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Un minimo di Maunder decisamente discusso in questo 2015

Disegno di un gruppo di macchie solari osservate nel mese di agosto 1671, come pubblicato nel numero 75 della Philosophical Transactions, corrispondente al 14 agosto 1671.

Premessa

In questo 2015, l’indagine e lo studio sul conosciuto minimo solare del Maunder è tornato decisamente in auge. Due carte sono state pubblicate. A Febbraio, in una carta scientifica pubblicata da Zolotova & Ponyavin a titolo :  “Il Minimo di Maunder non è un grande minimo come sembrava essere”, si affermava che in detto periodo storico l’assenza delle macchie solari non era stata così totale come si pensava. A Maggio, l’accademico Vaquero e colleghi pubblicano una carta a titolo : Livello e durata della ciclica attività solare durante il minimo di Maunder, come dedotto statisticamente dall’ attività giornaliera”.  Adesso, abbiamo un terzo documento a prima firma Ilya Usoskin a titolo : Il minimo di Maunder (1645-1715) è stato davvero una grande minimo: Una rivalutazione da più datasets

Sommario dello studio

  • Obiettivi. Anche se il noto perido del minimo di Maunder (1645-1715) è conosciuto come un periodo di estremamente bassa attività solare, affermazioni recenti, mettono in discussione che l’attività solare in quel periodo potrebbe essere stata moderata o addirittura superiore rispetto a quella dell’attuale ciclo solare 24. In questa ricerca abbiamo rivisitato tutti i set di dati esistenti, sia diretti che indiretti, per valutare il livello dell’attività solare durante il minimo di Maunder.
  • Metodi. Discutiamo le asiatiche osservazioni delle macchie solari ad occhio nudo, le osservazioni solari con i telescopici, la frazione delle macchie solari giornaliere attive, l’estensione, la latitudine e la posizione delle macchie solari, gli avvistamenti delle aurore alle alte latitudini, i dati dei radionuclidi cosmogenici così come le osservazioni delle eclissi solari per quel periodo. Consideriamo anche le caratteristiche peculiari del Sole (la forte asimmetria emisferica di posizione delle macchie solari, l’insolita rotazione differenziale e la mancanza della K-corona) che implica una modalità speciale dell’attività solare durante il minimo di Maunder.
  • Risultati. Il livello dell’attività solare durante il minimo di Maunder è rivalutato sulla base di tutti i set di dati disponibili.
  • Conclusioni. Concludiamo che l’attività solare era davvero ad un livello eccezionalmente basso durante il minimo di Maunder. Anche se il livello esatto non è ancora chiaro, è stato sicuramente inferiore a quello occorso durante il minimo di Dalton, intorno al 1800 e nettamente inferiore a quello del corrente ciclo solare 24. Le rivendicazioni di un livello moderato-alto dell’attività solare durante il minimo di Maunder vengono quindi respinte a un livello elevato di fiducia.

Figura n°1La Figura n°1 ripresa dalla carta : Numero del gruppo annuale delle macchie solari durante e intorno al minimo di Maunder, secondo Hoyt & Schatten (1998) – GSN, Zolotova & Ponyavin (2015) – ZP15, e modello proposto da Vaquero et al. (2015A) (vedi par. 2.1), come indicato nella legenda.

La ricerca : http://arxiv.org/pdf/1507.05191v1

Livello e durata della ciclica attività solare durante il minimo di Maunder, come dedotto statisticamente dall’ attività giornaliera

di JM Vaquero, GA Kovaltsov, IG Usoskin, VMS Carrasco e MC Gallego
A & A, 577 (2015) A71

Pubblicato online il 6 maggio 2015

Doi : http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201525962

Riassunto

 

Obiettivi.

Il minimo Maunder (MM), noto periodo dalle notevolmente attività solare ridotta ha avuto luogo tra il 1645-1715, ma l’esatto livello dell’attività solare è incerta perché si basa, in larga misura, su dichiarazioni generiche storiche dell’assenza di macchie sul Sole. Utilizzando un approccio conservativo, ci proponiamo di valutare il livello e la durata del ciclo solare durante il MM, sulla base di documenti storici diretti da astronomi di quel tempo.

