Než se rozhodnete přečíst si následující řádky, zkuste si na minutu odskočit na starší článek Korunou si hodím, až se budeš ptát... (keď predpovede treba meniť podľa Slnka). Nemusíte se poprat se slovenštinou, stačí, když si prohlédnete obrázky, které dokumentují, jak se předpovědi o charakteru pomalu se rozbíhajícího slunečního cyklu měnily a kde tyto celosvětově medializované předpovědi vznikaly. Všechny spojuje jedno jméno: David H. Hathaway, člen Oddělení pro sluneční fyziku Marshallova centra pro vesmírné lety, NASA.
Tento aktivní „prognostik“, kterému Slunce za poslední léta již několikrát naznačilo, že by své závěry předpovědních modelů mohl prezentovat opatrněji, zaujal před čtyřmi lety, v roce 2006 odvážným tvrzením, že 24. sluneční cyklus bude kulminovat kolem roku 2011 s výrazným maximem, porovnatelným s 21. a 22. cyklem a větším, než byl u předcházejícího 23. cyklu.
Že se tato předpověď netrefila ani do terče, to by u tak složitého a zatím jen zčásti probádaného jevu, jakým je sluneční aktivita snad nebylo tak překvapující. Zvláštní byla spíše metoda, kterou autor použil a o které tvrdil, že její spolehlivost je až 94 procentní. Je totiž založena na předpokladu, že porušenost magnetického pole Země v průběhu solárního cyklu, zejména v jeho již odeznívající fázi, je předobrazem intenzity cyklu následujícího. I když ve skutečnosti jde o zcela obrácenou závislost, kdy aktuální sluneční aktivita přímo ovlivňuje geomagnetické pole a zpětná vazba, navíc s několikaletým předstihem se zdá být víc jako nelogická, Hathawayovi se podařilo s ní prorazit do odborných časopisů, na konference i do medií (Geomagnetic activity indicates large amplitude for sunspot cycle 24, Geophysical Research Letters).
Nezbylo než čekat, co si o tom „myslí“ Slunce. Jak to dopadlo – i s dalšími předpověďmi, jež se minimálně jednou do roka pružně přizpůsobovaly aktuální situaci, je dnes již jasné. Všechny bychom mohli považovat když ne za zbytečné, tak alespoň za zbytečně medializované.
Mnohem racionálnější je asi zapomenout na dlouhodobé předpovídání a jevy zkoumat a snažit se jim porozumět. Hathaway alespoň prozatím opustil statistické hrátky s geomagnetickou aktivitou jako prekurzorem příští aktivity sluneční a vrátil se k reálnějšímu, už předtím zkoumanému fenoménu – k velké poledníkové cirkulaci slunečného plazmatu, jež se někdy nazývá „velký dopravníkový pás“ (Great Conveyor Belt). Tato cirkulace mu umožnila najít teorii vysvětlující dlouhotrvající solární minimum a v podobě krátkého článku v rubrice Reports ji uveřejnil v časopisu Science.
Než si teorii přiblížíme, podívejme se z rychlíku na některé jevy na Slunci
Slunce je obrovská žhavá plynná koule. Ve vnější, asi 200 000 kilometrové vrstvě plazmatu (ionizovaného plynu) dochází k přenosu tepla nejen zářením, ale i vzestupnými konvektivními proudy. Protože hvězda není pevným tělesem, je i její rotace složitější. Sledováním dlouhotrvajících slunečních skvrn se zjistilo, že čím blíž se k pólům nacházejí, tím déle jim trvá než „oběhnou“ kolem-dokola. V rovníkové oblasti vrchní vrstvy plazmatu stihnou jednu otočku za něco málo přes 25 dnů, těm u pólů to trvá o více než devět dnů déle. Takové rotaci se říká diferenciální a netýká se pouze Slunce, ale v podobě pětiminutového rozdílu se projevuje například na plynném planetárním obru Jupiteru.
