Slnko je motorom zemskej klímy Max-Planck-Gesellschaft
Hviezda, na ktorej žijeme, však nemá žiadny vplyv na súčasný nárast globálnej teploty
Na zemi sa otepľuje. Napríklad v období rokov 2001 až 2010 boli teploty zhruba o 0,2 stupňa Celzia vyššie ako v predchádzajúcom desaťročí. Dôležitú úlohu tu zohrávajú ľudia. Globálne podnebie však ovplyvňujú aj ďalšie faktory, napríklad geometria obežnej dráhy Zeme alebo sopečné erupcie. Akú úlohu však zohráva slnko?
Text: Helmut Hornung
Solárny cyklus: Slnko nemusí vždy svietiť rovnako. Ich aktivita skôr kolíše v období okolo jedenástich rokov, počas ktorých sa tiež líši počet slnečných škvŕn. Ľavý obrázok je z roku 2001 (maximum), pravý z roku 2009 (minimum).
Keď sa slnko večer ponorí do mora ako červená guľa uhlíka, môže to zabezpečiť pokojné a uvoľnené prázdninové chvíle. A dokonca aj za súmraku cítiť útulné teplo, ktoré nám cez deň poskytovalo slnko na pláži. Ale naša denná hviezda je všetko, len nie neškodná. Nielen to, že ich UV žiarenie spôsobuje jednému alebo druhému neopatrnému človeku šťavnaté úpal. Sám je mimoriadne aktívny, na ňom vrecia horúcej plazmy vrie na povrch, prúdy plynu rozprašujú do vesmíru a neustále prúdi energetické častice, ktoré sa občas osviežia v búrke a ohrozujú citlivú elektroniku satelitov.
Okrem týchto každodenných javov existujú aj dlhodobejšie výkyvy, ktorým podlieha radiačná sila hviezdy. Príčinou je slnečné magnetické pole, ktorého siločiary sú akoby „zapečené“ v horúcom elektricky vodivom plyne. Silné turbulencie krútia a krútia plazmové trubice ako gumičky - ktoré sa občas „roztrhnú“ a potom sa krútia magnetickým poľom.
Tieto činnosti vedú k javom, ako sú tmavé škvrny alebo jasné svetlice; Prvé sú chladnejšie oblasti, druhé oblasti majú vláknité jasné škvrny a sú teplejšie ako ich okolie. Počet škvŕn alebo svetlice nie je vždy rovnaký, ale mení sa v priebehu cyklu približne jedenástich rokov. S týmto obdobím kolíše intenzita celkového slnečného žiarenia. V priemere sú tieto výkyvy 0,1 percenta. Ale variácie môžu byť rôzne - v závislosti od vlnovej dĺžky, pretože slnko svieti v mnohých rôznych oblastiach spektra. Vyššie uvedené ultrafialové žiarenie, ktoré je obzvlášť dôležité pre podnebie, sa pri krátkych vlnových dĺžkach líši o niekoľko desiatok percent.
Kolísajúce slnečné žiarenie: Obrázok zobrazuje obidve variácie s jedenásťročným slnečným cyklom aj krátkodobé variácie v dôsledku jednotlivých skupín slnečných škvŕn a slnečných erupcií. Priemerný celkový jas je zobrazený šedou krivkou. Rôzne farby znamenajú merania pomocou rôznych prístrojov.
Energia slnka vstupujúca do Zeme môže priamo ovplyvňovať podnebie na našej planéte. Atmosféra však umožňuje, aby žiarenie prechádzalo iba v určitých vlnových dĺžkach, predovšetkým vo viditeľnom svetle; zvyšok pohltia molekuly. Preto iba časť žiarenia dosiahne zemský povrch a môže ho zahriať. Ožarovaný povrch zase vyžaruje infračervené svetlo, ktoré je potom zadržiavané mrakmi alebo aerosólmi. Tento efekt, bez ktorého by bolo na Zemi asi o 32 stupňov Celzia chladnejšie, zahrieva atmosféru. Celé je to podobné ako v skleníku.
Tu prichádza na rad ultrafialové žiarenie. Podieľa sa na rôznych chemických reakciách - a UV nie je iba UV! Napríklad žiarenie s vlnovou dĺžkou pod 240 nanometrov (milióntiny milimetra) podporuje tvorbu ozónu, zatiaľ čo ultrafialové UV žiarenie má na túto molekulu deštruktívny účinok. A so žiarením sa do troposféry vnáša rôzne množstvo energie pri rôznych vlnových dĺžkach, čo je najnižšia vrstva atmosféry, ktorá siaha asi do 15 kilometrov nad zemou.
