Mogelijke oorzaken / natuurlijke factoren

Zonneactiviteit

De zon is een van de 100 miljard sterren van ons melkwegstelsel. Ze is de bron van alle leven op aarde en elke verandering in haar energieproduktie kan invloed hebben op ons klimaat. Onder invloed van de zwaartekracht ontstaan in de kern van deze enorme gasbol met een diameter van 1.4 miljoen kilometer, bij zeer hoge temperatuur (16 miljoen Kelvin) en een gigantische druk (2 miljard atmosfeer), spontaan kernfusiereakties waarbij waterstof wordt omgezet in helium. Tijdens dit proces komt zeer veel energie vrij.


		Kern: Energieproductie door kernfusie (proton-proton reactie). Stralingszone: Energietransport door straling. Convectielaag: Energietransport door circulatie van gasstromen. Fotosfeer: Gebied van de waaruit voor ons zichtbare zonnestraling afkomstig is. Zonnevlek: Magnetische storm Uitbarsting Corona: De ijle buitenatmosfeer die zich miljoenen kilometers uitstrekt in de interplanetaire ruimte.
	Bron: Stardate.org

De opgewekte energie wordt door straling (2) en door convectie (3) getransporteerd naar de oppervlakte van de zon. Aan de oppervlakte is de convectie waarneembaar als granulatie. Wat we nog visueel kunnen waarnemen zijn zonnevlekken.



	Bron: Urania

Zonnevlekken zijn donkerder dan hun omgeving omdat ze koeler zijn. De oppervlaktetemperatuur van de zon bedraagt ongeveer 5500 °C, zonnevlekken hebben een temperatuur van om en bij de 3700 °C. Dit temperatuurcontrast wordt veroorzaakt door sterke magneetvelden in de zonnevlekken, die het opborrelende plasma in de convectiezone sterk beïnvloeden, en aldus het warmtetransport naar het oppervlak belemmeren.

Het aantal zonnevlekken is een maat voor de activiteit van de zon. De zon kent een zonnevlekkencyclus met een gemiddelde periode van 11 jaar waarbij het aantal zonnevlekken toeneemt naar een maximum en daarna terug afneemt. De zonneactiviteit kenmerkt zich echter ook door een langzame variatie van 80-90 jaar waarbij de lengte van de zonnevlekkencyclus varieert van 8 tot 12 jaar (Gleissbergcyclus).



	Bron: Open Universiteit

In bovenstaande figuur is het aantal zonnevlekken uitgezet in functie van de tijd. De uitgezonden straling tijdens de 11-jarige cyclus varieert met minder dan 0.1%. Het klimaat reageert echter op een veel langere tijdschaal en is niet zo gevoelig voor relatief kleine en snelle veranderingen (water heeft immers een zeer hoge warmtecapaciteit en kan derhalve warmte zeer efficiënt "vasthouden" in de vorm van oceanen).

Vanaf halfweg de 17de eeuw tot begin 18de eeuw (1645-1715) zijn er opmerkelijk minder zonnevlekken waargenomen. In deze periode was de zon tijdelijk minder actief en verbleef ze in het zogenaamde Maunder Minimum. Deze periode blijkt samen te vallen met de Kleine IJstijd. De geschatte verandering in uitgezonden straling, tijdens deze koudere periode, is een 70-jarige lange vermindering met ongeveer 0.14%. Klimaatmodellen wijzen echter uit dat deze afname niet groot en niet lang genoeg was om de geschatte mondiale temperatuurverandering van 0.6° te verklaren.

Een ander fenomeen, waarvan we de effecten aan beide polen van de aarde kunnen waarnemen, is de zonnewind. De zon zendt continu geladen deeltjes (ionen en electronen) uit in alle richtingen. De snelheid en de dichtheid van de zonnewind is afhankelijk van de zonneactiviteit. Uitbarstingen (flares) kunnen een enorme hoeveelheid zonnematerie met hoge snelheid de interplanetaire ruimte inslingeren. Tijdens deze uitbarstingen kunnen protuberansen en CME's (coronale massa ejecties) ontstaan die de zonnewind tijdelijk versterken.

De gemiddelde snelheid van de zonnewind bedraagt ongeveer 450 km/s, maar tijdens uitbarstingen kan de snelheid oplopen tot 1000 km/s.

Onderstaande figuren geven aan hoe de zonnewind het magnetisch veld van de aarde beïnvloedt. Het magnetisch veld van de aarde lijkt veel op het veld van een staafmagneet, waarbij de veldlijnen ontspringen aan de magnetische noordpool en convergeren naar de magnetische zuidpool. Merk op dat de veldlijnen samenkomen in een punt dicht bij de geografische noordpool. Dit betekent dat de magnetische pool die het dichtst bij de geografische noordpool ligt in feite de magnetische zuidpool is.

Door de druk die de voortdurende stroom van electrisch geladen deeltjes (de baan van neutrale deeltjes wordt niet beïnvloed door een magneetveld) uitoefenen op ons magneetveld, moet het magneetveld terugwijken en er ontstaat een schokfront (paars). Dit gebied bevindt zich op 65000 tot 90000 km afstand van de aarde. Het schokfront bevindt zich aan de dagzijde van de aarde. Aan de nachtzijde wordt het magneetveld over een afstand van miljoenen kilometers meegesleept. Een gedeelte van de protonen en electronen worden via de achterzijde door het magneetveld ingevangen.

