“L’attività magnetica solare è espressa attraverso variazioni delle macchie solari e delle regioni attive che variano su scale temporali diverse. Il più accettato è un periodo di 11 anni presumibilmente indotto dal meccanismo della dinamo solare elettromagnetica. Sono stati rilevati anche alcuni periodi temporali più o meno lunghi: il ciclo biennale (2 – 2,7 anni), il ciclo di Gleisberg (80 – 100 anni) e il ciclo di Hallstatt (2100 – 2300 anni). Recentemente, utilizzando l’analisi delle componenti principali (PCA) del campo magnetico solare di fondo osservato (SBMF), un altro periodo di 330 – 380 anni, o Grande Ciclo Solare (GSC), è stato derivato dalla curva riassuntiva di due autovettori del SBMF”. È quanto si legge in uno studio recentemente pubblicato da Valentina V. Zharkova (University of Northumbria) e colleghi.
Nello studio, i ricercatori hanno effettuato un’analisi spettrale del numero medio di macchie solari, dell’irradianza solare e della curva riassuntiva degli autovettori del SBMF. Gli autori hanno rilevato “un ciclo di 10,7 anni dalle macchie solari e dalla curva riassuntiva del modulo degli autovettori, nonché un ciclo di 22 anni e il grande ciclo solare di 342 – 350 anni dalla curva riassuntiva degli autovettori. Un altro periodo di 2200 – 2300 anni viene rilevato nei dati dell’Olocene dell’irradianza solare misurati dall’abbondanza dell’isotopo 14C. Questo periodo è stato confermato anche con il periodo di circa 2000 – 2100 anni derivato da una linea di base del campo magnetico solare di fondo, presumibilmente causato dal moto inerziale solare (SIM) indotto dalla gravitazione di grandi pianeti”.
Nello studio, gli autori hanno anche discusso l’implicazione di questi risultati per la diversa deposizione della radiazione solare negli emisferi settentrionale e meridionale della Terra causata dagli effetti combinati dell’attività solare e del moto inerziale solare sull’atmosfera terrestre.
I risultati dello studio consentono di “confermare la conclusione di altri autori secondo cui il periodo chiave dell’attività solare è un ciclo di 11/22 anni, mentre altri periodi potrebbero essere una semplice interferenza delle onde fondamentali prodotte dalla dinamo solare in due strati con sorgenti magnetiche diverse: dipolo, quadruplo, sestuplo o ottuplo. Tale interferenza di due onde provenienti da sorgenti magnetiche dipolo rivela l’importante periodo di 342 – 344 anni rilevato dalle curve riassuntive e dalle curve riassuntive del modulo degli autovettori delle onde magnetiche dipolo nei 2000 anni (1200 – 3200). Ciò riflette la media dei cinque periodi che vanno da 330 a 380 anni, costituendo cinque grandi cicli solari (GSC) separati da quattro grandi minimi solari (GSM)”, scrivono i ricercatori nel loro studio.
Variazioni dell’irradianza solare totale e temperatura terrestre
“Le variazioni della temperatura terrestre hanno un andamento decennale legato a cicli di 11 anni e alle variazioni di base legate ad altri meccanismi di variazione dell’irradianza solare, grandi minimi solari, moto inerziale solare, altre variazioni orbitali causate dai cicli di Milankovich”, spiegano i ricercatori, che descrivono le variazioni dell’irradianza solare totale (TSI) causate dall’attività solare nei cicli normali di 11 anni e durante i grandi minimi solari (simili al Minimo di Maunder, MM).
- Le variazioni della temperatura terrestre durante il ciclo di 11 anni sono piccole ma evidenti, come mostrato dalle variazioni decennali nella figura seguente che sono proporzionali al numero medio di macchie solari e a molti fattori terrestri come le variazioni della temperatura dell’oceano e le variazioni ENSO con gli eventi El Niño e La Niñ Ciò porta ad aumenti riconoscibili della temperatura terrestre durante o in prossimità dei massimi dell’attività solare e diminuzioni durante o in prossimità dei minimi.
