- 
Η μεταβολή στον αριθμό των παρατηρούμενων ηλιακών κηλίδων (sunspots) σχετίζεται με την ηλιακή δραστηριότητα. Ακολούθως, χαμηλή ηλιακή δραστηριότητα φαίνεται να σχετίζεται έντονα με παρατηρούμενη ψύξη του πλανήτη, ενώ υψηλή με θέρμανση του πλανήτη. Στην εικόνα εμφανίζονται δύο περίοδοι που χαμηλής ηλιακής δραστηριότητας τα τελευταία 400 χρόνια. Η πρώτη ονομάζεται "Maunder Minimum" (από το 1645 έως 1715), όταν οι ηλιακές κηλίδες μειώθηκαν υπερβολικά. Η περίοδος αυτή καλείται επίσης και μικρή εποχή των παγετώνων (Little ice age) Η ονομασία δόθηκε από τον αστρονόμο Edward W. Maunder (1851 έως 1928) ο οποίος ανακάλυψε την απουσία των ηλιακών κηλίδων κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου με τη μελέτη των αρχείων εκείνης της εποχής. Κατά τη διάρκεια αυτής της 30ετούς περιόδου, οι αστρονόμοι παρατήρησαν μόνο περίπου 50 ηλιακές κηλίδες, σε αντιδιαστολή με άλλες πιο χαρακτηριστικές παρατηρήσεις 40000 έως 50000 κηλίδων. Η πιο πρόσφατη χαμηλή δραστηριότητα εντοπίζεται από το 1790 έως το 1830 και λέγεται "Dalton Minimum". Αυτό το γεγονός αποτελεί το πιο γνωστό παράδειγμα της μεταβλητότητας του κλίματος σε σχέση με την ηλιακή δραστηριότητα.
Είναι απαραίτητο κάποιος να ανατρέξει στην ιστορία προκειμένου να γίνουν κατανοητές οι κλιματικές αλλαγές. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ο ποταμός Τάμεσης στο Λονδίνο πάγωνε τακτικά κατά την διάρκεια του χειμώνα. Ο πίνακας ζωγραφικής του Birman το 1826 παρουσιάζει το παγετώνα Mer de Glace (στην βόρεια πλευρά του Mont Blanc) όπου την εποχή εκείνη είχε φθάσει στον μέγιστο όγκο του (Gugelmann Collection, Swiss National Library, Bern). Ο δεύτερος πίνακας του ζωγράφου Hendrick Avercamp (1585-1663), παρουσιάζει τις δριμείς χειμερινές συνθήκες κατά τη διάρκεια της περιόδου Maunder όπου η ηλιακή δραστηριότητα ήταν κατά ασυνήθιστο τρόπο χαμηλή.
Ένα ήπιο κλίμα γνωστό ως "Μεσαιωνική Θερμή Περίοδος" (Medieval Warm period) είχε προηγηθεί καλύπτοντας την περίοδο από το 1000 έως το 1270. Οι θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ανυψώθηκαν πάνω από το "κανονικό", επιτρέποντας στους Βίκινγκς να αποικίσουν την Γροιλανδία. Οι Ρωμαίοι έγραψαν για την παραγωγή κρασιού στη Μεγάλη Βρετανία κατά τον πρώτο αιώνα (η πρώτη ιδιαίτερα θερμή περίοδος στην αρχή της χιλιετηρίδας). Παλαιά φορολογικά μητρώα παρουσιάζουν ότι οι Βρετανοί καλλιεργούσαν τα δικά τους σταφύλια τον 11ο αιώνα, κατά τη διάρκεια της Μεσαιωνικής Θερμής Περιόδου, με διακοπή της παραγωγής κατά την διάρκεια της επερχόμενης περιόδου του μικρού παγετώνα. Η καλλιέργεια αμπελιού για παραγωγή κρασιού αποτελεί έναν από τους ακριβέστερους και ευαίσθητους δείκτες