Ciclo solar:la irradiancia solar no es constante. El brillo de nuestro sol varía en aprox. período de once años, en el que también varía el número de manchas solares. La imagen de la izquierda es de 2001 (máximo solar), el de la derecha de 2009 (mínimo solar). Crédito:NASA / ESA / SOHO
Se está volviendo más cálido en la Tierra. Temperaturas durante el período comprendido entre 2001 y 2010, por ejemplo, eran alrededor de 0,2 grados centígrados más altos que en la década anterior. Ningún científico serio duda de que los seres humanos juegan aquí un papel decisivo. Sin embargo, otros factores también influyen en el clima global, por ejemplo, la geometría de la órbita terrestre y las erupciones volcánicas. Pero, ¿qué papel juega el sol?
Cuando el rojo orbe brillante del sol se hunde en el mar por la noche, puede proporcionar momentos de vacaciones tranquilos y relajados. E incluso en el crepúsculo todavía podemos sentir la acogedora calidez que brinda el sol durante el día. Todavía, nuestra estrella es cualquier cosa menos inofensiva. Su radiación ultravioleta no solo provoca que algunos de nuestros contemporáneos más descuidados sufran una quemadura solar grave. Es intrínsecamente extremadamente activo, y paquetes de plasma caliente hierven constantemente en la superficie, inyectando fuentes de gas en el espacio. Es más, un viento de partículas energéticas sopla constantemente, ocasionalmente refrescándose hasta convertirse en una tormenta, presentando un peligro para la electrónica sensible en los satélites.
Además de estos fenómenos rutinarios, el poder radiante del sol también está sujeto a fluctuaciones a largo plazo. Estos son causados por el campo magnético solar, cuyas líneas de campo son, como si fuera, "fundido" en el gas eléctricamente conductor. La fuerte turbulencia gira y retuerce los tubos de plasma como bandas elásticas, que ocasionalmente se "rompen" y luego agitan el campo magnético.
Estas actividades conducen a fenómenos como manchas oscuras o llamaradas brillantes; las primeras son regiones más frías, las últimas regiones con puntos brillantes de aspecto fibroso y son más calientes que sus alrededores. El número de manchas o llamaradas no siempre es constante, pero varía en un ciclo de aproximadamente once años. Por tanto, la intensidad total de la radiación solar también fluctúa en este período. Estas fluctuaciones promedian alrededor del 0,1 por ciento. Sin embargo, las variaciones también pueden fluctuar, dependiendo de la longitud de onda, porque el sol brilla en numerosas bandas diferentes del espectro. La radiación ultravioleta mencionada anteriormente, por ejemplo, que es particularmente relevante en lo que respecta al clima, varía en varias decenas de por ciento en las longitudes de onda cortas.
A través de su aporte energético, el sol puede influir directamente en el clima de nuestro planeta. Sin embargo, la atmósfera solo permite que la radiación pase en longitudes de onda específicas, predominantemente en luz visible; el resto es, en una forma de hablar, absorbido por moléculas. Por lo tanto, solo una parte de la radiación llega a la superficie de la Tierra y puede calentarla. La superficie irradiada, Sucesivamente, emite luz infrarroja, que luego es retenido por nubes o aerosoles. Este efecto, sin el cual la Tierra estaría unos 32 grados Celsius más fría, calienta la atmósfera. Estos procesos se asemejan a las condiciones en un invernadero.
Radiación solar fluctuante:esta ilustración muestra variaciones dentro del ciclo solar de once años, así como variaciones a corto plazo causadas por grupos individuales de manchas solares y erupciones solares. El brillo total promedio está representado por la curva gris. Los diferentes colores representan medidas con diferentes instrumentos. Crédito:PMOD
Aquí es donde la radiación ultravioleta juega su papel. Está involucrado en una variedad de reacciones químicas diferentes, ¡por lo que los rayos ultravioleta no son solo rayos ultravioleta! Por ejemplo, la radiación en longitudes de onda inferiores a 240 nanómetros promueve la formación de ozono, UV de longitud de onda más larga, a diferencia de, destruye la misma molécula. Y junto con la radiación en diferentes longitudes de onda, diferentes cantidades de energía ingresan a la troposfera, la capa más baja de la atmósfera, extendiéndose a unos 15 kilómetros sobre el suelo.
El sol, sin embargo, no solo emite radiación, sino también un flujo permanente de partículas cargadas eléctricamente, el solar antes mencionado. Si estas partículas penetran en las capas superiores de la atmósfera terrestre, expulsan electrones de átomos de nitrógeno u oxígeno, es decir, los ionizan. Este proceso influye en la química atmosférica, ya sea, y de ser así, cómo esto impacta el clima, es actualmente un tema de debate.
Para investigar la influencia del sol en el clima, los investigadores miran al pasado. Aquí, se centran en la actividad magnética de la estrella, a partir de la cual se puede reconstruir la intensidad de la radiación. Entonces es evidente que el sol produce una radiación más intensa durante los períodos activos, aparente gracias a numerosas manchas y llamaradas, que durante sus fases de reposo.
El sol tuvo tal interrupción en actividad durante la segunda mitad del siglo XVII, por ejemplo:entre 1645 y 1715 su motor empezó a fallar. Durante este período, referido como el Mínimo de Maunder, Europa, América del Norte y China registraron inviernos mucho más fríos. E incluso el verano fue sustancialmente más fresco en algunas regiones durante esta "Pequeña Edad de Hielo". Las pinturas se hicieron en ese momento, mostrando patinadores sobre hielo en el Támesis helado, por ejemplo.
Al mirar hacia el pasado, los científicos trabajan tanto con registros antiguos de datos de observación de manchas solares (a partir de 1610) como con el método C14, que se puede aplicar particularmente bien a la madera, dado que la entrada de carbono 14 en el suelo (árboles) no es constante, pero también cambia con la actividad solar. Este isótopo radiactivo se crea cuando lo que se conoce como rayos cósmicos se encuentra con una molécula de aire en las capas superiores de la atmósfera terrestre.
Tener en cuenta la influencia humana:los modelos solo pueden reproducir los datos de observación si las influencias antropogénicas se incluyen en los cálculos. Crédito:Informe del IPCC 5
El campo magnético solar se extiende por todo el sistema solar y protege parcialmente los rayos cósmicos. Si el campo magnético fluctúa, también lo hace la producción de C14. De esta forma, la desviación entre la edad de los anillos de los árboles y la edad C14 representa una medida de la actividad magnética y, en consecuencia, del poder radiante del sol.
Entonces, ¿Con qué fuerza influye actualmente el sol en el clima? Lo que se sabe es que la Tierra se ha calentado alrededor de un grado Celsius durante los últimos 100 años. Solo en los últimos 30 años, las temperaturas han aumentado a un ritmo no visto durante los últimos 1000 años. Es otro hecho que la concentración de dióxido de carbono ha aumentado en un 30 por ciento desde que comenzó la industrialización a mediados del siglo XVIII.
Durante todo este período, el sol ha estado sujeto a fluctuaciones periódicas de actividad. Y ciertamente no ha habido un aumento en el brillo del sol durante los últimos 30 o 40 años, más bien una ligera disminución. Esto significa que el sol no puede haber contribuido al calentamiento global. De hecho, el aumento de temperatura observado en las últimas décadas no puede reproducirse en modelos si solo se tiene en cuenta la influencia del sol u otras fuentes naturales (por ejemplo, erupciones volcánicas). Solo cuando es antropogénico, que es impulsado por humanos, los factores están incorporados en los datos climáticos, ¿Están de acuerdo con los datos de observación y medidos?
Los investigadores llegan así a la conclusión de que el sol no puede explicar el aumento de las temperaturas globales desde la década de 1970. La tendencia de la temperatura observada durante las últimas tres décadas es lineal, si es el resultado del aumento de la concentración de gases de efecto invernadero. En resumen:la influencia humana sobre el clima es órdenes de magnitud mayor que la del sol.
Por otra parte, la opinión de algunos científicos de que la disminución actual de la actividad solar contrarrestará el calentamiento global, no resiste un examen detenido, ya que el calentamiento global es un hecho y continúa avanzando. A diferencia de, parece posible que el sol influya en el clima a largo plazo. El alcance exacto y los mecanismos precisos siguen sin estar claros, sin embargo.