Zonnevlekkenminimum nadert: hoe beinvloedt zonneactiviteit klimaat?
dinsdag 19 oktober 2004
Nog geen jaar geleden was de wereld in de ban van een aantal grote uitbarstingen aan het oppervlak van de zon. Eind oktober en begin november 2003 stonden die aan de basis van het mooiste noorderlicht dat Nederland in jaren had gezien. De vlekken op de zon, die er tevens het gevolg van waren, waren op sommige plaatsen (toen de zon door een mistlaag heen scheen) zelfs met het blote oog te zien. Sommige mensen werden bang van de grote activiteit op de zon.
Niet veel later echter, op 28 januari van dit jaar, konden zonnedeskundigen van de Amerikaanse NASA, die de activiteit van de zon dag in dag uit in de gaten houden, op het zonoppervlak geen enkele zonnevlek meer vinden. Dat was voor de eerste keer sinds vele jaren. De deskundigen zien er een aanwijzing in dat de zonnevlekkencyclus, na het maximum dat eind 2000 werd bereikt, nu snel onderweg is naar het volgende minimum. Sneller misschien wel dan in eerste instantie werd gedacht.
Uit de waarnemingen van NASA blijkt namelijk dat het echte minimum circa 34 maanden, bijna drie jaar dus, komt na de eerste dag waarop geen zonnevlekken worden waargenomen. In dit geval zou dat dus aan het einde van het jaar 2006 moeten zijn. Omdat het volgende minimum mogelijk vroeger is dan verwacht, zou ook het verwachte volgende maximum vroeger kunnen vallen. Volgens NASA zit er tussen het minimum en het volgende maximum meestal een periode van ongeveer 4 jaar, Het volgende maximum staat dan voor 2010 gepland.
De zon, tijdens een periode van verhoogde activiteit. Duidelijk zijn een paar zonnevlekken, de uitingen van die activiteit, zichtbaar.
Al lange tijd wordt vermoed dat de circa 11-jarige zonnevlekkencyclus (die zelf weer onderhevig is aan veel langer durende cycli) invloed heeft op het klimaat op aarde. Finse en Duitse geleerden publiceerden vorig jaar al de resultaten van een onderzoek waaruit bleek dat de zon sinds ongeveer 1940 actiever is dan nooit tevoren in een periode die tot minstens het jaar 850 teruggaat. Het gemiddelde aantal zonnevlekken blijkt de afgelopen ruim 60 jaar ongeveer 2,5 keer zo hoog te zijn geweest als het langjarige gemiddelde sinds dat jaar 850.
In het verleden zijn er, vermoeden de Duitse en de Finse wetenschappers, wel meer perioden met een langdurig actieve zon te zien geweest. Ze wijzen in dit verband onder meer op de middeleeuwen toen de zon tussen de jaren 1100 en ongeveer 1250 zeer actief moet zijn geweest. Ook toen lag het gemiddelde aantal zonnevlekken duidelijk boven de normaal (al was het aantal wel significant minder hoog dan het gemiddelde dat de laatste ruim 60 jaar wordt gemeten). Dat tijdperk viel samen met een ongewoon warme periode. De toenmalige Vikingen hielden er zelfs op Groenland een aantal bloeiende nederzettingen op na.
De zon, die hier een herfstachtige boom in Doetinchem beschijnt, nadert nu een minimum in activiteit. Rond het einde van 2006 wordt dat minimum verwacht. Foto: Maurice de Graaf.
Opvallende minima in de zonnevlekkencyclus zijn eveneens voorgekomen. Zo werden in de tweede helft van de 17e eeuw vrijwel geen zonnevlekken waargenomen. Die periode viel samen met een uitgesproken koel tijdperk op aarde. Het aantal koude winters was daarbij duidelijk groter dan tegenwoordig. Dat zou er op duiden dat een periode van verhoogde zonneactiviteit leidt tot warmer weer op aarde. Het ontbreken van zonnevlekken zou verantwoordelijk kunnen zijn voor een tijdelijke afkoeling. En misschien heeft de gewone elfjarige cyclus dus ook wel invloed op het aardse weer.
Iemand die sterk gelooft in de sturende invloed van de zonneactiviteit op het klimaat is de aan het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (IBED) van de Universiteit van Amsterdam (UVA) verbonden dr. Bas van Geel. In een artikel op de site van de Stichting Klimaat vertelt hij over onderzoeken die in hoogveengebieden zijn gedaan. Zo is een reconstructie gemaakt van het kooolstof-14 gehalte van de atmosfeer in vroegere tijden (tot circa 11.000 jaar geleden), en zijn de schommelingen van dat koolstof-14 gehalte direct vergeleken met door de schommelingen in het kimaat veroorzaakte veranderingen in de veenvegetatie.
Perioden van verminderde zonneactiviteit zouden in het klimaat samen kunnen gaan met extra bewolking, regen en lagere temperaturen, zo wijzen onderzoeken uit. Foto: Agnes Kleinjan.
Veranderingen in activiteit van de zon staan aan de basis van schommelingen in de hoeveelheid koolstof-14, die in de atmosfeer wordt aangemaakt. Uit de zon ontsnapt een gas met lage dichtheid, gevormd door protonen en elektronen en dit wordt de zonnewind genoemd. Vanuit de ruimte dringt ook andere (niet van de zon afkomstige en hoogenergetische) kosmische straling tot de aarde door. En het is deze kosmische straling die in de atmosfeer verantwoordelijk is voor de aanmaak van koolstof-14.
Hoe groter de activiteit op de zon is en hoe sterker dus de zonnewind, deste minder van die 'andere' kosmische straling dringt tot de aarde door. Als gevolg daarvan wordt in de atmosfeer minder koolstof-14 aangemaakt. Heeft de zonneactiviteit een relatief laag niveau, dan bereikt juist meer kosmische straling de aarde en wordt relatief veel koolstof-14 aangemaakt.
In hoogvenen ligt veel informatie over klimaatsveranderingen opgeslagen. Tijdens koelere, nattere fasen in het klimaat wordt licht gekleurd veen gevormd dat uit resten van weinig vergane plantensoorten bestaat, die onder relatief vochtige omstandigheden groeien. Het veen uit warmere en drogere klimaatfasen is donkerder, sterker vergaan en er komen andere soorten planten in voor, zo schrijft Van Geel in zijn artikel.
Tijdens perioden van verminderde zonneactiviteit zou in de bergen meer sneeuw vallen en de gletsjers zouden groeien. Dit is een foto, genomen in de Alpen in de buurt van Laax, het afgelopen weekeinde. De winter viel al even in, maar de komende dagen wordt het er opnieuw warm. Foto: Hans Hoogstrate.
Een bijzondere periode die op deze manier aan het licht is gekomen, is die rond het jaar 850 voor Christus. Toen moet er, zo hebben de bovenbeschreven onderzoeken laten zien, een periode met sterk verminderde zonneactiviteit zijn geweest. Niet alleen werd door het veel sterker doordringen van 'andere' kosmische straling (door het afnemen van de zonnewind) ineens veel meer koolstof-14 gevormd, ook wijst de veranderde veensamenstelling uit die periode op een afkoeling en een vernatting van het klimaat.
Het idee dat kleine veranderingen in de activiteit van de zon tot klimaatsveranderingen zouden kunnen leiden, is erg omstreden, zo geeft Van Geel in zijn verhaal toe. Hij acht de kans echter groot dat er andere factoren zijn die zo'n kleine verandering in zonneactiviteit kunnen versterken. Zo zijn binnen die veranderingen de fluctuaties in UV-straling groot. UV speelt een belangrijke rol bij de vorming van ozon in de dampkring. En ozon bepaalt weer mede de warmteabsorptie van die dampkring. Veranderingen in warmteabsorptie zouden kunnen leiden tot verschuivingen in de atmosferische stromingspatronen en daarmee tot klimaatverandering.
Verder lijkt het erop dat kosmische straling een rol kan spelen bij wolkenvorming. Verhoogde kosmische straling (in geval van geringe zonneactiviteit) zou leiden tot extra condensatie van waterdamp, wolkenvorming en daarmee tot afkoeling en meer neerslag.
De zon, actief of niet, komt op bij de watermolen in Haaksbergen. Foto: Freddy van den Eng.
De klimaatsverandering rond 850 voor Christus is voor gebieden met een relatief hoge waterstand zeer ingrijpend van aard geweest. Grote delen van Noord- en Noordwest-Nederland werden plotseling onbewoonbaar omdat moerassen ontstonden. Ook elders in de wereld veranderde het klimaat op dat moment. De straalstroom werd zowel op het noordelijk als op het zuidelijk halfrond sterker en kwam dichterbij de evenaar te liggen. Het weer in Europa, maar ook in beide Amerika's sterker dan voorheen door regenbrengende storingen vanuit het westen gedomineerd. Gletsjers vertoonden een plotselinge sterke groei. Zelfs in het tegenwoordig koude, maar zeer droge noorden van Chili ontstonden tijdelijk gletsjers als gevolg van neerslagbrengende westenwinden, zo meldt Van Geel.
Volgens hem staat de geconstateerde samenhang tussen het veranderende koolstof-14 gehalte van de atmosfeer en de klimaatfluctuaties rond 850 voor Christus niet op zich. Er zijn steeds meer aanwijzingen dat veranderende zonneactiviteit ook tijdens andere perioden ingrijpende effecten had op het klimaat. Zo heeft een Franse onderzoeker fluctuaties in de waterspiegels van meren in Zuidoost-Frankrijk over een periode van duizenden jaren in verband kunnen brengen met gelijktijdige schommelingen in het koolstof-14 gehalte van de atmosfeer, die veroorzaakt moeten zijn door veranderingen in de activiteit van de zon. En ook de plotselinge start van de laatste koudegolf tijdens de laatste ijstijd blijkt samen te zijn gegaan met een sterk toenemend koolstof-14 gehalte in de atmosfeer. Ook toen is een afname van de activiteit van de zon kennelijk de aanstichter geweest.
Voor wie denkt dat klimaatsveranderingen een tamelijk eenvoudig proces zijn, is er dus weer een nieuwe factor toegevoegd. Nieuwe onderzoeken zullen in de toekomst hopelijk uitwijzen hoe alle klimaatsturende processen op elkaar inwerken en wat de gevolgen daarvan zullen zijn voor de ontwikkeling van het toekomstige klimaat, in onze omgeving en in de rest van de wereld.
o Het hele artikel van dr. Bas van Geel
Bron: NASA, Stichting Klimaat , Meteo Consult
Quote selectie