V gigantické sluneční plynné kouli vzniká ještě jedno mohutné, ale pomalé proudění od rovníku směrem k pólům. Tuto poledníkovou cirkulaci způsobuje rozdílná rotace vrchních vrstev plazmatu, která se směrem do hloubky vyrovnává a sluneční jádro již rotuje jako homogenní pevné těleso. Plyn se z rychlé rovníkové povrchové oblasti pomalu tlačí směrem k pomalejším oblastem pólů, kde se ale v jistých heliopisných šířkách (kolem 75o) musí pak zákonitě opět vnořovat do hloubky, vracet se nazpátek k rovníku a uzavírat tak „velký poledníkový dopravníkový pás “ (Great Conveyor Belt). Je jedním z hlavních tvůrců periodicky se opakujících cyklů sluneční aktivity.
Plazma je ionizované a tedy vodivé. Svým tokem v magnetickém poli generuje pole další a při tak složitých, navzájem se kombinujících prouděních je pak výsledné magnetické pole Slunce, zejména v době maximální aktivity hodně složité. Následující krátké video je zjednodušenou simulací toho, co ze základního dipólového pole udělá diferenciální rotace. Deformující se křivky představují siločáry, které, „zamrzlé“ v plazmatu, se rychlejší rovníkovou rotací navíjejí a navíjejí. Vlivem poledníkových proudů se navinuté siločáry posouvají do vyšších heliopisných šířek, zahušťují se, čímž roste intenzita pole. Tam kde konvektivní proudy vystupují až k povrchu, tvoří se lokální dipóly viditelné i ve fotosféře, například v podobě slunečních skvrn. Bystrý zrak solárních sond odhaluje obrovské smyčky plazmatu proudícího nad povrchem fotosféry podél deformovaných siločar spojujících tyto lokální dipóly. V místech, kde se ramena smyčky příliš přiblíží a siločáry se navzájem propojí (rekombinují), uvolní se obrovské množství magnetické energie, která v podobě sluneční erupce do prostoru unáší masy koronální hmoty i s v ní uvězněným magnetickým polem.
To se ale děje hlavně v období, kdy je Slunce aktivní. V současnosti astrofyzici hledají vysvětlení pro jeho dlouhotrvající přílišný klid. Daniel Hathaway, na základě pozorování rychlosti zmíněného poledníkového proudu dospěl k názoru, že současné překvapivé minimum solární aktivity je možné vysvětlit pomocí jeho zvýšené rychlosti. Ta, jak odhalily analýzy obrovského počtu magnetogramů (snímků magnetického pole) Slunce, je maximální již šestý rok.
Mravenčí práci – prohlídku a měření 60 tisíců slunečních magnetogramů pořízených sondou SOHO v průběhu celého předcházejícího 23. cyklu sluneční aktivity, připadla jedné z Hathawayových studentek, Lise Rightmirové z University of Memphis. SOHO snímá magnetické pole Slunce v 96 minutovém intervalu. Lisa pak na každém pátém magnetogramu, tedy po každých 8 hodinách, měřila posun „magnetických elementů“ po povrchu Slunce. Celé léto věnovala analýze 167 slunečních rotací s průměrnou dobou 27 dnů. (Pozn.: magnetické elementy jsou magneticky dipólové, asi 100 až 200 km rozlehlé jasnější struktury, které na povrchu Slunce vytvářejí vzestupné proudy. Nejde o samotné sluneční skvrny, které dosahují v průměru desítky tisíc kilometrů.)
Z analýz vyplynulo, že čím rychleji se povrchová část poledníkového proudu pohybuje, tím méně skvrn se na Slunci tvoří. Nejpomalejší (8,5 m/s) v minulém cyklu byl proud v létech 1999 až 2003, kdy aktivita byla maximální. V roce 2004 se pak rychlost cirkulace zvýšila a zároveň začal klesat i počet skvrn. Podle výsledků je od roku 2004 poledníková cirkulace rychlejší (13,0 m/s), než byla v předcházejícím minimu, v létech 1996-7. To je v rozporu s modely, podle kterých rychlý poledníkový proud má produkovat silnější magnetické pole v oblasti pólů, zkracovat cyklus a podporovat vznik slunečních skvrn.