Metodi.

Un database dei giorni attivi e non attivi (giorni con e senza macchie solari registrate sul disco solare) è costruito per tre modelli di differenti livelli di conservatorismo (libero, ottimale e modello rigido) in materia di generici record non in loco. Abbiamo usato la frazione giornaliera attiva per stimare il numero di gruppo di macchie solari durante il MM.

Risultati.

Una chiara variabilità ciclica si trova in tutto il MM con picchi dell’attività solare intorno al 1655-1657, 1675, 1684, 1705, ed eventualmente nel 1666, con la frazione attiva giorni non superiore a 0,2, 0,3, 0,4 o durante il nucleo MM, per i tre modelli . Il numero di macchie solari stimate si trova ad essere molto basso in accordo con un grande minimo dell’attività solare.

Conclusioni.

Per il nucleo MM tra il 1650-1700, abbiamo trovato che (1) Una grande porzione di registrazione non-spot, che corrispondono alle osservazioni meridiani solari, può essere inaffidabile nel database convenzionale. (2) La frazione dell’attiva giornaliera è rimasta bassa (al di sotto di 0,3-0,4) in tutto il MM, ciò indica un basso livello di attività delle macchie solari. (3) Il ciclo solare appare chiaramente nel nucleo MM. (4) La durata del ciclo solare durante il nucleo MM appare di 9 ± 1 anni, ma questo è incerto. (5) La grandezza del ciclo delle macchie solari durante MM è valutato al di sotto 5-10 in numero di macchie solari. L’ipotesi di cicli ad alta attività solare durante il MM non è confermata.

Dalla sezione : “Lunghezza dei cicli solari” :

“….Ci sono quattro massimi dell’attività solare nel nucleo centrale del MM, tra il 1657 e il 1684. Questo porta ad una stima della durata media del ciclo solare (max-to-max) di 9 ± 1 anni. Tuttavia, la nostra visione dell’evoluzione ciclica dell’attività delle macchie solari durante MM è incerta a causa della situazione poco chiara intorno al 1648, 1666 e 1693. Se assumiamo due ipotetici massimi solari mancanti durante questi periodi; per esempio, Waldmeier (1961) ha proposto un ciclo con massimo nel 1649, mentre Usoskin et al. (2001) suggerivano un massimo intorno 1695, così si può stimare una durata media dei cicli solari nel MM (1636-1711) che potrebbe essere di 9,5 ± 0,5 anni. Se, tuttavia, si assume che non c’erano ulteriori massimi nel ciclo solare intorno al 1648 e il 1693, la durata media del ciclo (max-to-max) sarebbero di 13,2 ± 0,6 anni. In questo caso, tuttavia, la lunghezza dei singoli cicli varia notevolmente, tra i 9 ei 18 anni. La stima della durata del ciclo è simile ma leggermente più breve rispetto ai risultati proposti da Mendoza (1997) e Usoskin et al. (2001), che suggeriscono una lunghezza del ciclo di 10,5-11 anni durante il MM con osservazioni delle macchie solari. Nel frattempo, il raggruppamento dell’attività con intervalli di  ≈20 anni (1650-1670, 1670-1690, e 1690-1710) è chiaramente visibile, in accordo con i risultati precedenti di una dominante periodicità di 22 anni durante il MM (Usoskin et al. 2001). Questo raggruppamento dell’attività, tuttavia, potrebbe anche essere prodotto dalla scarsità di dati affidabili nel 1648, 1669, e 1693...”