Slnko vydáva nielen žiarenie, ale aj permanentný prúd elektricky nabitých častíc, spomínaný slnečný vietor. Ak jej častice preniknú do horných vrstiev zemskej atmosféry, vyrazia elektróny z atómov dusíka alebo kyslíka, to znamená, že ich ionizujú. Tento proces má vplyv na atmosférickú chémiu - v súčasnosti sa diskutuje o tom, či a ako ovplyvňuje aj podnebie.
S cieľom preskúmať vplyv slnka na podnebie sa vedci pozerajú do minulosti. Pritom sa zameriavajú na magnetickú aktivitu hviezdy, z ktorej možno rekonštruovať silu žiarenia. Platí tu, že slnko v aktívnom čase - evidentným dôkazom je potom veľa škvŕn a svetiel - produkuje intenzívnejšie žiarenie ako počas jeho „pokojových fáz“.
Slnko prerušilo činnosť napríklad v druhej polovici 17. storočia: medzi rokmi 1645 a 1715 jeho „motor“ akoby zakoktal. Počas tohto obdobia, známeho ako Maunderovo minimum, bolo v Európe, Severnej Amerike a Číne veľa chladných zím. A dokonca aj v lete bolo počas tejto „malej doby ľadovej“ v niektorých regiónoch výrazne chladnejšie. V tom čase vytvoril obrazy, ktoré ukazujú napríklad ľadových korčuliarov na zamrznutej Temži.
Človek to robí: Modely môžu reprodukovať údaje z pozorovania, iba ak sú do výpočtov zahrnuté antropogénne vplyvy.
Pri pohľade do minulosti pracujú vedci jednak so starými záznamami o pozorovaní slnečných škvŕn (z roku 1610), jednak s metódou C-14, ktorú je možné použiť najmä na drevo. Pretože vstup uhlíka-14 na zem (stromy) nie je konštantný, ale tiež sa mení so slnečnou aktivitou. Tento rádioaktívny izotop vzniká, keď takzvané kozmické žiarenie zasiahne molekulu vzduchu v horných vrstvách zemskej atmosféry.
Slnečné magnetické pole prechádza celým planetárnym systémom a čiastočne tieni kozmické lúče. Ak kolíše magnetické pole, mení sa aj produkcia C-14. Týmto spôsobom je veková odchýlka medzi letokruhmi a vekom C-14 mierou magnetickej aktivity, a tým v konečnom dôsledku aj radiačného výkonu slnka.
Nakoľko v súčasnosti ovplyvňuje slnko podnebie? Isté je, že Zem sa za posledných 100 rokov oteplila takmer o stupeň Celzia. Len za posledných 30 rokov teploty stúpali vo väčšej miere ako za 1000 rokov. Faktom tiež je, že koncentrácia oxidu uhličitého sa od začiatku industrializácie od polovice 18. storočia zvýšila o 30 percent.
Počas tohto obdobia došlo na slnku k pravidelným výkyvom aktivity. A za posledných 30 alebo 40 rokov rozhodne nedošlo k zvýšeniu slnečného žiarenia, skôr k miernemu poklesu. To znamená, že ani slnko nemôže prispieť ku globálnemu otepľovaniu. Nárast teploty za posledné desaťročia sa v skutočnosti nedá reprodukovať v modelových výpočtoch, ak sa vezme do úvahy iba vplyv slnka alebo iných prírodných zdrojov (napríklad sopečné erupcie). Súhlasia s údajmi z pozorovania a merania, až keď sú do údajov o klíme zahrnuté antropogénne, t. J. Človekom spôsobené faktory.
Vedci prichádzajú k záveru, že nárast globálnych teplôt od 70. rokov nie je možné vysvetliť slnkom. Teplotný trend pozorovaný za posledné tri desaťročia je lineárny - ako by sa dalo očakávať od zvyšujúcej sa koncentrácie skleníkových plynov. Stručne povedané: vplyv človeka na podnebie je mnohonásobne väčší ako vplyv slnka.
Naopak, názor niektorých vedcov, že súčasný celkový pokles slnečnej aktivity bude pôsobiť proti globálnemu otepľovaniu, neobstojí v úzkej kontrole. Pretože globálne otepľovanie je skutočnosť a postupuje. Na druhej strane sa javí ako možné, že slnko z dlhodobého hľadiska ovplyvní zmenu podnebia. Presný rozsah a presné mechanizmy pôsobenia sú stále nejasné.