της θερμοκρασίας, δείχνοντας και έναν χαρακτηριστικά εναλλασσόμενο θερμοκρασιακό κύκλο, όπως αναφέρουν οι συγγραφείς Fred Singer και Dennis Avery του βιβλίου με τίτλο "Unstoppable Global Warming-Every 1500 Years". Από τα μέσα, λοιπόν, του τελευταίου αιώνα, ο ήλιος βρίσκεται κατ' ασυνήθιστο τρόπο σε μια φάση υψηλής ηλιακής δραστηριότητας, όπως υποδεικνύεται από τα συχνά περιστατικά των ηλιακών κηλίδων, εκρήξεων αερίων και καταιγίδων ακτινοβολίας. Ερευνητές στο Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) στο Katlenburg-Lindau της Γερμανίας και στο πανεπιστήμιο Oulu στην Φιλανδία έχουν καταλήξει σε αυτό το συμπέρασμα αφού εκτίμησαν την ηλιακή δραστηριότητα βασισμένοι στην συχνότητα των ηλιακών κηλίδων από το 850 μ.Χ. Για αυτό τον σκοπό, συνδύασαν τα ιστορικά αρχεία των κηλίδων με τις μετρήσεις της συχνότητας των ραδιενεργών ισοτόπων από πυρήνες πάγου από την Γροιλανδία και την Ανταρκτική. Ο μέσος αριθμός κηλίδων είναι ο μεγαλύτερος που έχει παρατηρηθεί τα τελευταία χίλια χρόνια και 2,5 φορές πάνω από τον μακροπρόθεσμο μέσο όρο. Η χρονική διαφοροποίηση της ηλιακής δραστηριότητας συσχετίζεται με την διακύμανση της μέσης θερμοκρασίας της γης. Αυτά τα επιστημονικά αποτελέσματα επομένως φέρνουν την επίδραση του ήλιου στο παγκόσμιο κλίμα, και ειδικότερα την συμβολή του στην παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας του 20ού αιώνα.
Ήλιος και κοσμικές ακτίνες
| Ο μοριακός φυσικός, Dr. Jasper Kirkby (ένας από τους 400) εργάζεται ως ερευνητής στο γνωστό CERN στην Ελβετία. Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Ατομικής Έρευνας (European Organization for Nuclear Research) θεωρεί ότι η έρευνα του Dr. Kirkby θα αποκαλύψει ότι ο ήλιος και οι κοσμικές ακτίνες είναι ένας βασικός παράγοντας της κλιματικής αλλαγής. Ο Kirkby είναι επικεφαλής του προσράμματος, "CLOUD" (Cosmics Leaving Outdoor Droplets project), το οποίο εξετάζει πώς ο ήλιος και οι κοσμικές ακτίνες επιδρούν στα σύννεφα και στη συνέχεια στο κλίμα. Σύμφωνα με το "National Post Article" του Καναδά όπως επιβεβαιώνεται και από το CERN, ο Dr. Kirkby έχει συγκεντρώσει μια "Dream Team" από φυσικούς ειδικούς σε θέματα φυσικής της ατμόσφαιρας, μοριακής φυσικής και κοσμικών ακτίνων από 18 πανεπιστήμια και Ινστιτούτα. |  |