Sulla piattaforma personale di Ilya Usoskin è possibile scaricare l’intero documento : http://cc.oulu.fi/~usoskin/personal/aa25962-15.pdf

 

Fonte : https://tallbloke.wordpress.com/2015/05/08/level-and-length-of-cyclic-solar-activity-during-the-maunder-minimum-as-deduced/

Il caso delle macchie scomparse (5° ed ultima parte)

Svariate testimonianze dimostrano che, tra il 1645 e il 1715, l’attività solare subì un drastico rallentamento: probabilmente quello non fu un episodio isolato

– Articolo ripreso dalla rivista “Le scienze” n°109 del Settembre 1977 su segnalazione del nostro Zambo-

La prima parte è disponibile al seguente link : http://daltonsminima.altervista.org/?p=22855

La seconda parte è disponibile al seguente link : http://daltonsminima.altervista.org/?p=22892

La terza parte è disponibile al seguente link : http://daltonsminima.altervista.org/?p=24552

La quarta parte è disponibile al seguente link : http://daltonsminima.altervista.org/?p=25968

Fig.N°8

Le variazioni nell’attività del Sole a partire dall’Età del bronzo possono essere dedotte dall’abbondanza di carbonio 14 negli anelli di crescita di Pinus aristata, usando il minimo di Maunder per calibrare le variazioni del carbonio 14 in termini di variazioni solari. Le escursioni più pronunciate nei dati del carbonio 14 sono rappresentate dal grafico in alto; ampiezza e durata di tali escursioni sono state ricavate dalle informazioni sul carbonio 14. In base a questi dati, l’autore ha ricavato la curva della storia dell’attività solare (seconda dall’alto}. Tale curva pub essere vista come l’inviluppo su lunga scala dell’ampiezza di un possibile ciclo delle macchie solari. E’ evidente che negli ultimi 5000 anni ci sono state almeno 12 variazioni dell’attività solare pronunciate quanto il minimo di Maunder; i nomi suggeriti per le variazioni precedenti fanno riferimento all’epoca storica. Sono poi rappresentate una stima della temperatura media annuale in Inghilterra a partire dall’anno 1000 (al centro) e una curva che descrive il rigore degli inverni a Parigi e a Londra (seconda dal basso). L’ultima curva da i tempi in cui i ghiacciai alpini avanzarono o si ritirarono. Per gli ultimi 5000 anni tutte le curve climatologiche sembrano seguire le variazioni a lungo termine dell’attività solare.

A questo punto non mi rimane che un ultimo confronto, un confronto che come suggerì una volta Maunder, può collegare le variazioni di attività solare a lungo termine con effetti importanti sulla Terra. Il minimo di Maunder corrisponde quasi esattamente alla punta più fredda della “piccala età glaciale”, un periodo di freddo insolitamente intenso in Europa dal XVI secolo. Nei momenti più freddi di quel periodo la temperatura media era più bassa di quella odierna di circa un grado centigrado, secondo il climatologo britannico Hubert H. Lamb.

In quel periodo i ghiacciai alpini si spinsero più avanti di quanto avessero mai fatto dopo l’ultima grande glaciazione 15 000 anni fa. In quel periodo andò distrutta la colonia scandinava nella Groenlandia sud occidentale, isolata dal resto del mondo dal ghiaccio della banchisa che per anni e anni non si sciolse.

E’ possibile che quell’anomalia del clima – il più rigido dell’ultimo millennio – sia correlata alla lunga assenza delle macchie solari?

E’ possibile che la sparizione delle macchie solari e la modifica delle caratteristiche della rotazione solare indichino che il flusso di radiazione dal Sole e diminuito leggermente`?

I modelli moderni che descrivono il clima mostrano che periodi di freddo su scala mondiale, freddi quanta la piccola  era glaciale, possono essere prodotti da una diminuzione non più grande dell’uno per cento della radiazione solare totale, un cambiamento cosi  impercettibile che sarebbe difficilmente rivelabile con misure dirette, anche se durasse per decenni.

D`altra parte e possibile che la coincidenza sia casuale, cioè che il minimo di Maunder e la piccala et glaciale siano anomalie prive di qualsiasi  correlazione. Un collega mi mise in guardia, un giorno, dai rischi cui si va incontro facendo simili associazioni: egli fece notare che si potrebbe ipotizzare  altrettanto bene una connessione tra il minimo di Maunder e il contemporaneo regno di Luigi XIV. Potremmo dunque affermare che un minimo  prolungato delle macchie solari produce un Re Sole ?

Ora pero che i dati sul carbonio 14 hanno reso disponibile un’estesa registrazione della storia del Sole, possiamo verificare se esiste una correlazione  significativa tra i cambiamenti solari e il clima, confrontando tutte le variazioni solari di maggiore ampiezza, dedotte dalle variazioni del carbonio 14,  con la storia del clima nello stesso periodo. Nel fare questo confronto saremo limitati soprattutto dall’incertezza nella registrazione del clima: infatti,  ormai conosciamo meglio la storia del Sole che non quella del nostro stesso pianeta !

Ho confrontato la storia del Sole dedotta dal carbonio 14 con la storia del clima mondiale che Lamb e altri hanno derivato da resoconti storici  e dall’avanzare e regredire dei ghiacciai alpini. A ogni diminuzione dell’attività solare, quale fu per esempio il minimo di Maunder delle macchie solari,  corrisponde un periodo di avanzata dei ghiacciai in Europa; a ogni aumento dell’attività solare, come il massimo medievale, fa riscontro un periodo di ritiro  dei ghiacciai. Il minimo di Sporer delle macchie solari corrisponde per profondità e durata alla prima grande diminuzione della temperatura nella piccala età glaciale.  Il massimo medievale di attività solare corrisponde alla calda età medievale ben studiata, in cui la temperatura media mondiale fu elevata quanta quella odierna, se non di più. Questi risultati preliminari sul confronto tra storia solare e clima rivelano che i cambiamenti sul Sole sono la causa principale delle variazioni climatiche di durata compresa tra 50 anni e varie centinaia di anni.

Stranamente, la connessione evidente tra le variazioni solari e quelle climatiche ci può dire poco sugli effetti che i cambiamenti solari a breve periodo, come il ciclo di 11 anni delle macchie, potrebbero `avere sulle condizioni atmosferiche a breve termine. Trattando il minimo di Maunder o il massimo medievale non ci occupiamo dei singoli su e giù connessi al ciclo delle macchie, ma solo dell’inviluppo a lungo termine che connette i picchi di molti cicli. E possibile, secondo me, che l’inviluppo lentamente variabile sia il riflesso di piccole variazioni, di pochi percento,  nell’emissione totale di energia dal Sole, variazioni che potrebbero essere indipendenti dal fatto che il ciclo di 11 anni fosse in fase di massimo o di minimo. Un’emissione solare variabile potrebbe modulare l’ampiezza o l’intensità di una successione continua di cicli undecennali, tutti dotati di un picco e di una valle. Come avviene per i segnali radio a modulazione di ampiezza, il messaggio non sarebbe trasportato dai singoli cicli dell’oscillazione continua, ma dalla loro variazione in ampiezza, cioè, essenzialmente, dall’inviluppo dei picchi.

L’intensità del ciclo delle macchie solari potrebbe essere modulate. per mezzo della dinamo salare, quando lente variazioni nel flusso de1l’energia solare  alterano la struttura della zona convettiva del Sole e, conseguentemente, lo schema di flusso alla superficie. E possibile che l’irraggiamento del Sole sia  quasi del tutto indipendente dalla fase del ciclo undecennale delle macchie salari. Un meccanismo di questo tipo potrebbe spiegare perché gli studi sulla  connessione tra il Sole e le condizioni atmosferiche non abbiano mai dato risultati positivi, quando si cercavano correlazioni col ciclo undecennale delle macchie,  il quale potrebbe essere solo la frequenza portante.

Sembrerebbe dunque che Maunder e Sporer avessero ragione e che la maggior parte di noi abbia avuto torto. Come capita spesso nella corsa in avanti della scienza  moderna abbiamo dimenticato troppo in fretta il passato, abbiamo dimenticato che il ciclo delle macchie solari non ha certo un <<pedigree>> perfetto e che la  sua stessa scoperta fu una sorpresa. Abbiamo assunto una sorta di postulate di uniformità del Sole, supponendo arbitrariamente che il suo comportamento odierno  fosse quella normale su scale temporali molto pin lunghe. Come uomini e come scienziati abbiamo sempre voluto che il Sole fosse migliore delle altre stelle, e migliore anche di quanto sia in realtà. Molto tempo fa si pensava che il Sole fosse perfetto, e quando il telescopio dimostro che c’erano macchie sulla sua superficie si trovo sollievo pensando che per lo meno avesse un comportamento regalare. Ora appare chiaramente che tutto ciò non è vero, e che probabilmente il Sole non ha nemmeno un’emissione costante. Sapere tutto questo  ci apre però la via verso una più completa conoscenza del Sole e del suo importante influsso sulla Terra.

 

(Da <<Le Scienze n. 109, settembre 1977.)

Il caso delle macchie scomparse (4°parte)

Svariate testimonianze dimostrano che, tra il 1645 e il 1715, l’attività solare subì un drastico rallentamento: probabilmente quello non fu un episodio isolato

– Articolo ripreso dalla rivista “Le scienze” n°109 del Settembre 1977 su segnalazione del nostro Zambo-

La prima parte è disponibile al seguente link : http://daltonsminima.altervista.org/?p=22855

La seconda parte è disponibile al seguente link : http://daltonsminima.altervista.org/?p=22892

La terza parte è disponibile al seguente link : http://daltonsminima.altervista.org/?p=24552

 

A questo punto del mio lavoro di detective la natura del caso era ovviamente cambiata completamente. Ben pochi dubbi potevano sussistere: Maunder e le antiche compilazioni erano nel giusto. Un ultimo potente indizio restava a disposizione negli anelli annuali di crescita di vecchi alberi.

L’isotopo radioattivo carbonio 14 è prodotto nell’alta atmosfera terrestre dall’azione dei raggi cosmici galattici. Il flusso di quei raggi cosmici è però modulato dall’attività solare, che modifica la struttura del campo magnetico esteso del Sole. Quando il Sole è molto attivo, il suo campo magnetico esteso fa da schermo alla Terra contro parte dei raggi cosmici galattici, cosi che un numero minore di essi può interagire con l’alta atmosfera e solo una quantità più ridotta di carbonio 14 può essere sintetizzata.

Quando il Sole è meno attivo, il suo campo magnetico esteso si indebolisce; la Terra riceve allora una dose più elevata di raggi cosmici e il contenuto di carbonio 14 nell’atmosfera cresce. E vero che la produzione di carbonio 14 non dipende solo dall’attività solare. Ciò nonostante, se potessimo disporre di informazioni precise sulla quantità di carbonio 14 che fu presente nell’atmosfera in passato, avremmo contemporaneamente una indicaziane dell’attività del Sole nei tempi passati. Gli alberi ci forniscono proprio quelle informazioni, già organizzate in suddivisioni annuali mediante gli anelli di accrescimento. Il carboniò 14 sintetizzato nell’alta atmosfera finisce negli alberi con l’assorbimento di anidride carbonica nella fotosintesi. Il rapporto tra l’abbondanza di carbonio 14 e quella dell’isotopo comune del carbonio nell’anidride carbonica all`atto di formazione di ogni anello può essere determinate analizzando il legno che forma l’anello. Questa analisi viene effettuata accuratamente da molti anni in appositi laboratori in cui si studiano gli anelli degli alberi, saprattutto perchè le informaziani sull’abbandanza del carbonio 14 nel passato sono indispensabili per una precisa datazione, mediante carbonio 14, in archeologia e in altre discipline. Numerosi specialisti in quel campo hanno posto in rilievo la potenziale importanza dei dati del carbonio 14 come un metodo per valutare l’attività del Sole nel passato…. Continue reading

Pronti all’inversione magnetica, ma il Maunder ?

E’ uscito l’ultimo bollettino del campo magnetico solare al link:

http://wso.stanford.edu/Polar.html

anche l’emisfero sud sta per “flippare”, nello specifico appena il valore diventerà negativo (ora è a 0), i 2 poli saranno completamente invertiti, e pian piano inizieranno a comparire le prime regioni del ciclo dispari.

Quindi nessun minimo di Maunder ancora ?

Non è detta, e vi spiego il motivo… Continue reading