Protože sonda Soho může mapovat jen povrchové jevy, z jejích snímků se nedá vyčíst nic o rychlosti zpětného proudu, jež se v spodních vrstvách konvektivní zóny (v hloubce asi 200 000 km) vrací zpět od pólů k rovníku. Podle teorie by právě zde měly vznikat zárodky vzestupných proudů. Tedy i ve fotosféře viditelným slunečním skvrnám by měly „kořeny“ sahat až sem, do tohoto hlubokého vratného proudu. Když ale Hathaway vynesl do grafu závislost rychlosti pohybu slunečních skvrn v poledníkovém směru na čase, dospěl k dalšímu sporu – zatímco povrchové struktury (magnetické elementy) naznačovaly, že vrchní část poledníkové cirkulace je rychlá, sluneční skvrny podle této teorie měly být unášeny k rovníku příliš pomalu. Hathaway proto připouští, že představa „zakořenění“ slunečních skvrn v spodním poledníkovém proudu, který je pak pomalu posouvá, nemusí být správná. Jestli by se jeho názor prokázal, pak mnohé odborné práce, které takzvaný motýlkový diagram (graf výskytu slunečních skvrn v závislosti od heliopisné šířky a času) spojují s působením hlubokého vratného poledníkového proudu, se pravděpodobně alespoň částečně mýlí.
Obrázek vpravo: Magnetická polarita na pólech Slunce se mění v období maxima výskytu slunečních skvrn. Hlavní celosluneční dipólové pole má největší intenzitu v době minima sluneční aktivity. Je zajímavé, že v průběhu končícího hlubokého a dlouhého minima sluneční aktivity bylo hlavní dipólové pole také poměrně slabé. Hathaway těmito výsledky zpochybňuje teorii, že rychlý poledníkový proud je spojen s intenzivním dipólovým polem, krátkým, ale intenzivním cyklem a že podporuje vznik slunečních skvrn (Hathaway, 2009).
Abychom byli věrni tradici Hathawayových předpovědí. V článku v časopisu Science žádnou neuvádí, ale na podzim loňského roku jeden ze závěrů jeho prezentace přednesené na konferenci zněl: Sluneční 24. cyklus začal, ale očekává se, že bude velmi slabý. Laikovi, který si zběžně prohlédne různé Hathawayove korelace zůstává jenom doufat, že alespoň jejich autor tuší, z které pramení jeho přesvědčení.
| Graf délky cyklu v závislosti od rychlosti unášení skvrn směrem k rovníku v maximu cyklu. Perioda cyklu je nepřímo závislá od rychlosti, tedy čím větší rychlost, tím kratší perioda (David Hathaway, 2003). | Amplituda slunečního cyklu (počet miliontin plochy sluneční hemisféry, kterou zabírají sluneční skvrny) v závislosti od rychlosti unášení skvrn směrem k rovníku v maximu příslušného cyklu (David Hathaway, 2003). |
| David Hathaway, 2003: Amplituda nadcházejícího slunečního cyklu v závislosti od rychlosti unášení skvrn směrem k rovníku v maximu předešlého cyklu. |
Podobná závislost zveřejněná o šest let později (David Hathaway, 2009). Dokazuje korelaci mezi rychlostí proudu (unášení skvrn) a amplitudou ne následujícího, ale až dalšího cyklu s pořadovým číslem vyšším o 2. To například znamená, že pomalý spodní poledníkový proud v maximu 23. cyklu by měl předznamenávat malou amplitudu až následujícího 25. cyklu s předpokládaným maximem v roce 2022. Vlevo dole je graf z roku 2006 znázorňující tuto předpověď. |
Zdroje: Science DOI: 10.1126/science.1181990, Science NASA 1 , 2 . Odkazy na další zdroje jsou v textu.
Diskuze:
pro pana Balíka
Stanislav Jirovec,2010-04-02 18:55:53
Pane Balíku, vznik ozonu a rozvoj života na souši začíná skutečně asi od 600 milionu let ( viz třeba http://gnosis9.net/pdf/globalni-otepleni-1-dil.pdf str asi 58.
Ledovcové vrty sahají asi do 450 000 let nazpět, myslím jeden k 600 000 let. Takže nejasné rozlišení tisíců a miionů let uznávám. Ale korelace teplot a CO2 existuje v těchto grafech, takže zkuste vysvětlit, proč tehdy vliv CO2 ANO, dnes NE.
Na
http://zmeny-klima.ic.cz/zavislost-co2-teplota/index.htm
je Graf 18 za 175 000 let, který nepovrzuje Vaši tézi o předstihu teploty před nárůstem CO2, jsou tam i opačná dost dlouhá období a období kolísání. Takže 800 let předstihu změn teploty před nárůstem CO2 působí mírně vytažené z paty.
Mechanismus změny
Adolf Balík,2010-03-30 21:46:18
No, u té sněhové koule vám vypadla trocha nul. Bylo to před 750 až 600 miliony lety. Za to kyslík jste dost přihodil. Na tyhle hodnoty se škrábal ještě dost stovek milionů let, když už tu byla fůra fotosyntetizujících rostlin. To je ale dost dávno, tak bych to zatím nechal.
Ty ledovce v Antarktidě a Grónsku vyznavači slunce dost milují, zatímco většina karbonářů moc ne. Ti spíš zkouší všechno zamořovat svými dřevními důkazy z yamalských borovic a tak. Na těch ledovcových teplotních proxinách je totiž dobře viděl vysoká variabilita minulého klimatu, kterou by karbonáři nejraději vymazali, i daleko vyšší teploty v různých i dost nedávných dobách, např. za středověkého teplotního optima, než jsou ty údajně hrozné teploty teď. Taky jsou tam krásně patrné korelace mezi proxinami meziplanetárního magnetického pole Slunce a těmi teplotami. Dá se zde ovšem vystopovat i minulý průběh koncentrací CO2. Je sice znám ten proslulý oči vytírající klip s Al Gorem před obrovitým grafem souběhu teplot s těmito koncentracemi v pozadí, ale soudruzi bojující za uhlíkový socialismus v tom udělali docela tvrdou chybu. Ty křivky totiž nejsou souběžné, ale teplota je řídící veličinou, zatímco CO2 je vlečenou veličinou. Mezi těmi veličinami je určitá prodleva. Střední doba této prodlevy, než se CO2 dostane na rovnovážnou úroveň s teplotou je 800 let. Je to dost logické, při vyšší teplotě je rozpustnost CO2 ve vodě nižší, takže rovnováha pohlcování s oceánem aj. je posunuta jinam a ustanovuje se podle teploty moří. CO2 tedy neřídí teplotu, ale teplota řídí CO2.
Sluneční TSI je fakt velice stabilní a jeho variabilita má pro klimatickou proměnlivost asi jen podružný význam. Podle všeho ale slunce reguluje zdejší teplotu ještě modulací toku velmi tvrdých složek kosmického záření, na které má vliv především meziplanetární otevřený magnetický tok určující, vlastnosti slunečního větru. Mechanismus vlastního provedení není zcela jasný. Ovšem podle všeho jde o vliv na tvorbu oblačnosti. Různé typy oblaků mají různé účinky. Nízká oblačnost prudce zvedá albedo a při stejném slunečním příkonu Zemi velice ochlazuje, vysoká oblačnost zemi nesmírně otepluje radiačním zesílením s mohutností, s nějakým stopovým plynem jako CO2 naprosto nesouměřitelnou. Tedy Slunce nám nejen svítí do oken, ale také nám na nich hýbe žaluziemi a otvírá či zavírá skleník – přes mraky.
