Haben Sonnenflecken Einfluss auf das Klima?

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DocNobbi
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Haben Sonnenflecken Einfluss auf das Klima?

Beitrag von DocNobbi » Sa 26. Feb 2011, 16:32

Haben Sonnenflecken Einfluss auf das Klima?

Die mittlere Temperatur auf der Erde ist im Verlauf der vergangenen hundert Jahre leicht angestiegen . Auch die Zahl der Sonnenflecken hat zugenommen. Haben diese Tatsachen etwas miteinander zu tun? Können Sonnenflecken die globale Erwärmung verursacht haben? Die Antwort ist "nein". Zu diesem Schluss kommen Forscher vom Max-Planck-Institut für Astrophysik zusammen mit Kollegen aus den USA und der Schweiz nach einer kritischen Analyse bestehender Ergebnisse sowie neuen Berechnungen.
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Figure1.png (62.87 KiB) 1220 mal betrachtet
Abb. 1:Bild der Sonnenoberfläche mit den Strukturen, die für die Helligkeitsänderungen verantwortlich sind. Granulation, die auf der ganzen Oberfläche zu sehen ist, wird verursacht durch die Konvektion welche den Energiefluss der Sonne aus dem Inneren an die Oberfläche transportiert. Sie liefert den stetigen Teil der Einstrahlung auf der Erde. Magnetische Strukturen sind dunkel (Sonnenflecken) oder hell (die kleinen, hellen Punkte sind die sog. Fackeln) und tragen einen Anteil zur Einstrahlung bei, der mit dem Sonnenfleckenzyklus variiert. Fackeln zeigen sich insbesondere nahe dem Rand der Sonnenscheibe (rechts oben, ausserhalb des Bildes). Ihr Beitrag überwiegt den der Sonnenflecken, so dass die Sonne bei hoher Fleckenzahl nicht dunkler, sondern etwas heller ist. Die Länge des Balkens entspricht 1000 km. (Bildquelle: Swedish 1-m Solar Telescope/B. de Pontieu).
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Figure2.png (8.7 KiB) 1220 mal betrachtet
Abb. 2:Änderung der Helligkeit der Sonne, gemessen mit Instrumenten auf Satelliten. Die Gesamteinstrahlung der Erde ist höher zu Zeiten großer Sonnenfleckenzahl, wie es um 1980, 1990 und 2001 der Fall war. Die schnelleren Fluktuationen ergeben sich aus Änderungen in der projizierten Fläche von Flecken und Fackeln auf der Sonnenscheibe infolge der 27-tägigen Drehung der Sonne um ihre Achse.


Die Temperatur der Erde wird in erster Linie durch die Strahlung der Sonne bestimmt. Sonnenflecken sind dunkel, sie verringern die Helligkeit der Sonne (MPEG-Film, 7.5MB). . Wenn Sonnenflecken die einzige Art von Störungen auf der Oberfläche der Sonne wären, sollte die gestiegene Fleckenzahl eher zu einer Abkühlung geführt haben. Zusätzlich zu den Sonnenflecken gibt es aber auch hellere Stellen auf der Sonne, die Fackeln genannt werden. Zwar sind sie viel kleiner, existieren aber in sehr großer Zahl (MPEG-Film, 7.5MB) . (Abb. 1). Sie sind am häufigsten, wenn es auch viele dunkle Sonnenflecken gibt, wie etwa in den Jahren 1991 und 2002.

Die Helligkeit der Sonne ist seit 1978 genau vermessen worden. Es stellt sich heraus, dass sie zu Zeiten hoher Fleckenzahlen um etwa 0.07 Prozent höher ist als bei minimaler Fleckenzahl (Abb. 2). Der Grund dafür sind die Fackeln. Da sie kleinere Abmessungen als die Sonnenflecken besitzen, fallen sie zwar weniger auf, machen in ihrer Gesamtheit aber einen grösseren Effekt als die Flecken. Sind Helligkeitsänderungen dieser Art hinreichend stark, um einen Einfluss auf das Klima zu haben?

Messungen der tatsächlichen Helligkeitsänderungen sind nur für die vergangenen 30 Jahre vorhanden. Man kann sie aber ergänzen durch Beobachtungen der Fleckenaktivität, die für die letzten 300 Jahre vorhanden sind, und damit auf eventuelle Langzeittrends der Sonnenhelligkeit rückschließen. Dazu braucht man zusätzlich eine Theorie, die den Zusammenhang zwischen der Helligkeit der Sonne und ihrer Fleckenaktivität beschreibt. Die Theorie macht eine einfache Aussage: ausser den bekannten Helligkeitsstörungen durch Flecken und Fackeln gibt es keine nennenswerten zusätzlichen Faktoren, die die Helligkeit der Sonne beeinflussen. Man kann also aus historischen Beobachtungen der Aktivität der Sonne ihre Helligkeit in der jüngeren Vergangenheit rekonstruieren. Die Helligkeitsschwankungen aus diesen Daten können dann in Computermodellen zur Entwicklung des Erdklimas berücksichtigt werden.

Mit solchen Klimamodellen konnte die Forschergruppe nun zeigen, dass der Effekt der Sonnenflecken und -fackeln viel zu klein ist, um die gemessene globale Temperaturveränderung zu erklären. Die Ergebnisse führen zu dem Schluss, dass menschliche Einflüsse im vergangenen Jahrhundert einen wesentlich stärkeren Einfluss auf das Klima gehabt haben als Veränderungen der Sonnenhelligkeit.




Originalveröffentlichung:
P.V. Foukal, C. Föhlich, H.C. Spruit, T. Wigley: Variations in solar luminosity and its effect on the Earth's climate, Nature (14. September 2006)
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