Tα πρώτα συμπεράσματα (Jasper Kirkby, 2008. Cosmic Rays and Climate, http://arxiv.org/pdf/0804.1938.pdf) και οι πολυάριθμες παλαιοκλιματολογικές παρατηρήσεις, που καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα χρονικών περιόδων, προτείνουν ότι η γαλαξιακή μεταβλητότητα των κοσμικών ακτίνων συνδέεται με την αλλαγή του κλίματος. Η ποιότητα και η ποικιλομορφία των παρατηρήσεων δείχνουν ότι είναι δύσκολο να είναι τυχαία αυτή η σχέση. Αλλά η ροή των γαλακτικών κοσμικών ακτίνων (galactic cosmic ray- GCR) έχει άμεσα επιπτώσεις στο κλίμα. ή μόνον ενεργούν ως πληρεξούσιες μιας διακύμανσης της ηλιακής ακτινοβολίας ή ενός φασματικού εύρους σαν αυτό π.χ. της υπεριώδους (UV) ακτινοβολίας? Εδώ όπως επισημαίνει ο Dr. Kirkby, υπάρχουν κάποια παλαιοκλιματολογικά στοιχεία τα οποία συνδέουν το κλίμα με τις γεωμαγνητικές και γαλαξιακές διακυμάνσεις της ροής των κοσμικών ακτίνων, πράγμα που, αν τελικά επιβεβαιωθεί, θα αποτελεί ένα άμεσο αποτέλεσμα μιας ισχυρής αλληλεπίδρασης. Παρά τις αβεβαιότητες αυτές, το θέμα είναι μέχρι ποιό σημείο το κλίμα επηρεάζεται από τη μεταβλητότητα των ηλιακών και κοσμικών ακτίνων. Η πραγματική απάντηση στην ερώτηση κατά πόσο οι κοσμικές ακτίνες επιδρούν στο κλίμα, είναι ότι απαιτεί έναν φυσικό μηχανισμό για να μπορεί να σταθεί και να καθιερωθεί ως θεωρία, ειδάλλως μοιραία θα αποκλειστεί. Με τα νέα πειράματα που προγραμματίζονται ή είναι σε εξέλιξη στο Κέντρο Πυρηνικών Μελετών και Ερευνών του CERN, (CLOUD), υπάρχουν αρκετά σημαντικές προοπτικές ότι θα έχουμε μερικές σίγουρες απαντήσεις σε αυτήν την ερώτηση μέσα στα επόμενα χρόνια. Στην παραπάνω εικόνα φαίνεται γραφικά η επίδραση των γαλακτικών κοσμικών ακτίνων στο κλιματικό σύστημα, θεωρώντας ότι οι κοσμικές ακτίνες επηρεάζουν την κάλυψη και δημιουργία της νέφωσης καθώς και την συγκέντρωση σταγονιδίων. Αυτό θα μπορούσε να έχει άμεση επίδραση στην ηλιακή έκθεση και στον υδρολογικό κύκλο ο οποίος εν συνεχεία θα έχει μια εκτεταμένη διαφοροποίηση του κλίματος όπως χαρακτηριστικά αναφέρεται. (Jasper Kirkby, 2008, European Organization for Nuclear Research, http://de.scientificcommons.org/31093175)
Ο ρόλος των ωκεανών και των υδρατμών στο κλίμα.
Στον υγρό μας πλανήτη το κλίμα "κυβερνάται" κατά ένα μεγάλο μέρος από τους ωκεανούς. Αλλά για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι συζητήσεις για την αλλαγή του κλίματος δεν έλαβαν πλήρως υπόψη τους ωκεανούς, απλά επειδή πολύ λίγα πράγματα ήταν γνωστά για αυτούς. Στην συνέχεια διαπιστώθηκε ότι οι τεράστιες μάζες νερού θα μπορούσαν να διαφοροποιούνται μόνο στα πλαίσια μιας γεωλογικής χρονοκλίμακας. Αυτό άρχισε να λαμβάνεται σοβαρά υπόψη στις αρχές τις 10ετίας του 60. Μελέτες δειγμάτων αργίλου που πάρθηκαν από το βυθό των ωκεανών, ανέδειξαν και πρότειναν νέες θεωρίες, όπου τα ωκεάνια συστήματα συνεχώς διαφοροποιούνται μέσα σε χιλιάδες χρόνια. Άλλες μελέτες άρχισαν να οικοδομούν μια πολύπλοκη εικόνα της εκπληκτικά εύθραυστης κυκλοφορίας των ωκεανών σε σχέση με την επίδραση τους στο πλανητικό μας σύστημα. Στη δεκαετία του 80, τα στοιχεία