Pro pana Balíka
Stanislav Jirovec,2010-03-29 16:51:59
Data z ledovcových vrtů VOSTOK a EPICA nejsou karbonářská ani nekarbonářská, to jen v takových diskuzích jakou vedete. Když tedy jde o data z tisíciletých až statisíciletých řad, tak je dobré o tom něco vědět. Korelace teplot a koncentrace CO2 z grafů je zřejmá každému, kdo tuší, co je korelace. Zásadní změny teplot viz Země jako sněhová koule před asi 700 000 roky měly jiné podmínky- méně kyslíku (asi 15%), žádný ozon, kontinenty nahloučené dohromady. Možné výbuchy supervulkánů a následná superzima. Jedinou relativní jistotou je Slunce, jehož záření nekolísá nijak zásadně už ze samotného principu plynové koule s thermodymickou rovnováhou. Na tak obrovském souboru atomů platí statistka velmi přesně. Proč by mělo Slunce procházet zásadními změnami, kde chcete vzít energii navíc nebo chybějící pro takové změny? Jde o primární příčiny, že ochlazení vede k dalšímu ochlazení a oteplení k oteplení, to víme. A neřeší to princip původu změn. Změny vyvolané Milankovičovými cykly a změnou vzdálenosti jsou výrazně menší. To neznamená, že při dlouhodobém působení nemají velký vliv. Jde o rychlost změn, které nyní nastávájí za podmínek málo proměnných kromě nárůstu CO2.
Jiná věc, je co proti oteplování dělat, jak vynaložit postředky, hlavně do lokální ochrany obyvatel.
sluneční minimum oteplování nezpomalilo
Stanislav Jirovec,2010-03-28 12:03:15
Hansen možná přehání, Archibald jistě. Viz:
http://gnosis9.net/view.php?cisloclanku=2010030013
v článku :Dlouhodobé sluneční minimum by globální oteplování nezpomalilo
Je tam i graf a diskuzní příspěvek pana Lapina, který je klimatolog.
"Počas najhlbšieho minima slnečnej aktivity za posledných 1000 rokov (Maunderovo mininum okolo roku 1675) bolo priame slnečné žiarenie na hornej hranici atmosféry (na kolmú plochu) asi o 2,5 W/m2 slabšie ako v širšej súčasnosti v priemere. To zodpovedá nižšiemu toku slnečnej radiácie na hornej hranici atmosféry na horizontálnu plochu v priemere na Zemi o 0,6 W/m2. Ak odpočítame albedo 30%, tak je to 0,42 W/m2. Iba príspevok radiačného zosilnenia zvýšeného CO2 v atmosfére (o 38%) predstavuje teraz okolo 2 W/m2, do konca 21. storočia môže predstavovať radiačné zosilnenie zo zvýšeného skleníkového efektu atmosféry až 6 W/m2 ako priemer na celej Zemi. Je teda logické, že nejaké zoslabenie slnečnej aktivity na úroveň Maunderovho minima nebude hrať až takú významnú úlohu ani v prípade jeho trvania celých 100 rokov. To je ale krajne nepravdepodobné. Doterajšie fyzikálne zákony budú zrejme platiť aj koncom 21. storočia."
Jiný účinek
Adolf Balík,2010-03-28 23:35:33
Jenže ten sluneční účinek na klima je převážně jinak než přes TSI. A je na rozdíl od spekulací karbonářů dobře ověřený na mnoha tisících let časových řad i na průběhu 20. a 21. století. Podle karbonářských vešteb se klima chová jen v jejich počítačových hrách.
NASA
Stanislav Jirovec,2010-03-18 22:30:20
NASA je dáváno jako příklad serioznosti proti IPCC, kterému tady Osel mocně pere triko. O značném vlivu sluneční aktivity na klima nikdo nepochybuje.Takže když NASA předpovídala další maximu sluneční aktivity s chybou přes 2 roky z 11, to je 20%, jak se má předpovídat teplota a proč se kolem nepřesností IPCC se zpětnou platností rojí tolik moudrých hlav?
Rozdíl
Adolf Balík,2010-03-23 01:25:05
Nevím, kdo je považuje za protiklad IPCC, ale určitě ne standardní odpírači AGW víry. Pro ně je to součást stejného korupčního systému klimatického Lysenkismu skoro jako CRU. Projevem toho je i žaloba na NASA na zneužití veřejných prostředků pro podporu AGW podvodu na základě materiálů o zločinném spiknutí odhalených v ClimateGate. Hansen z NASA je považován za větší zrůdu než Usáma bin Ládin, Phil Jones, hokejkový Mann, management Enronu a jiní špičkoví zlosyni. Výjimkou v NASA je Spencer. Když NASA předkládala své sluneční věštby nevěřící AGW vycházející z klima-heliocentrismu se smáli až se za břicha popadali, že předpovědi Archibalda, Eastbrooka a Landscheida vycházely, zatímco AGW zkorumpovaná NASA je vedle.