- Le variazioni (diminuzioni) dell’irradianza solare S sulla Terra a causa dei grandi minimi solari sono di circa 2,5 – 3 W/m2, o lo 0,22% di S. “Ciò porterebbe a diminuzioni riconoscibili delle temperature di base durante i grandi minimi solari, simili a quelle riportate per il Minimo di Maunder. La curva della temperatura terrestre mediata dalle fluttuazioni in cicli di 11 anni mostra una riduzione durante il Minimo di Maunder della temperatura terrestre media di circa 1,0°C, ad esempio, la diminuzione della TSI dello 0,11% garantisce una diminuzione della temperatura terrestre di circa 0,5°C”, spiegano gli autori dello studio.
Effetti del prossimo Grande Minimo Solare (2020-2053)
“Nei prossimi 30 anni, il Sole entrerà in un periodo di attività solare ridotta, il grande minimo solare moderno, che può essere definito una “mini era glaciale”, simile al Minimo di Maunder. Ciò è già confermato dal forte aumento dei giorni senza macchie nel ciclo 25 rispetto a tutti gli altri cicli, o da un forte aumento dell’indice di metano nell’atmosfera terrestre presumibilmente causato da una diminuzione della radiazione UV del Sole, che innesca una diminuzione delle abbondanze di ozono terrestre. Vi sono stati anche segnali di riduzione della temperatura terrestre registrati nei decenni passati fino al minimo tra i cicli 24 e 25, a cui ora si sovrappone un aumento di tale temperatura probabilmente causato dall’avvicinarsi massimo del ciclo 25 combinato con l’effetto del moto inerziale solare sulla temperatura di base”, si legge nello studio.
“Dato che il ciclo 25 è ancora al suo massimo, un’ulteriore conferma della riduzione dell’attività solare e dei suoi effetti sull’atmosfera terrestre arriverà nel prossimo decennio, nella fase discendente del ciclo 25 e nel minimo solare tra i cicli 25 e 26. Questo è quando si verificherà il pieno grande minimo solare, portando ad un campo magnetico solare significativamente ridotto sulla superficie solare causato dall’interferenza dirompente di due onde magnetiche generate dalla doppia dinamo all’interno del sole. Il primo grande minimo solare (GSM1) moderno si verifica nel 2020 – 2053 con la riduzione delle ampiezze del ciclo all’80% nel ciclo 25, al 30% nel ciclo 26 e al 70% nel ciclo 27 dall’ampiezza massima del ciclo 24. Il secondo grande minimo solare moderno (GSM2) avverrà nel 2370 – 2415”, scrivono gli autori dello studio.
“Poiché l’irradianza solare e la temperatura terrestre sono già aumentate a partire dal Minimo di Maunder, come è chiaramente registrato dalle variazioni della temperatura terrestre, si prevede che la temperatura terrestre durante il primo grande minimo solare moderno diminuirà di circa 1,0°C per diventare solo di 0,5°C più alta di quella del 1700. Il secondo grande minimo solare arriverà nel 2375 – 2415 e poiché in questo momento il Sole si avvicinerà alla Terra a causa del moto inerziale solare (SIM), la temperatura terrestre iniziale prima del secondo grande minimo solare sarà più alta di 1,5°C rispetto all’inizio dell’attuale primo grande minimo solare. La riduzione dell’irradianza solare totale causata dall’attività solare nel secondo grande minimo solare porterà ad una riduzione della temperatura terrestre di 1,0°C, lasciando la Terra più calda di circa 0,5°C durante il GSM2 rispetto alla temperatura alla fine dell’attuale GSM1, o di 1,0°C in più rispetto al 1700”, sostengono gli autori nel loro studio.
“Questa riduzione dell’attività solare e, di conseguenza, la riduzione della temperatura media terrestre fino a 1°C, dimostreranno senza dubbio che il Sole è l’unica fonte di riscaldamento sulla Terra e sugli altri pianeti. Ciò avverrà indipendentemente da qualsiasi set di dati utilizzato per le misurazioni dell’ambiente terrestre”, sostiene la Prof.ssa Valentina V. Zharkova, prima autrice dello studio.
“I periodi di attività solare di 10,7, 21,5, 350 e 2100 – 2300 anni derivati dalle variazioni del numero medio di macchie solari, degli autovettori del SBMF e dell’irradianza solare legata alle abbondanze isotopiche possono congiuntamente aiutarci a comprendere meglio l’attività solare su periodi brevi e lunghi, forniscono un’interpretazione logica plausibile e anticipano gli effetti attesi sull’ambiente terrestre”, concludono gli autori lo studio.