που προέκυψαν από δείγματα πάγου από την Γροιλανδία, με την βοήθεια υπολογιστικών μοντέλων, έδειξαν ότι η ωκεάνια κυκλοφορία του Βόρειου Ατλαντικού θα μπορούσε να διαφοροποιηθεί ριζικά μέσα σε έναν ή δύο αιώνες. Εάν λοιπόν η παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας λόγω του φαινομένου του θερμοκηπίου θα μπορούσε να τροποποιήσει ή να ανατρέψει μια τέτοια δυναμική και χρονικά μεγάλη διαδικασία, συνέβαινε μια ακραία και ανεπανόρθωτη καταστροφή στον πλανήτη. Η διαλυτότητα του διοξειδίου του άνθρακα στους ωκεανούς μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας τους και αυξάνει με την ψύξη τους. Συνεπώς μια μικρή αύξηση της θερμοκρασίας από φυσική αιτία στην επιφάνεια των ωκεανών θα απελευθερώσει μεγάλες ποσότητες CO2 στην ατμόσφαιρα. Οι ωκεανοί αναπνέουν το διοξείδιο του άνθρακα (δεσμεύουν ή αποδεσμεύουν) ανάλογα τις εποχές, ή λόγω σημαντικών αλλαγών του κλίματος όπως π.χ. γεγονότα σαν το Ελ Νίνιο και το Λα Νίνια. Αναλογισθείτε ότι το 75% του πλανήτη είναι ωκεανοί, (335.258.000 km2) συνεπώς η απέραντη επιφάνεια τους αποτελεί σημαντικό και ισχυρό παράγοντα στην ανταλλαγή των αερίων μεταξύ της ατμόσφαιρας και των ωκεανών.
Υδρατμός: το σημαντικότερο αέριο του θερμοκηπίου
Παλαιότερες και νεότερες έρευνες και εκθέσεις δείχνουν ότι το μεγαλύτερο μέρος της αύξησης θερμοκρασίας - όσον αφορά την συμμετοχή των αερίων του θερμοκηπίου- που παρατηρείται πρόσφατα στην Ευρώπη οφείλεται πιθανώς σε ένα "απροσδόκητο" αέριο του θερμοκηπίου: τους υδρατμούς! Το νερό στην ατμόσφαιρα αποτελεί ελάχιστο μέρος της μάζας της και κυμαίνεται από 0.95 - 4.75%. Ενδεικτικά για παράδειγμα το συνολικό νερό που περιέχεται κάθε στιγμή στην ατμόσφαιρα αρκεί για να καλύψει την επιφάνεια της Γης με ένα λεπτό στρώμα νερού, ύψους 25 mm περίπου. Το ατμοσφαιρικό νερό προέρχεται από μία βασική παράμετρο του υδρολογικού κύκλου την εξατμισοδιαπνοή (evapotranspiration). Κάθε λεπτό της ώρας σχεδόν 109 τόνοι νερού διοχετεύονται στην ατμόσφαιρα με τη διαδικασία της εξάτμισης από τους ωκεανούς. To CO2 και τα άλλα ίχνη αερίων αποτελούν συνολικά μόνο το 5% των αερίων του θερμοκηπίου. Οι υδρατμοί αποτελούν τα άλλο 95 %. Αν και το διοξείδιο του άνθρακα πρωταγωνιστεί στις συζητήσεις για τα αέρια του θερμοκηπίου, ο υδρατμός διαδραματίζει έναν ακόμα μεγαλύτερο ρόλο στην θέρμανση της ατμόσφαιρας. Το μόριο του νερού έχει μία μοναδική δομή με μια εξαιρετική ικανότητα να αποθηκεύει θερμότητα, γεγονός που επιδρά σημαντικά στο σχηματισμό των καταιγίδων και έτσι το καθιστά εν γένει πρωταγωνιστή στην ατμοσφαιρική κυκλοφορία. Τα αέρια του θερμοκηπίου αποτελούν στο σύνολο τους λιγότερο από το 5% της γήινης ατμόσφαιρας.
| ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ | Ροή άνθρακα στην ατμόσφαιρα (PgC/year)* | Εκτιμούμενος αφαιρούμενος άνθρακας από την ατμόσφαιρα (PgC/year)* |
| Οξείδωση οργανικής ουσίας στο έδαφος | 60.0 | |
| Αναπνοή των οργανισμών στην Βιόσφαιρα | 60.0 | |
| Καύση ορυκτών καυσίμων | 5.5 | |
| Εκδασώσεις | 1.6 | 0.5 |
| Ενσωμάτωση στη βιόσφαιρα μέσω της φωτοσύνθεσης | | 121.3 |
| Διάχυση των ωκεανών (είσοδος/έξοδος) | 90.0 | 92.0 |
| ΣΥΝΟΛΟ | 217.1 | 213.8 |
| * PgC=1015grams άνθρακα ισοδύναμο με 1 εκατομμύριο τόνοι (gigaton) | ||
| Πηγή: Amy Kaleita, 2006. Sense and Sequestration: The Carbon Sequestration Cycle Explained | ||
Οι άνθρωποι συμβάλλουν περίπου στο 3-4% των ετήσιων εκπομπών του CO2. Εντούτοις, οι μικρές αυξήσεις στις εκπομπές του CO2, είτε από τους ανθρώπους είτε από οποιαδήποτε άλλη πηγή, μπορούν να οδηγήσουν σε μεγάλη συσσώρευση CO2 σε βάθος χρόνου επειδή τα μόρια του CO2 μπορούν να παραμείνουν στην ατμόσφαιρα περισσότερο από 100 χρόνια. Η θερμότερη επιφάνεια στους τροπικούς ωκεανούς οδηγεί σε μια αύξηση των υδρατμών στην ατμόσφαιρα. Η απελευθέρωση υδρατμών στην ατμόσφαιρα κατά την διάρκεια του El Nino λόγω αύξησης της θερμοκρασίας της επιφάνειας του ωκεανού συμβάλλει περισσότερο στην αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη από ότι το διοξείδιο του άνθρακα όπως αναφέρει ο φυσικός της ατμόσφαιρας Rong Fu (Georgia Institute of atmospheric Technology). Ένας άλλος επιστήμονας ο Steven Businger (University of Hawaii) αναφέρει:
"το νερό διαδραματίζει έναν κρίσιμο ρόλο στον καιρό και το κλίμα, και ο προσδιορισμός της ποσότητας των υδρατμών στην ατμόσφαιρα θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν τη παγκόσμια κλιματική αλλαγή".