Ovšem Hathwayovi nikdo nic za zlé nemá. Dělá vědu, tedy páchá hypotézy a modely, které pak testy vyvrací, aby se prochyboval k nějaké míře pravdy. Vyvrácení modelu je oslavováno jako příležitost k rozšíření znalostí a podklad k funkčnějšímu modelu. To se o AGW atrapě vědy zhotovené k předstírání, že politické propozice jsou vědeckou pravdou, říci nedá. Ta má svou posvátnou pravdu, o které pochybovat je „nevědecké“. Její „vědeckost“ je kanonizována v posvátném písmu v podobně počítačového modelu a ten model je samopotvrzující se „pravdou“, o níž pochybovat je nemorální. (Zhruba jako u svého času „vědeckého“ komunismu.) Data ten posvátný model také zpochybnit nesmí, proto se musí upravit, podle modelu do různých hokejek. Kdyby Hathway postupoval stejně, tak by přemaloval záznamy o slunečních skvrnách zpět od 17. století, aby těch skvrn bylo méně než v našem ubohém 24. cyklu a ten bylo možno prohlásit za zvláště silný, zajistil by vyhození z práce všech astrofyziků o jeho modelu pochybujících, zákaz publikace jejich teorií a mediální kampaň, proti každému, kdo připomíná starou sluneční aktivitu a pochybuje o nefungujícím modelu jako o blbci bojujícímu proti „vědě“. On místo malování skvrnové hokejky zatím jásá, že se mu daří falsifikovat vlastní hypotézu, což je nesporný vědecký úspěch, o kterém nikdo nepochybuje.
U Hathwaye jde o úspěch v testování hypotézy jejím vyvrácením, u IPCC jde o usvědčení ze sprostého podvodu.
Díky
Jan Kříž,2010-03-18 21:19:44
Ok, přečetl jsem to znova a máte pravdu. Je to tam vysvětlené, ale stejně by asi bylo přímější to říci nějak takhle:
Sluneční vítr ("recurrent high speed solar wind stream") behem ustupujícího cyklu je předobrazem maxima následujícího cyklu. K jeho detekci používáme geomagnetické pole Země, které reaguje (mimo jiné) na sluneční vítr...
Alespoň tak to teď chápu (a doufám že dobře;-)
Chyba?
Jan Kříž,2010-03-17 12:07:41
"Je totiž založena na předpokladu, že porušenost magnetického pole Země v průběhu solárního cyklu, zejména v jeho již odeznívající fázi, je předobrazem intenzity cyklu následujícího."
Sice chápu že magnetické pole Slunce může ovlivnit i magnetické pole Země, ale v téhle věte bude asi Země omylem, ne?
Dagmar Gregorova,2010-03-17 12:37:07
Slunce VŽDY ovlivňuje magnetické pole Země a věta v článku není chybná. Přes odkaz se dostanete i k originálnímu článku, pamatuji si to, protože jsem nad tou zprávou před léty nevěřícně kroutila hlavou. Hathaway nebyl první, kdo podlehl "čaru" této nelogické korelace (i když v odborné práci fyzikální důvody uvádí, ale...). I proto jsem si řekla, tak tuto předpověď budu sledovat.
Věda je sice hledání pravdy, ale to neznamená, že je vždy i nalezením pravdy. Osobně nevidím důvod dělat dlouhodobé předpovědi sluneční aktivity. Velká erupce se přesněji předpovědět nedá, i v "slabém" cyklu se může vyskytnout. Navíc, jestli výrazně ovlivní geomagnetické pole závisí i od toho, kde na Slunci vznikne a jestli nás oblak vyvrženého plazmatu zasáhne. To vyhrožování následky je přehnané (v 2003 byly extrémní erupce i porušené geomag. pole a nic se nestalo, alespoň ne na Zemi), ale je to módní cesta, jak si sáhnout na finance...
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
