Iskold og solaktivitet: kosmiske tråde i jordens vejr

Indledning: søgen efter forbindelse i klimakaoset

Spørgsmålet om solaktivitetens indflydelse på vejrmæssige fænomener, især intensiteten af iskoldhed, er en af de mest spændende og kontroversielle emner inden for moderne klimatologi og heliophysik. På et hverdagsniveau hører man ofte påstande om en forbindelse mellem solstorme og ekstrem koldhed. Dog er den videnskabelige situation meget mere kompleks: et direkte og entydigt indflydelse af soludbrud eller Wolf-tallet på temperaturen næste dag er en myte. Det handler om svage, men statistisk betydningsfulde korrelationer i langsigtede cyklusser og gennem komplekse kæder af atmosfæriske processer. Søgen efter disse forbindelser er en detektivhistorie med mange mellemmænd: magnetosfæren, stratosfæren, oceaniske strømme.

Solaktivitet: vigtige indikatorer

De vigtigste indikatorer for solaktivitet er:

Wolf-tallet (W) — et indeks, der tager højde for antallet af solpletter og deres grupper. Det reflekterer solaktivitetens 11-årige cyklus.

Solvind — et strøm af ladne partikler (især protoner og elektroner), hvor hastigheden og tætheden varierer.

Ultraviolett (UV) og røntgenstråling — stiger markant under udbrud.

Galaktiske kosmiske stråler (GKL) — høje energipartikler fra uden for Solens system. Deres strøm er antikorreleret med solaktivitet: i maksimumårerne blokerer Solens magnetfelt og solvind Jorden bedre mod GKL.

Hypotetiske mekanismer for indflydelse på vejret og klima

Der er ingen direkte opvarmning af atmosfæren fra udbrud (energien er ubetydelig sammenlignet med den samlede solstråling). Videnskabsmænd undersøger flere indirekte kanaler:

Indflydelse gennem ændring af den samlede ultraviolette (UV) stråling: Under høj solaktivitet kan UV-stråling øge med 6-8%. Dette fører til ekstra opvarmning og ændring af cirkulationen i stratosfæren (laget på højde 10-50 km). Stratosfærisk vind kan derefter projiceres nedad og påvirke troposfæriske bølger (f.eks. arktisk oscillation — AO) og atmosfærisk tryksfordeling. En skift til AO's negative fase fremmer udtrædse af kold arktisk luft til mellembredderne, hvilket kan føre til ekstrem koldhed i Europa, Nordamerika og Asien.

Hypotesen om forbindelse gennem galaktiske kosmiske stråler (GKL) og skydannelse (Svensmark-theory): Dette er den mest kontroversielle, men aktivt undersøgte mekanisme. Den danske forsker Henrik Svensmark antog, at GKL, når de når nedre lag af atmosfæren, kan fungere som kondensationscentre, hvilket fremmer dannelse af lav skydannelse. Jo flere GKL (i minimum) -> jo flere lave skyer -> jo større albedo (refleksion af sollys) -> koldere ved overfladen. Dog er der ingen konsensus i videnskabsmiljøet om betydningen af dette effekt for klimaet, og mange studier finder ikke overbevisende beviser for en stærk forbindelse.

Indflydelse på intensiteten af planetariske bølger og blokerende anticykloner: Nogle arbejder (f.eks. den russiske heliophysiker J.I. Vitinsky) har vist en statistisk forbindelse mellem solcyklusser og styrkelse af meridionale processer i atmosfæren. Dette kan føre til dannelse af stabile blokerende anticycloner om vinteren, som «lukker» kold luft over kontinentene, hvilket kan forårsage langvarige kuldeperioder (f.eks. den ekstremt kolde vinter 1978-79 i Nordamerika).

Hvad siger statistik og pæleklimatologi?

Analysen af instrumentelle data de seneste 100-150 år viser ingen simpel og stærk korrelation. Vintre i år med solmaksimum og minimum kan være både ekstremt varme og kolde.

Indirekte beviser: Der er studier, der viser, at i solaktivitetens minimum (f.eks. under den dybe Dalton-minimum i begyndelsen af det 19. århundrede, der sammentræfede med den lille istid) øges sandsynligheden for ekstrem vinterkulde i Eurasien. Dette er dog kun et lille øgning af sandsynligheden, ikke en garanti.

