The Climate Clock

The Climate Clock

Complex Systems

Climate Dynamics,
Marine Eco Dynamics
Swarm Intelligence


Planetene påvirker stråling fra solen

Climate DynamicsPosted by Harald Yndestad Mon, September 12, 2016 09:45:39

Ny forskning ved @NTNU Ålesund, viser at:
- Planetene Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun påvirker stråling fra solen.
- Vi går fra en varm, til en kaldere periode.

Forskningen er publisert: 20.aug. 2016 i New Astronomy

Av Harald Yndestad a, og Jan-Erik Solheim b

a Norwegian University of Science and Technology Aalesund, Aalesund 6025, Norway
b Department of Physics and Technology UiT The Arctic, University of Norway, Tromsø 9037, Norway



Høydepunkter fra artikkelen
- Deterministiske perioder: Dataserier over Total stråling (TSI) fra solen, har stasjonære periodiske endringer over 1000 år
- Årsak: Periodene kontrolleres av de 4 store planetene: Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun
- Forklaring: Der er en gjensidig gravitasjon mellom solen og planetene som endrer sirkulasjonen i solens indre dynamo
- Planetenes perioder og kombinasjonsresonans mellom periodene produserer en spekter av stasjonære perioder fra ca 11 til 500 år, og mer
- Virkning: Summen av perioden påvirker solens overflate og endrer strålingen fra solen, og klima på jorden
- Historiske klimaendringer: De identifiserte periodene forklarer kjente kalde klimaperioder Oort (1010-1030), Wolf (1270-1349), Sporer (1390-1550), Maunder (1640-1720) og Dalton (1790-1820)
- Moderne klima: Vi har hatt en moderne maksimum periode (1940-2015) med stråling
- Prognose: Vi går inn i en periode med mindre stråling, en "kaldere" sol, med et beregnet til et minimum på Dalton-nivå fra ca ( 2040-2065)

Bakgrunn
Min interesse for temaet har røtter tilbake til forsvaret av min dr.grad i 2004. Jeg ble da bedt om å gjøre rede for forventet utvikling av arktisk klima. Oppgaven ble løst ved å analysere en dataserie for is-prøver fra Grønland, som viste temperaturutviklingen siden år 500. I denne dataserien fant jeg stasjonære perioder som viste minimum temperatur på 1800-tallet og et nytt minimum ca år 2040. Et minimum på 1800-tallet var ingen overraskelse. Det framgikk av alle klima dataserier jeg hadde studert. Men hva var det som skjedde på 1800-tallet, som startet utviklingen av et varmere klima? En utvikling som har vart helt fram til i dag. Samtidig var det grunn til å tro at de stasjonære periodene vil fortsette i årene framover. Spørsmålet var da, kan vi forvente en ny kald periode, tilsvarende det vi hadde på 1800-tallet? Det vil i tilfelle få store konsekvenser for energi og matproduksjon på jorden.

Årsakenes årsak
Arbeidet med denne artikkelen har røtter tilbake våren 2014, da jeg møtte solforsker Jan-Erik Solheim sammen med noen andre i kantinen til UiO. Her fortalte jeg om min analyse av dataserien fra Grønland, og stilte samtidig spørsmålet om det finnes en underliggende årsak til klimaendringene. En Årsakenes årsak. Spørsmålet var ikke tilfeldig. Årsakenes årsak er et begrep fra Aristoteles, og som har referanse til solen og planetenes perioder. Forskningsspørsmålet var altså om det finnes noe forutsigbart i stråling fra solen. For dersom en ikke finner noe forutsigbart i stråling fra solen, kan en bare forklare fortiden, og ingen matematiske modeller kan si noe sikkert om framtiden. Da kan en heller ikke kan si noe sikkert om framtidig klima på jorden. Slik startet Jan-Erik og jeg arbeidet med å finne Årsakenes årsak, som etter hvert ble til denne artikkel i New Astronomy. Et arbeide som varte i mer enn 2 år.

Om forskningen
Aktiviteten til solen har vært knyttet til telling av solflekker, oppdaget av Galileo Galilei. Solforskere har studert solflekker siden 1700-tallet. Dataserien for solflekker representerer derfor en av verdens lengste sammenhengende dataserier. Det har vært en rådende oppfatning om at der er en sammenheng mellom solflekker og klima perioder. Hvordan denne sammenhengen egentlig er, har vært uklar. I mitt dr.grad arbeide fant jeg ingen spor etter solflekker i dataserier for klimaindikatorer. Mine studenter har heller ikke funnet en slik sammenheng, da de lærte å analysere dataserier. Jeg var derfor skeptisk til ideen om solflekker som klimaindikatorer. Men sammenhengen kom til slutt frem etter at dataserien for ståling (TSI) var analysert. Da viste det seg at TSI og solflekker var forankret i Uranus sin periode på 84 år, og at der var en sammenheng mellom TSI solstråling og solflekker i perioder på ca 210 år. Dette bekreftet for første gang en langtids sammenheng mellom solflekker og stråling fra solen.

Dataserien for TSI hadde også sine utfordringer. Direkte måling av stråling fra solen startet først i 1978. Dataseriene bakover til år 1700 og år 1000, er basert på estimater fra bl.a is-prøver (10Be og 14C). Videre var der tilgjengelig flere dataserier med noe ulik vekting av estimatene. Alle dataseriene ble derfor analysert. Resultat viste at alle hadde samme perioder, men noe ulik amplitude. Det ble da valgt å bruke de to beste dataseriene som var basert en fysisk estimat representasjon av stråling.

Kravet til en stasjonær periode, var at perioden også skulle ha en kjent stasjonære kilde, som Årsakenes årsak. Valget ble det oscillerende solsystem. I solsystemet er der en gjensidig gravitasjon mellom planetene og solen, som får solens posisjon til å oscillere rundt et virtuelt punkt. Dataserien for solen oscillasjon rundt dette punktet ble valgt som referanse for planetenes oscillasjoner rundt solen, og som en referanse for en identifikasjon av stasjonære perioder i dataseriene. De stasjonære periodene i dataseriene ble identifisert med en ny analysemetode. En metode som tok utgangspunkt i waveletspekteret til dataserien. Med denne metoden kunne en påvise tidspunkt for resonans mellom flere perioder. Det viste seg at denne metoden var meget nøyaktig og bekreftet samtidig kvaliteten på dataseriene.

Videre arbeide
Artikkelen har danner grunnlag for videre arbeide innenfor temaene:
- Et nytt perspektiv på solens indre dynamo
- Utvikling av bedre modeller beregning av historisk og forventet framtidig stråling fra solen
- En bedre forståelse av dagens og kommende klimaendringer på jorden

Artikkel sammendrag
Total solinnstråling (TSI) er den primære energimengden som er gitt til Jorden. Egenskapene til TSI variasjon er kritiske for å forstå årsaken til bestrålingens variabilitet fra solen og strålingens forventede innflytelse på klimavariasjoner. Er TSI variasjonen deterministisk, kan den gi informasjon om fremtidig stråling variabilitet og forventet langsiktig klimavariasjon. Dersom den ikke har en deterministisk egenskap, kan bare forklare fortiden.

Denne studien av solar stråling variasjon, er basert på en analyse av nylig publiserte TSI dataserier. En dataserie fra 1700 e.Kr., en fra 1000 A.D., en solflekk dataserie fra 1610 A.D . og en solarbane dataserie fra 1000 e.Kr. Studien er basert på en ny metode for å analysere wavelet spektrum av dataserier. Resultatet av studien tyder på at TSI og solflekk dataserier har periodiske sykluser som er korrelert med svingninger av solens posisjon i forhold til barycenter av solsystemet, som er kontrollert av endring i gravitasjon fra de store planetene Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun. En mulig forklaring på solaktivitet variasjoner tvinges svingninger mellom de store planetene og solenergi i solens indre dynamo.

Vi finner at en stasjonær komponent av solenergi variabilitet styres av 12-års periode Jupiter, og 84-års periode Uranus med sub-harmoniske. For TSI og solflekkaktivitet variasjoner, finner vi stasjonære perioder knyttet til Uranus sin 84-års periode. Deterministiske modeller basert på de stasjonære perioder, bekrefter resultatene ved at periodene har samsvar med kjente solsyklus minimum perioder siden 1000 AD. Samtidig framgår det en moderne maksimum periode fra 1940 til 2015. Modellen beregner en ny Dalton-type solflekk minimum fra ca 2025 til 2050 og en ny Dalton-type periode TSI minimum fra ca 2040-2065. Det fortelles at Dalton-perioden var det så kaldt, at det frøs is på Themsen i London.

Referanse:
Artikkelen finner du ved:
Yndestad H, Solheim, JE; New Astronomy 51 (2017) 135–152
http://dx.doi.org/10.1016/j.newast.2016.08.020
http ://yndestad.priv.no/Doc/JP-NA-TSI%20160828.pdf

Presentasjon: EGU-2016, 20.04.16. Wien.




Fill in only if you are not real





The following XHTML tags are allowed: <b>, <br/>, <em>, <i>, <strong>, <u>. CSS styles and Javascript are not permitted.