Temat nadchodzącej epoki lodowej lubi powracać w wypowiedziach sceptyków. Poprzednio pisałem, dlaczego obawy przed końcem obecnego interglacjału są bezpodstawne. Dzisiaj przyjrzymy się kolejnemu straszakowi, który ma uzasadniać brak redukcji emisji gazów cieplarnianych.
Chodzi oczywiście o Słońce, które od kilku lat znajduje się w fazie minimalnej aktywności – znacznie dłużej, niż przewidywali to astrofizycy. Jeszcze półtora roku temu obserwacje NASA wskazywały, że rozpoczął się nowy cykl, który powinien przynieść wzrost liczby plam słonecznych i irradiancji.
Tymczasem plam słonecznych nie ma, irradiancja ciągle znajduje się w dołku, a obecne prognozy NASA mówią że cykl 24 będzie trochę słabszy od poprzedniego.
Rys. Wartość irradiancji (dane PMOD, średnia miesięczna) i miesięczna liczba plam słonecznych (SSN). Źródło: PMOD/WRC, SIDC.
Pojawiły się także spekulacje, że być może okres podwyższonej aktywności słonecznej, który obserwowaliśmy w drugiej połowie XX wieku, dobiega końca. A ponieważ poprzednie głębokie minima (Wolfa, Spörera, Maundera i Daltona) zbiegły się w czasie z okresem chłodniejszego klimatu, tzw. małej epoki lodowej (LIA), więc być może faktycznie nie powinniśmy się martwić gazami cieplarnianymi i globalnym ociepleniem?
Dzięki satelitom ostatnie trzy cykle słoneczne mogliśmy obserwować (z mniejszymi i większymi problemami) bezpośrednio, i zmierzyć wahania promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi. Okazuje się, że irradiancja (czyli strumień promieniowania przepływającego przez jednostkę powierzchni, mierzoną w watach na metr kwadratowy) w 11-letnim cyklu słonecznym zmienia się o 1 W/m2, czyli mniej niż 1% całkowitej wartości 1366,5 W/m2.
Jest to wartość bardzo niewielka – przekładająca się na ok. 0,18 W/m2 wymuszenia radiacyjnego – co wyjaśnia, dlaczego nie obserwujemy wyraźnego cyklu słonecznego w przebiegu temperatur.
Rys. Średnia temperatura globalna (dane HadCRUT3v, średnie miesięczne) i irradiancja (PMOD, jak wyżej).
Spadek aktywności słonecznej musi być dużo większy, żeby miał wpływ na klimat Ziemi. Czy faktycznie był taki w przeszłości?
W czasie minimum Maundera i Daltona nie mieliśmy pomiarów satelitarnych, dlatego wartości irradiancji słonecznej są rekonstruowane na podstawie danych pośrednich – takich jak liczba plam słonecznych albo zapisane w rdzeniach lodowych zmiany stężenia izotopów berylu i węgla.
Rys. Historyczne obserwacje plam słonecznych od połowy XVIII w. oraz satelitarne obserwacje irradiancji. Lata 1790-1830 obejmują minimum Daltona.
O rekonstrukcjach irradiancji pisałem już we wpisie „Jak zbierać wisienki”, tutaj powtórzę więc tylko wnioski: najnowsze badania wykazują, że w czasie minimum Maundera różnica irradiancji w stosunku do czasów obecnych była znacznie mniejsza, niż uważano jeszcze w latach 90tych. Balmaceda, Krivova i Solanki szacują ją na 1,3 W/m2, Wang, Leen i Sheeley Jr na 1 W/m2, a Svalgaard i Cliver na 0,5 W/m2.
Wynika z tego, że gdyby faktycznie czekało nas minimum Maundera, zmiana w ilości docierającej do Ziemi energii słonecznej byłaby nie większa, niż mierzona dla 11-letniego cyklu słonecznego, i przekładałaby się na 0,08-0,22 W/m2 wymuszenia radiacyjnego.
Możemy to porównać z wartością antropogenicznego wymuszenia radiacyjnego, będącego efektem zmiany składu atmosfery dokonanej do tej pory przez nasz przemysł. Szacowana jest ona 1,6 W/m2 – wielokrotnie więcej, niż zmiana irradiancji. Do 2030 roku dołożymy do tego kolejne 2 W/m2, a bez redukcji emisji gazów cieplarnianych wartość odpowiadajacego im wymuszenia radiacyjnego może sięgnąć pod koniec wieku nawet 8 W/m2 – kilkadziesiąt razy więcej, niż wpływ zmiany irradiancji odpowiadający minimum Maundera.
Groźba małej epoki lodowej nie jest więc uzasadniona naukowo, i nie powinna być traktowana jako wymówka która pozwoli nam na dalszą emisję gazów cieplarnianych.
więcej w doskonaleszare