Den store Maunders minimum (1645-1715): En periode med ekstremt lav solaktivitet (næsten fuldstændigt fravær af pletter) sammentræfede med den koldeste fase af den lille istid i Europa. Dette er den mest overbevisende historiske argument for langsigtede klimatiske effekter. Dog viser moderne vurderinger, at det direkte fald i solradiationen var lille (omkring 0.1%), og andre faktorer (vulkanisk aktivitet, intern klimatisk variabilitet) spillede sandsynligvis også en rolle.

Hvorfor kan man ikke forudsige kulde ved soludbrud?

Klimasystemets inertie: Den vigtigste dirigent for sæsonvejret i mellembredderne er oceanernes termiske inertie og tilstanden af sne- og isdække. Deres indflydelse er mange gange stærkere end de svage signaler fra Solen.

Atmosfærens cirkulationsstøj: Atmosfæren er en kaotisk system, hvor effekten af «billede af flueren» er stor. At udtrække det svage signal fra Solens indflydelse på baggrund af kraftige interne vibrationer (El Niño, Nordatlantisk oscillation) er meget svært.

Tidsforsinkelse og ikke-lokalisering: Selv om der findes en forbindelse, udtrykkes den ikke øjeblikkeligt, men med forsinkelser fra uger til måneder og ikke lokalt, men i ændringer af globale cirkulationsmønstre.

Interessante fakta og eksempler

Rekordkulde under høj solaktivitet: En af de stærkeste vinterkulde i Øst-Europa i det 20. århundrede skete i januar 1940 (nederst i Moskva under -40°C), da Solen var på vej op til det 17. cyklus' maksimum. Dette er et klart eksempel på manglende direkte tilbagekobling.

「Hjælmen-effekten」over Rusland: Russiske forskere (G.V. Kuznetsov og andre) bemærker, at i solaktivitetens minimum dannes der oftere en stabil anticyklon over Sibirien om vinteren, hvilket virkelig kan føre til mere kold og snegladt vejr i centrale regioner i Rusland, men mere varmt i Europa.

Experimentet CLOUD ved CERN: En international gruppe fysikere i Storet Hadronkollidoren udfører eksperimenter til modellering af kosmiske strålers indflydelse på dannelse af aerosoler i atmosfæren. Preliminære data bekræfter, at GKL kan styrke dannelse af partikler, men deres bidrag til det samlede antal skykerner for kondensation, ifølge de seneste vurderinger, overstiger ikke 10-20%.

Solcyklusser og flodstrømme: En mere klar forbindelse kan spores ikke med temperatur, men med hydrologisk cyklus. Der er statistisk betydningsfulde korrelationer mellem Hales 22-årige cyklus (dobbelt 11-årig) og niveauet for nedbør/stofstrøm i store floder (Volga, Nil), hvilket kan indirekte påvirke klimaet i regionen.

Konklusion

Indflydelsen af solaktivitet på intensiteten af kulde er ikke en simpel termostat, der kan tændes eller slukkes. Det er en svag modulator af en kompleks klimasystem, hvis indflydelse kun kan manifestere sig som et lille skift i sandsynligheden for forskellige scenarier af atmosfærisk cirkulation i langsigtede cyklusser.

En direkte ordre fra Solen: 「Tomorrow will be -30°C」er umulig. Dog i langsigtede perspektiver (årtier, århundreder) dybe og langvarige minimum i solaktivitet, synes at fremme styrkelse af meridionale processer og øge risikoen for ekstrem vinterkuldeindtrædser i bestemte regioner, men kun i kombination med andre faktorer. Forsøg på at bruge soldata til kortsigtede vejrforudsigelser er uden perspektiv. De vigtigste drivere af vintervejret er stadig tilstanden af Arktis, oceaniske oscillationer og tilfældige, men kraftige interne atmosfæriske fluktuationer. Derfor eksisterer forbindelsen 「kulde — solaktivitet」, men den er så fin og indirekte, at dens spor skal søges i komplekse statistiske modeller og pæleklimatologiske arkiver, ikke i soludbruds kalender.

Permanent link to this publication: