare sia associata al cambiamento climatico (De Jager and Duhau, 2009; De Jager et al., 2010; Miyahara et al., 2010). L’attività delle macchie solari può essere riassunta nei due emisferi solari ed esse appaiono fluttuare secondo cicli di 11 anni (cicli di Schwabe, ndr). Comunque, episodi prolungati di ridotta attività delle macchie solari, come il Minimo di Maunder (così nominato in onore dell’astronomo solare Edward W. Maunder), erano collegati con chiarezza ad un episodio di estremo raffreddamento ed inverni caratterizzati da freddo pungente in Europa e Nord America, noto come la “piccola era glaciale.”

Figura 1. Una macchia del ciclo 23 (presso l’equatore) e la prima macchia del ciclo 24 (in alto). (4 Gennaio 2008). (Ad onor del vero, David Hathaway aveva riconosciuto come appartenente già al ciclo 24 una macchia apparsa nel 2006, ndr)

Le previsioni del massimo “sunspot number” (R_max) per l’attuale ciclo 24 spaziano da valori estremamente elevati, attraverso valori intermedi, fino a valori estrememente piccoli (si veda De Jager and Duhau, 2009). Le previsioni di quest’ultimo tipo possono condurre ad un altro episodio di Grande Minimo (Miyahara et al., 2010).

Le previsioni contrastanti possono essere dovute alla possibilità che, attualmente, il sistema della dinamo sia sottoposto ad una transizione caotica dal Grande Massimo del 20° secolo ad un altro regime (Duhau, 2003; De Jager and Duhau, 2009).

Specificamente, sebbene i suoi meccanismi di dettaglio siano sconosciuti, la dinamo solare genera il campo magnetico del Sole tramite una corrente elettrica circolare che fluisce in profondità all’interno della stella. Il plasma solare è un ottimo mezzo conduttore (di elettricità, ndr). Nella tachocline, circa 200.000 km sotto la superficie, in presenza di un “seed field” (campo magnetico iniziale, ndr), si generano correnti a livelli dove differenti latitudini del Sole ruotano a velocità differenti, mentre interagiscono con moti convettivi che hanno origine in profondità, così amplificando forti campi magnetici (come specificato dalle leggi della magnetoidrodinamica). Come il ciclo delle macchie, la dinamo solare si inverte ogni 11 anni, e questo innesca dell’attività solare. Si ritiene che, durante il Minimo di Maunder, la rotazione del sole possa aver rallentato. Perciò, il comportamento futuro delle macchie dipende in larga misura dallo stato della dinamo solare durante la transizione (Lorentz, 1993).

Figura 2. Variazioni dell’attività solare che evidenziano il Minimo di Maunder.

Un metodo per predire il prossimo Grande Episodio, basato su precedenti risultati riguardo i modi di oscillazione della dinamo solare (riassunti in De Jager e Duhau, 2010) è stato introdotto da de Jager e Duhau (2009). Uno dei risultati è il riconoscimento di una transizione dal Grande Massimo del 20° secolo ad un altro Grande Episodio. Questa transizione è iniziata nel 2000 e ci si attende si concluda nel 2013 (2000 e 2013 sono rispettivamente l’anno del massimo del ciclo 23 ed il previsto anno del massimo del ciclo 24, ndr).

Basata sulla metodologia menzionata sopra e utilizzando nuovi dati per l’indice geomagnetico aa, si prevede che un Grande Minimo sia imminente. Di conseguenza, si prevede un prolungato periodo di relativo raffreddamento globale. Si descrivono di seguito i relativi meccanismi.

2. Variabilità solare e il Diagramma di Fase.

La variabilità solare è dominata dalle due principali componenti del campo magnetico solare: i componenti toroidale e poloidale del campo magnetico del tachocline, che è uno strato di spessore pari a circa 30.000km, situato grosso modo a 200.000km sotto la superficie solare. Poiché questi campi interni non sono direttamente osservabili, mentre le osservazioni dirette dei campi equatoriale e polare sono disponibili solo per un periodo di tempo limitato, si necessita di approssimazioni per queste componenti di campi magnetici.