Εξ άλλου Ελβετοί ερευνητές εξετάζοντας μετρήσεις ακτινοβολίας επιφάνειας από το 1995 έως το 2002 πάνω από τις Άλπεις έδειξαν ισχυρή αύξηση της ολικής απορροφούμενης ακτινοβολίας πλησίον της επιφάνειας να συνοδεύεται με ταυτόχρονη αύξηση της θερμοκρασίας. Οι συγγραφείς της εργασίας, με επικεφαλής τον Rolf Philipona (World Radiation Center in Davos), έδειξαν πειραματικά ότι το 70% της ταχείας αύξησης της θερμοκρασίας είναι πολύ πιθανά να προκαλείται από την ανατροφοδότηση των υδρατμών. Το υπόλοιπο δε 30% αναφέρουν ότι πιθανώς να οφείλεται στα ανθρωπογενή αέρια του θερμοκηπίου. Δημοσιεύσεις και εργασίες για την στοιχειοθέτηση και τεκμηρίωση μιας άλλης άποψης λοιπόν υπάρχουν αναρίθμητες. Οι εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα από τον άνθρωπο δεν είναι η κύρια αιτία της παγκόσμιας αλλαγής κλίματος σύμφωνα με τους ισχυρισμούς σημαντικής μερίδας της επιστημονικής κοινότητας. Το διοξείδιο του άνθρακα δεν αποτελεί ρύπο με την έννοια που του αποδίδεται, αλλά είναι ουσιαστικό και απαραίτητο στοιχείο για τη ζωή. Ολοκληρώνοντας θα πρέπει να αναφερθεί μία πρόσφατη εργασία των Gerlich και Tscheuschner, (2007) οι οποίοι εξετάζοντας και διερευνώντας αναλυτικά το θέμα κάτω από την φυσική του θεώρηση αναφέρουν συνοπτικά: 1) δεν υπάρχουν κοινοί φυσικοί νόμοι μεταξύ του φαινομένου του θερμοκηπίου όπως αυτό αναφέρεται στα γυάλινα θερμοκήπια και του ατμοσφαιρικού φαινομένου του θερμοκηπίου, 2) δεν μπορεί να υπάρξει κανένας υπολογισμός για να καθορισθεί αξιόπιστα μια μέση θερμοκρασία της επιφάνειας του πλανήτη,3) η συχνά αναφερόμενη διαφορά των 33oC είναι ένας χωρίς νόημα αριθμός που υπολογίζεται λανθασμένα, 4) οι εξισώσεις που αναφέρονται στις ροές ακτινοβολίας ενός συστήματος χρησιμοποιούνται ανορθόδοξα, 5) η προτεινόμενη υπόθεση του ισοζυγίου ακτινοβολίας είναι αφύσικη και 6) η θερμική αγωγιμότητα και οι δυνάμεις τριβής δεν πρέπει να λαμβάνονται ως μηδενικές, διότι το ατμοσφαιρικό φαινόμενο του θερμοκηπίου παραποιείται.
Πηγές:
Fu, R., A.D. Del Genio, and W.B. Rossow, 1994: Deep convection, vertical thermodynamic structure, and surface conditions in the tropical Pacific, J. Climate, 7, 1092-1108.
Fu, R., W. T. Liu and R.E. Dickinson, 1996: Response of tropical clouds to the interannual variation of sea surface temperature, J. Climate, 9, 616-634.
Gerlich G. and R. Tscheuschner. "Falsification of The atmospheric CO2 effects with the frame of physics". Ver. 3.0. September 9, 2007) Krivova N.A., Solanki S.K. Solar Variability and Global Warming: A Statistical Comparison Since 1850 Adv. Space Res. 34, 361-364 (2004)
Kirkby Jasper, 2008.Cosmic rays and Climate. CERN-PH-EP/2008-005 EUROPEAN ORGANIZATION FOR NUCLEAR RESEARCH
Soden, B.J. and R. Fu, 1995: A satellite analysis of deep convection, upper troposphere humidity and the greenhouse effect, J. Climate, 8, 2333-2351.
Usoskin G. Ilya, Sami K. Solanki, Manfred Schόssler, Kalevi Mursula, Katja Alanko A Millennium Scale Sunspot Reconstruction: Evidence For an Unusually Active Sun Since the 1940's Physical Review Letters 91, 211101-1--211101-4 (2003)
Sami K. Solanki, Natalie A. Krivova Can Solar Variability Explain Global Warming Since 1970? Journal of Geophysical Research 108, 1200 (2003)
http://www.nerc.ac.uk/press/releases/2006/cosmicclouds.asp
http://www.scientific-alliance.org/ http://nzclimatescience.net/index.php
Σ. Αλεξανδρής , Λεκτορας Γ.Π.Α, stalex@aua.gr
Επιμέλεια: Γιώργος Κυριακόπουλος
Πηγή:www.meteoclub.gr
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου