L’imminente Grande Minimo di Attività Solare (Seconda Parte)

3. Cicli solari; origine fisica delle periodicità oltre il Ciclo di Hale.

Figure 4. Diagramma di Fase della tendenza di lungo periodo, per l’intervallo compreso tra il 1705 ed il 1880. Le linee verticali ed orizzontali attraversano le coordinate del “punto di transizione (10.34, 93.38) . La linea sottile nel diagramma di sinistra (1705-1724, ndr) corrisponde all’estremità ascendente del Minimo di Maunder. La linea spessa in entrambi i diagrammi corrisponde all’Episodio Regolare, del periodo 1724-1924. I versi di percorrenza sono sempre antiorari. I dati relativi ad aa_min precedenti il 1844 sono un’estrapolazione di Nagovitsyn (2006).

La variabilità del comportamento solare presenta periodicità caratteristiche. Tra queste, le più importanti per il presente studio sono note come la periodicità di Hale (17 – 32 anni), la Lower Gleissberg (34 – 68 anni), la Upper Gleissberg (72 – 118 anni) e la Suess (De Vries) ( ≈ 205 anni) (per uno studio generale, vedere De Jager, 2005). Queste periodicità richiedono un’interpretazione fisica. Si nota che il Minimo breve tipo Dalton, verificatosi attorno al 1810, non compare nel ciclo di Gleissberg (vedere figura 4). Questa osservazione suggerisce che i minimi di Maunder e di Dalton abbiano origini fisiche differenti.

Perciò, si procede ad uno studio più approfondito delle periodicità solari e tramite questo studio di intende evidenziare le differenze tra le caratteristiche delle periodicità di sistemi vincolati (da legami energetici, come ad esempio quelli che legano protoni ed elettroni, oppure un pianeta ai suoi satelliti, ndr) e sistemi aperti, di sistemi lineari e sistemi non lineari. E’ necessario specificare le differenze per dare un’interpretazione fisica alle osservazioni. I modi di oscillazione di sistemi vincolati lineari e stazionari sono costituiti da funzioni armoniche; perciò qualsiasi oscillazione di questi sistemi è ben rappresentata dalla funzione base di Fourier. Ciò non è però vero per i sistemi non lineari con un confine non stazionario per i quali i modi di oscillazione cambiano con tempo, sia in termini di frequenza che di ampiezza. Per descrivere le oscillazioni in tale tipo di sistema è necessaria una cosiddetta “base function of compact support” (funzione i cui valori sono pari a zero o trascurabili al di fuori di un certo intervallo, ndr). Nel caso di variabilità solare gli eventi importanti sono quelli nei quali le periodicità dominanti cambiano bruscamente col tempo, il che avviene durante una transizione caotica. Ciò indica che, al momento di una transizione si verifica un brusco cambiamento in qualche condizione al contorno. Come conseguenza le modulazioni di ampiezza del ciclo delle macchie solari sono costituite da una successione di ‘episodi quasi-armonici’. Questi sono episodi durante i quali la modulazione dell’ampiezza del ciclo delle macchie solari è una sovrapposizione di modi di oscillazione i quali hanno ampiezze molto variabili ma lunghezze quasi costanti. Queste oscillazioni si chiamano ‘quasi-armoniche’.

La modulazione di ampiezza del ciclo di Hale può essere suddivisa in un ciclo e due modi quasi-armonici. Questi sono il ciclo di Gleissberg, come definito in Sezione 2, una oscillazione semi-secolare e la sua prima quasi-armonica e l’oscillazione bi-decadale (vedi Fig. 5), contenenti rispettivamente le periodicità temporali variabili nella banda Lower Gleissberg e Hale. Questi modi possono essere collegati alle parti simmetriche e asimmetriche, rispetto all’equatore solare, di un identico fenomeno, probabilmente le oscillazioni torsionali della tachocline. Oscillazioni torsionali dello strato convettivo sono state effettivamente osservate nei dati eliosismici (per una loro trattazione, vedere Howe, 2009). A causa della conservazione della massa e del momento angolare, essi devono essere visibili anche nel flusso meridiano (vedere ad es. Shibahashi, 2006).

Attribuire un’interpretazione fisica al ciclo – variabile – di Gleissberg è più difficile ma più probabilmente questo ciclo è un ciclo “inertial spin”, se esso appare avere il suo fondamento nelle vibrazioni della rotazione del nucleo interno e della zona convettiva (a causa della conservazione del momento angolare) nelle coordinate di riferimento inerziali.

Figura 5: le componenti simmetriche ed asimmetriche delle oscillazioni torsionali della tachocline come si possono vedere rispettivamente nelle oscillazioni semi-secolari (linea spessa) e bi-decadali (linea sottile). Queste si trovano nei dati di Fig. 5a. Nel 1620, 1788, 1880 e 1924 il percorso del ciclo di Gleissberg nel diagramma di fase è passato vicino all’origine (Duhau e De Jager, 2008) (esempi sono riportati in Fig. 3). Nel 1724 si verificò un improvviso calo di ampiezza del ciclo di Gleissberg, all’inizio di un Episodio Regolare (cfr. Figg. 3b e 6a).