Tijdens uitbarstingen is de snelheid en de dichtheid van de deeltjesstroom zo groot dat de deeltjes door de magnetische veldlijnen naar de magnetische polen van de aarde worden geleid waar ze met hoge snelheid in de dampkring terechtkomen.

Daar komen ze in botsing met stikstof- en zuurstofatomen en slaan deze atomen aan (net zoals electriciteit het gas in een TL-lamp aanslaat). Wanneer dan de electronen terugvallen naar hun oorspronkelijke banen rond de atoomkern zenden ze licht (fotonen) uit bij een specifieke golflenge (kleur). Bijvoorbeeld de groene poollichtlijn is afkomstig van atomair zuurstof. Deze lichteffecten worden ook wel noorderlicht (aurora borealis) en zuiderlicht (aurora australis) genoemd.

Onderstaande Solar Activity Monitor geeft een indicatie van de actuele zonneactiviteit en de status van het aardmagnetisch veld:

Solar X-rays:

Geomagnetic Field:

Een opsomming en beschrijving van de mogelijke toestanden vind je op volgende URL:n3kl

Poollicht ontstaat op te grote hoogte (tussen 80 en 1000 km) om een invloed te kunnen uitoefenen op ons klimaat.

Er bestaan echter theorieën (Svensmarkhypothese), die in verband met de relatief kleine fluctuaties in de stralingsflux van de zon en de zonnewind, suggereren dat er een versterkend effect zou kunnen optreden waardoor de impact op ons klimaat sterk zou kunnen toenemen.

Echter in een recente publicatie (2009) van Peter Tom Jones en Vicky De Meyere (Terra Reversa p.55 en p.56) wordt het debat over de invloed van de zon op ons klimaat als beëindigd beschouwd:

"... De geobserveerde temperatuurstijging tijdens het einde van de negentiende en het begin van de twintigste eeuw is voor een groot deel toe te schrijven aan de toename van de zonnebestraling. Bekeken over de volledige periode sinds 1750 heeft de evolutie in zonnebestraling voor een beperkt netto opwarmend effect gezorgd. Die bijdrage wordt geschat op + 0.12 W/m². In vergelijking met het effect van broeikasgassen (+ 2.3 W/m²) is dit slechts van weinig invloed. Klimaatsceptici die beweren dat de versnellende opwarming gedurende de laatste 20 jaar louter het gevolg is van toegenomen zonnebestraling slaan de plank mis. Ook de zogenaamde Svensmarkhypothese (Svensmark en Friis-Christensen, 1997), die tal van klimaatsceptici nog steeds te berde brengen, is op los zand gebouwd. Deze hypothese stelt dat de moderne opwarming verklaard kan worden door een verhoogde zonneactiviteit die er voor zorgt dat er netto gezien minder kosmische straling de Aarde bereikt. Hierdoor worden er minder wolken gevormd, wat op zijn beurt een stijging van de temperatuur teweegbrengt, aldus de hypothese. Deze theorie strookt echter niet met de wetenschappelijke feiten. Om te beginnen bestaat er geen wetenschappelijk bewijs dat aantoont dat kosmische straling een invloed heeft op de vorming van wolken. Ten tweede is er helemaal geen wetenschappelijke zekerheid over de relatie tussen wolkenvorming en veranderingen in het klimaat (dit is trouwens nog een van de grote onzekerheden in het klimaatdebat). Ten slotte, zelfs als de intensiteit in kosmische straling een invloed zou hebben op wolkenvorming en temperatuur, dan nog kan dit niet de versnellende opwarming van de voorgaande decennia verklaren. Directe metingen van de kosmische intensiteit vertonen namelijk geen neerwaartse trend in die periode. In hun bekende publicatie beslechtten Lockwood en Fröhlich (2007:I) dit debat als volgt:

'...tijdens de voorgaande 20 jaar waren alle trends van de zon die een invloed zouden hebben uitgeoefend op het klimaat van de Aarde in de tegengestelde richting van die welke vereist is om de geobserveerde toename van de wereldwijde gemiddelde temperatuur te verklaren.'

Wanneer men nu de verschillende elementen samenbrengt, komt men tot de conclusie dat, sinds 1750, het netto-effect van menselijke activiteiten in overeenstemming is met een opwarmende verstoring van de stralingsbalans van + 1.6 W/m². Wanneer men voor de periode 1750 tot op heden alleen de natuurlijke factoren (zonneactiviteit, vulkaanuitbarstingen) in rekening zou brengen, dan zou de planeet niet opgewarmd maar juist afgekoeld zijn (IPPC, 2007). Over de vraag of de huidige opwarming in essentie door de mens is gecreëerd, bestaat met andere woorden geen redelijke wetenschappelijke twijfel meer. Dit debat is achter de rug."

Meer over de zonneactiviteit en de invloed ervan op de gemiddelde mondiale temperatuur vind je onder 'het wordt warmer' ...