Possibile correlazione fra l’attività solare e l’attività vulcanica terrestre nel lungo termine – 1°parte – & Aggiornamenti sul forte terremoto in Turchia

 

di Jaroslav Strestik

Istituto geofisico AS CR,Bocni II 1401,141 31 Praga, Repubblica Ceca

 

 Abstract

L’attività vulcanica sulla Terra è descritta dal 1500 da uno speciale indice annuale. Questo indice è stato comparato con l’annuale numero delle macchie solari. L’attività vulcanica non mostra alcuna periodicità negli undici anni del ciclo solare. Viceversa, effettuando una media nei 21 anni si osserva una sorprendente somiglianza fra queste due serie nel tempo. L’attività vulcanica è generalmente bassa nei periodi di prolungato massimo ed alta nei periodi di prolungato minimo. C’è anche una somiglianza tra gli spettri di queste due serie nel lungo periodo. I picchi più significativi sono localizzati negli stessi periodi, di entrambe le serie (200-215 anni 100-105 anni 80-79 anni). L’influenza dell’attività vulcanica sul clima è indubitabile. Il grafico della temperatura significativa annuale segue nel lungo termine l’attività vulcanica.

Introduzione

Sono stati fatti molti tentativi per cercare di trovare una spiegare alle influenze del Sole sul clima della Terra. Nel lungo termine le correlazioni sono relativamente buone. Differenti parametri sono stati utilizzati per queste comparazioni: La periodicità dell’attività solare nel lungo termine, l’irradiazione solare,vedi ricerche:

1.Stuiver, M., Solar variability and climatic change during the current millenium,NA TURE, Vol. 286, 868-871, 1980.

2. Landcheidt T., Swinging Sun, 79-yr cycle, and climatic change,J.INTERDISC. CYCLE RES.,Vo1. 12, 3-19,1981.

3. Hodell D. A. et al., Solar forcing of drought frequency in the Maya Lowlands, SCIENCE, Vol. 292,1367-1370, 2001.

4. Crowley T. J , Causes of climate change over the past 1000 years, SCIENCE, Vol. 289, 270-277,2000.

e la lunghezza dei cicli solari, vedi ricerche:

5. Friis-Christensen E, and Lassen K., Length of the solar cycle: an indicator of solar activity closely associated with climate, SCIENCE, Vol. 254, 698-700, 1991.

6. Kelly P. M. and Wigley T. M. L., Solar cycle length, greenhouse forcing and global climate, NATURE, Vol.360, 328-330, 1992.

7. Lassen K. and Friis-Christensen E., Variability of the solar cycle length during the past five centuries and the apparent association with terrestrial climate, J.ATM TERR. PHYSICS, Vol. 57, 835-845, 1995.

ma non confermata da :

8. Thejll P and Lassen K., Solar forcing of the Northern hemisphere land air temperature: New data,J. ATM SOLAR-TERR PHYSICS, Vol. 62, 1207-1213,2000

In una scala di tempi brevi la correlazione è scarsa perchè il grafico del ciclo undecennale presente delle variazioni pronunciate. A tutt’oggi Il problema è irrisolto perchè le variazioni dell’attività solare nel lungo termine hanno una risposta che le variazioni climatiche non hanno. Quindi alcuni dubbi circa l’esistenza del “solar forcing” possono sussistere. Infatti il “solar forcing” non è l’unico fattore esterno che può influire sul clima terrestre. C’è un’indubitabile collegamento fra il contenuto dei gas e le polveri nell’atmosfera e i cambiamenti climatici, vedi le ricerche:

9. Kelly, P M. et al., The spatial response of the climate system to explosive volcanic eruptions, INT J CLIAMTOLOGY Vol. 16, 537-550, 1996.

10. Stenni B, et al., Eight centuries of volcanic signal and climate change at Talos Dome (East Antarctica), J.GEOPHYS. RES (D9}, art. No.4076, May 2002.

Una parte di questi contenuti ha un’origine antropica, crescente nei tempi recenti e un’altra parte proviene da sorgenti naturali. L’ eruzioni vulcaniche sono le più importanti sorgenti naturali. L’ eruzioni vulcaniche trasferiscono una grande quantità di polveri e gas nell’atmosfera (specialmente nell’alta atmosfera) e influenzano il clima sulla Terra per più tempo.

Dopo una grande eruzione vulcanica è stata osservata una drastica riduzione della temperatura, di una durata che va da 1 a 3 anni. Nella scala a lungo termine e nei periodi nei quali vi verificano più spesso le eruzioni e stato osservato un prolungamento della temperatura minima nell’aria. Alcuni autori hanno cercato di combinare le influenze solari e vulcaniche con il recente riscaldamento e sono arrivati a dei risultati relativamente buoni.

11. Scluierder S. 1-1, and Mass C., Volcanic dust, sunspots and temperature trends, SCIENCE, Vol. 190,741-746, 1975

12. Marrn M. E. et al., Global-scale temperature patterns and climate forcing over the past six centuries,NATURE, Vol. 392, 779-787, 1998.

Tuttavia, l’attività solare e l’attività vulcanica non sembrano essere quantitativamente indipendenti come sottolineato in queste ricerche:

13. Schonwiese C.-D., Der zmtltrapogene Spuxengas-ejnfluss auf das globale Klima, BERiCHTE DES INST FUR METEOR UND GEOPHIYSIK DER UNIV. FRANKFURT/MAIN. Nr. 76, 1988.

14. Stathers R. B., Volcanic eruptions and solar activity, J GEOPHYS. REST, Vol. 94, 17371-17381,1989

Ci sono alcune periodicità simili, nel lungo termine, in entrambe le serie temporali. Questo porta a delle difficoltà nel distinguere il reale contributo tra le influenze solare e le influenze vulcaniche. La correlazione fra i cambiamenti climatici e una di queste attività porta automaticamente a non azzerare le correlazione con l’altra attività. Nel breve termine la somiglianza tra attività solare e l’attività vulcanica non è buona. In questo articolo ci limiteremo alla ricerca di correlazioni nel lungo termine.

Trattamento dei dati

Il “sunspot number” è stato introdotto da Wolf e calcolato da lui dal 1849 per ogni giorno. Prima, nel passato (1749) , il calcolo era significativo mensilmente,.dal 1500 al 1610 significativo annualmente. Letfus ha suggerito una revisione del valore dei dati annuali che vanno dal 1500 al 1700, usando un metodo di interpolazione.

16. Letfus V., Solax activity in the sixteenth and seventeenth centuries (a revision), SOLAR PHYSICS Vol. 145, 377-388, 1993.

L’accuratezza nel determinate il “sunspot number” generalmente diminuisce andando nel passato.

L’imprecisione è importante nel breve periodo di tempo : La posizione del minimo e massimo solare devono differire di solo +/-1 anno. Un valore superiore è considerato un errore significativo. Ma nel lungo periodo questi dati possono viceversa essere ritenuti soddisfacenti. Il “sunspot number” sono quindi disponibili dal 1500 al 2002.

Invece ,l’attività vulcanica può essere descritta da diversi indici.

17. Cress A.. and Schonwiese C.-D, Vulkanische Einflusse auf die bodennahe and stratosphariche Lufttemperatur der Erde, BERJCHTE DES INST. FUR METEOR UND GEOPHYSIK DER UNIV. FRANKFURT/MAIN, Nr. 82, 1990.

Queste indici sono stati calcolati da osservazioni indirette. In questo lavoro è stato considerato il solo indice di acidità (AI). Il valore di questo indice dipende dal grado di acidità degli “aereosols” contenuti negli strati di ghiaccio in Groenlandia. Questi “aereosols” aumentano con l’ emissioni di SO2, quando vengono espulsi durante l’ eruzioni vulcaniche e ricadono al suolo durante le precipitazioni, nel tempo. Ci sono altri indice “AI” che vengono modificati e sono l’indice “AI1” e l’indice “AI2”. Entrambi gli indici tengono soltanto conto degli “aereosols” rilasciati localmente in determinate latitudini geografiche selezionate. Anche se i cambiamenti di quest’ultimi indici non differiscono molto dall’indice “AI”, quest’ultimi non saranno trattati in questa analisi. Altri indici potrebbero essere presi in considerazione, come l’indice “DVI” (indice delle polveri), ma quest’ultimo non risulta essere significativo perchè si discosta da zero solo ed esclusivamente in occasione delle grandi eruzioni vulcaniche. Tutti questi indici sono disponibili dal 1500 al 1972.

Risultati

La maggiore variazione pronunciata del “sunspot number” si trova nel ciclo undecennale, che crea una serie di cicli undecennali. La lunghezze ed in particolare l’altezza di ogni individuale ciclo varia considerevolmente. Questi regolari cambiamenti possono essere visti nella figura sotto riportati. Questi cambiamenti nel lungo termine sono distinguibili maggiormente eseguendo delle medie sui valori originali usati. Per il calcolo di queste medie è stato utilizzato l’intervallo di tempo di 21 anni, in maniera tale da sopprime le variazioni presenti negli 11 anni.

In basso il numero delle macchie solari “sunspot number” durante i passati 5 secoli. In alto la media del numero delle macchie solari “sunspot number” utilizzando come media l’intervallo di tempo di 21 anni della serie.

 Non c’è (oppure e molto debole) la periodicità degli undici anni nell’indice dell’attività vulcanica. L’ elaborazioni mostrano delle variazioni non periodiche nel breve intervallo di tempo. Alcune volte, dopo le grandi eruzioni vengono raggiunti dei valori elevati, ma solo per uno o due anni. E’ necessario quindi una regolarizzazione dei dati. Sono state quindi applicate delle medie, con un’ intervallo di tempo simile a quello delle macchie solari. Dopo aver eseguito questa procedura, le variazioni e la periodicità sono chiaramente visibili. Queste variazioni, sia per l’attività solare che per quella vulcanica sono chiaramente visibili nella figura sotto riportata.

In basso l’andamento mediato delle macchie solari “sunspot number” , in alto l’andamento dell’indice vulcanico “AI”

Colpisce subito la chiara somiglianza fra le due curve. Risulta evidente che ad una prolungata fase di massima attività solare corrisponde una prolungata fase di scarsa attività vulcanica e viceversa. Questa regolarità e più pronunciata negli ultimi tre secoli, probabilmente per qualche incertezza nel determinare i valori accurati di questi indici nel 16° e 17° secolo. Il coefficiente di correlazione fra queste due grandezze è pari a -0,38 per i dati senza media sarebbe soltanto -0,07 a causa della mancanza di periodicità undecennale nei dati vulcanici.

Nella seconda parte l’autore approfondirà l’analisi della correlazione utilizzando degli opportuni strumenti d’analisi.

Michele

 

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50 pensieri su “Possibile correlazione fra l’attività solare e l’attività vulcanica terrestre nel lungo termine – 1°parte – & Aggiornamenti sul forte terremoto in Turchia

  1. # Alle 14:30 UTC circa di IERI 22 ottobre, e’ iniziato ad aumentare il flusso di protoni che investono il nostro pianeta: http://www.swpc.noaa.gov/rt_plots/Proton.gif

    # Alle 9.20 UTC circa c’e’ stata una brusca variazione della componente
    “The “H” component (black trace) is positive magnetic northward”
    visibile qui: http://www.haarp.alaska.edu/cgi-bin/magnetometer/gak-mag.cgi
    Una variazione di poco piu’ di 50 nT.

    # Circa 120 minuti dopo c’e’ stata la risposta del pianeta con la scossa violenta in Turchia.

    E’ tutto collegato?
    Si.
    I protoni hanno fatto aumentare l’energia a disposizione del nostro pianeta. Essendo il vento solare molto basso… questa energia e’ stata assorbita immediatamente…. Poi, in coincidenza con qualche trigger (Michele, quale dei tanti possibili?) c’e’ stato il rilascio.

    Speriamo sia finita…. ma il vento solare sta scendendo nuovamente. Ora e’ a 281 km/sec.

      (Quote)  (Reply)

  2. Giove si sta allineando con la Terra ed il Sole (il 30 ottobre raggiungerà la minima angolazione), ma Venere e Mercurio nelle loro attuali posizioni hanno anticipato l’influenza. E’ un’ipotesi.

      (Quote)  (Reply)

  3. ab2010 :

    @Michele
    ciao, Michele. Domanda da profano del Sole:
    la CME di ieri 22 ottobre delle ore 11 mi è sembrata considerevole. Come mai non viene rappresentata nella simulazione che hai linkato ? Grazie, ciao.

    http://www.persicetometeo.com/public/popup/lascoC2_movie.htm

    Sono fuori casa, non posso verificare se è stata rappresentata nel solito simulatore della Nasa.

    Ciao, adri.
    E quello che mi domandavo pure io.
    Considera che chi sta dietro a queste simulazione corregge il tiro(la proiezione) nei giorni.
    E probabilmente nel link che ho postato adesso funzi per il vento invece per le CME è ancora in “working in progress”..
    Poi secondo gli organi ufficiali è diretta verso Marte.

    C’e da dire però che secondo Kevin del sito Solarham una parte di essa (diciamo di striscio) dovrebbe investirci.

    http://www.solarham.com/

    Partial Earth Directed CME: While looking at the latest STEREO Ahead images, there appears to be a very bright and a partially earth directed Coronal Mass Ejection blasting away from the Sun during the early hours on Saturday. The source of this explosion was a disappearing solar filament. There could be a chance for minor geomagnetic storming should a portion of this plasma cloud sweep past earth by Oct 25.

    Io condivido la sua idea. Sicuramente il nocciolo andrà a sbattere su Marte, ma qualcosa arriverà anche sulla Terra.
    E questo è già evidenziato dai protoni che stanno aumentando.

    P.S.

    E’ arrivato il momento di buttare dentro il tuo softw. le formuline per calcolare la lunghezza delle vettori(moduli) dei pianeti. Per iniziare a vedere (nel tempo correggendo i valori ) se il luogo della scarica si avvicina alla risultante dei parallelogrammi in riferimento naturalmente geocentrico.

    Questa scossa Turca e la precedente andrebbero analizzate costruendo il parallelogramma.
    Si chiudono la prima sulla luna la seconda molto vicino. E mi sembra sempre lato marte.
    Devo ricontrollare…
    Con il tuo softw. e provando ad inserire le mie formule (ricordi i grafici quando ci siamo visti la prima volta a Faenza) in 10sec. esce il modulo di chiusura. A mano con squadra e altro…mi ci vuole 2 ore….

    Che dici ci sentiamoci per mail….
    😉

      (Quote)  (Reply)

  4. durante tutta la settimana che sta per iniziare, sarò impegnato sul lavoro veramente quasi come non mai. ci sentiamo per un aggiornamento domenica prossima. ciao

      (Quote)  (Reply)

  5. Bernardo Mattiucci :
    questa energia e’ stata assorbita immediatamente…. Poi, in coincidenza con qualche trigger (Michele, quale dei tanti possibili?) c’e’ stato il rilascio.

    Tutto ok, ma non immediatamente.
    Il sistema solare lavora su tempi molto più lenti che di umana percezione.
    La fase scaldante (con protoni) è appena iniziata, la terra non l’ha minimamente sentita.
    Fidati per esperimenza ed anni di monitoraggio.
    😉
    La scarica turca e la precedente nel pacifico sono sicuramente di matrice planetaria.
    Da manuale Bendandi docent …..sole off—> pianeti On.
    Vedi la luna (trigger) che c’è passata sopra qualche ora prima.
    Stiamo entrando in perigeo , il secondo più influente dell’anno.

      (Quote)  (Reply)

  6. ab2010 :

    durante tutta la settimana che sta per iniziare, sarò impegnato sul lavoro veramente quasi come non mai. ci sentiamo per un aggiornamento domenica prossima. ciao

    Ok,
    ciao

      (Quote)  (Reply)

  7. aggiungerei …1) perigeo lunare (357.050 km) coincidente con luna nuova il 26 ottobre,
    l’altra volta in quest’anno che la luna si trovava contemporaneamente in sigizie e perigeo è stato il 19 marzo…8 giorni prima Big in Japan.
    2) Opposizione di Giove il 29 ottobre (ricordiamo quello che diceva il Prof. Riquelmo Sassara sulle finestre pre e post allineamento di Giove).
    3) Macchie solari del ciclo XXIV ai livelli più alti dal 10 ottobre.

      (Quote)  (Reply)

  8. @Michele

    ogni sisma o eruzione vulcanica e’ dovuto al rilascio di energia precedentemente accumulatasi per qualche oscura ragione. Il trigger puo’ essere solare o planetario, a seconda dei casi. Ma l’energia deve esserci.
    Ora…
    ….dall’ultima fase scaldante di generose dimensioni, sono passati parecchi giorni durante i quali non e’ accaduto nulla di particolare… Solo qualche scossa qua e la da M6+.
    Per cui la domanda….: questo sisma, dov’e’ che ha preso l’energia da scaricare?

    Da qui l’ipotesi dei protoni.
    Nel caso di una “pioggia” di protoni con vento solare elevato e protezione del campo magnetico a “palla”, allora e’ come dici tu…. sono richiesti giorni per il “trasferimento” dall’atmosfera al nucleo e da questo alla superficie dove poi si “sfoga” con sismi o eruzioni vulcaniche.
    Ma nel caso, come oggi, in cui il vento solare e’ ai minimi storici (<300 km/s) e con una protezione da parte del campo magnetico quasi inesistente, l'energia rilasciata al pianeta dalla "pioggia" di protoni viene assorbita istantaneamente….
    Questa e' solo un'ipotesi.
    Nei giorni scorsi non ho seguito le fasi di carica e scarica… ma ci sono state delle scosse di M6+, per cui credo di non sbagliare nell'affermare che l'energia delle precedenti fasi scaldanti e' stata gia' smaltita.

    Per cui ripeto la domanda: da dove proviene l'energia scaricata con il sisma di oggi?

    A meno che non si tratti, per qualche arcano motivo, dell'energia di quella fase scaldante che ha "abortito" circa 1 mese fa…. quando dissi che se viene smaltita grazie ad un trigger nel giro di qualche giorno bene… altrimenti viene assorbita dal pianeta… che cosi' ha una soglia di "base" piu' alta.

    Solo ipotesi al momento…

      (Quote)  (Reply)

  9. @giorgio

    Molto interessante in effetti la posizione della macchia 1330, per http://www.solarham.com è alla latitudine di appena 4 gradi nord.

    Durante il ciclo 23, la prima macchia a latitudine inferiore ai 5 gradi nord, in base al diagramma a farfalla del SIDC (www.sidc.be/html/papi22c.html) si verificò circa a fine 1999, cioè poco meno di 4 anni dopo il minimo (febbraio 1996, se non erro). Lo stesso è accaduto durante il ciclo 22.

    Stavolta pare siamo un po in anticipo, a dicembre saremo a 3 anni dopo il minimo.

    Che vuol dire? Niente? Molto? Fate voi……..

      (Quote)  (Reply)

  10. ETNA: FONTANE DI LAVA DAL CRATERE DI SUD EST
    (AGI) Catania – E’ in atto una spettacolare eruzione sull’Etna, la diciassettesima da quando e’ iniziata l’attivita’ nel nuovo cratere di sud est. Alle 20.30 sono iniziale le fontane di lava, alte anche centinaia di metri e ben visibili dalla riviera jonica. L’attivita’ stromboliana, secondo quanto hanno potuto appurare i vulcanologi dalle strumentazioni dell’Istituto nazionale di geofisica, e’ iniziata quaranta minuti prima con l’emissione dal pir-crater di cenere vulcanica che viene spinda in direzione da un moderato vento. Chiuso l’aeroporto di Catania. .

    http://www.agi.it/rubriche/ultime-notizie-page/201110232217-cro-rom0068-etna_fontane_di_lava_dal_cratere_di_sud_est

      (Quote)  (Reply)

  11. @FabioDue
    Gia’nel ciclo 23 e’ stata rilevata una consistente contrazione dell’eliosfera.Il minimo di Eddy,anche se non scientificamente dimostrato e’ di fatto iniziato a meta’ degli anni 90.Non a caso anche l’attivita’ magnetica del ciclo 23 e’ stata inferiore rispetto al ciclo 22.

    @FabioDue
    Non e’ ancora chiaro quando effettivamente ha avuto inizio questo ciclo.Ale con gran fermezza ha sempre sotenuto che e’ il ciclo 24 e’ iniziato a luglio 2006.Quindi stante alle sue affermazzione (e inizialmente anche quelle della NASA poi stranamente rettificate),il massimo e’ addiruttura in ritardo.

      (Quote)  (Reply)

  12. @giorgio
    Sì, lo so, è una vecchia diatriba. Probabilmente lo stesso problema si sarebbe posto all’inizio del Minimo di Dalton, è uno scherzetto tipico dei cicli deboli, preceduti da minimi importanti.

    Intendevo dire che non mi meraviglierei se il massimo anticipasse rispetto alla data ufficiale di metà 2013. Vedremo…….

      (Quote)  (Reply)

  13. giorgio :
    @FabioDue
    Gia’nel ciclo 23 e’ stata rilevata una consistente contrazione dell’eliosfera.Il minimo di Eddy,anche se non scientificamente dimostrato e’ di fatto iniziato a meta’ degli anni 90.Non a caso anche l’attivita’ magnetica del ciclo 23 e’ stata inferiore rispetto al ciclo 22.
    @FabioDue
    Non e’ ancora chiaro quando effettivamente ha avuto inizio questo ciclo.Ale con gran fermezza ha sempre sotenuto che e’ il ciclo 24 e’ iniziato a luglio 2006.Quindi stante alle sue affermazzione (e inizialmente anche quelle della NASA poi stranamente rettificate),il massimo e’ addiruttura in ritardo.

    Il 31 Luglio 2006.

      (Quote)  (Reply)

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