Un’approssimazione per la forza del campo magnetico toroidale è R_max, il numero massimo di macchie in cicli di Schwabe successivi (Nagovytshin, 2005); cfr. Fig.3a. Con riferimento al componente del campo poloidale, è stato suggerito da Russell (1975), Russell e Mulligan (1995), e Duhau e Chen (2002), che un’approssimazione per la forza del campo poloidale massimo è aa_min,, il valore minimo del componente magnetico aa. I dati di aa sono basati su misure simultanee della forza del campo terrestre a Greenwich (UK) e Adelaide (Australia). La prima serie, dal 1868 (Mayaud, 1975), fu estesa fino al 1844 (Nevanlinna e Kataja, 1993), mentre dati migliori, a partire dal 1868, sono stati forniti da Lockwood (priv.com.), cfr. Fig. 3b.

Fig. 3. Valori di R_max dal 1610 (a) e aa_min dal 1844 (b). I dati di R_max da prima e dopo il 1705 sono rispettivamente il numero di Wolf e il cosiddetto “Group Sunspot Number” (Hoyt and Schatten, 1998; R_g sunspot number dei gruppi di macchie, ndr), mentre i dati di aa sono forniti da Nevanlinna e Kataja (1993) e Lockwood (priv. comm.). Le linee orizzontali sono le coordinate del punto di Transizione (vedi testo). Gli incroci rappresentano rispettivamente: (a) i valori previsti per il massimo del ciclo 24 (67 ± 17) e (b) the precedente indice geomagnetico aa_min (9.8 ± 1.2) nT (previsione di De Jager e Duhau, 2009). I triangoli in (a) e (b) sono rispettivamente il nuovo valore previsto di R_max per il ciclo 24 (vedere sezione 4) e il valore medio annuo osservato di aa_min centrato a metà del 2009 (8.7 nT). M, R ed H si riferiscono ai tipi di Grandi Episodi che si verificano tra gli anni indicati dalle linee verticali. D si riferisce al Minimo di Dalton.

Per lo studio della storia della tachocline solare ha senso esaminare la variazione simultanea e la mutua dipendenza delle due approssimazioni. In quel senso, Duhau e Chen (2002) hanno introdotto un diagramma di fase nel quale R_max è rappresentata come una funzione di aa_min. Il suo studio conduce ad una interessante conclusione: appare (Duhau e Chen, 2002; Duhau e De Jager, 2008) che, al momento della transizione da un Grande Episodio ad un altro, le due approssimazioni assumono valori ben definiti che sono chiamati “Punto di Transizione”. Questo punto si ricava dal comportamento (vedi Figg. 3a e 4) di un componente di lungo periodo, definito come la somma della tendenza lineare e le periodicità delle componenti di “wavelet” (funzione per la rappresentazione di serie temporali,che può essere scomposta in un certo numero di funzioni elementari, ndr) nelle parti superiori delle bande di Gleissberg e Suess (de Vries).

Nella figura 3a viene mostrata una sequenza completa dei tre tipi di Grandi Episodi che si sono alternati durante l’ultimo millennio (Duhau e de Jager, 2008). Questi episodi sono il Grande Minimo (M: 1620 – 1724), le Oscillazioni Regolari (R: 1724 – 1924) e il Grande Massimo (H: 1924 – 2009). Durante questi tre periodi R_max e aa_min erano rispettivamente sotto, oscillando intorno, e sopra il livello del punto di transizione. Come si vede nel diagramma di fase (Fig. 4), la variazione di lungo termine è costituita da una successione di ellissi chiuse attorno al punto di transizione. Questo ciclo secolare è chiamato il ‘Ciclo di Gleissberg’.

Fine prima parte

Fabio 2