Nel 1620 e nel 1924 il ciclo di Gleissberg è passato vicino all’origine e simultaneamente le oscillazioni semi-secolari e bi-decadali sono anch’esse passate lì vicino. In quei momenti il ciclo di Gleissberg ha improvvisamente incrementato la sua lunghezza e la sua ampiezza, evidentemente collegate rispettivamente ai Grandi Episodi di tipo M ed H. All’opposto, nel 1788 e nel 1880 il ciclo semi secolare fu forte e positivo. In quelle date il ciclo di Gleissberg il suo ciclo di ampiezza più debole, la quale è una caratteristica di un Episodio Regolare (cfr. Figg 3b, 5, 6a).

Nell’ambito dell’interpretazione suggerita dal presente articolo circa i tre modi della dinamo solare, si conclude che oscillazioni torsionali stabilizzano i movimenti del sistema costituito dallo strato tachocline-convettivo, portando ad un trasferimento di momento angolare in direzione latitudinale dal nucleo verso il tachocline.

Quanto appena suggerito conduce alla conclusione che, dopo una data transizione, l’ampiezza e la lunghezza del ciclo di Gleissberg dipendono fortemente dalla fase delle oscillazioni torsionali. Questa circostanza determina l’apparente evoluzione casuale della dinamo solare. Comunque, l’evoluzione della dinamo solare è determinata da una sequenza regolare di tre episodi quasi-armonici ben definiti, separati da transizioni caotiche molto brevi.

4. Previsione del prossimo Grande Episodio

In precedenza, si è presentata (Duhau e De Jager, 2009) una previsione di attività solare durante il ciclo di Schwabe numero 24, da poco iniziato. In quella previsione, si è indicato un massimo solare tardo (metà 2013) e debole (R_max = 67). Questa attività solare notevolmente bassa fa sorgere la questione del comportamento dell’attività solare che ci si deve attendere nel lungo periodo. Per rispondere, si utilizza il diagramma di fase diagnostico, come descritto in Sezione 2. A titolo di correzione di uno studio precedente (De Jager e Duhau, 2009) si sono utilizzati i dati migliorati di aa per derivare migliori diagrammi di fase del ciclo di Gleissberg. Ciò viene presentato in Fig. 6 (sinistra) e mostra un comportamento significativo se comparato a quelli dei periodi precedenti, mostrati in Fig.4. Esso rappresenta una perfetta correlazione tra le componenti di lungo termine di R_max ed aa_min. Si nota che nell’anno 2009 il ciclo di Gleissberg cycle passa esattamente attraverso l’origine. In uno studio precedente degli stessi autori, si concluse che questo passaggio non sarebbe avvenuto (vedere Fig. 1 in De Jager e Duhau, 2009) e così fu previsto un Episodio Regolare, che sarebbe iniziato con un breve (circa mezzo secolo) minimo di tipo Dalton. Tuttavia, i nuovi dati inducono a prevedere un Grande Minimo. A rafforzare questa conclusione è il fatto che entrambe le oscillazioni, semi-secolare e bi-decadale, sono passate vicino all’origine nel 2009 (Figg. 5 e 6b). In più, come accaduto durante la transizione del 1924, il ciclo semi secolare passa attraverso il medesimo punto: (-0.045, 0.0) tre anni prima della data della corrispondente transizione (fig. 6 sinistra).

Fig. 6: Il notevole diagramma di fase del ciclo di Gleissberg per il periodo dal 1880 al 2009 (sinistra) e l’oscillazione semi-secolare per il periodo 1921-2009 (destra), ottenuti dalle nuove serie temporali omogeneizzate dell’indice geomagnetico aac (Lockwood et al. (priv. comm., 2009). I valori delle coordinate del punto di transizione sono stati sottratti dai dati normalizzati.

A supporto delle succitate conclusioni circa l’imminenza di un Grande Minimo si cita Makarov et al. (2010), i quali hanno mostrato che le latitudini di arresto (grosso modo le latitudini limite, superiore ed inferiore, del “butterfly diagram”, ndr) delle fasce di macchie solari gradualmente tendevano a decrescere durante le ultime decadi passate (cfr. Fig. 16 in De Jager e Duhau, 2010). Tale fenomeno fu interpretato dagli autori come una indicazione che un Grande Minimo potesse iniziare attorno al 2020 ~ 2030. La situazione attuale può essere comparata con quella attorno al 1620, quando il minimo di Maunder fu preceduto da cicli di Schwabe progressivamente sempre più deboli (cfr Fig. 2).

Il fatto che la porzione simmetrica delle oscillationi torsionali osservabili nella oscillazione semi secolare (vedere figura 5) abbia ancora una apprezzabile componente polare ( – 0.045 nT) indica che un campo iniziale (seed field) che punta verso sud è al livello della tachocline durante queste transizioni.

L’intensità del massimo solare che si verifica al termine di una transizione caotica dipende dal tipo di episodio che si sviluppa successivamente (De Jager e Duhau, 2009). Dopo la transizione del 2009 ci si aspetta si verifichi un episodio di tipo M oppure R. Perciò l’ampiezza del ciclo di Gleissberg sarà pari a circa tre volte quella precedentemente assunta. Pertanto ci si aspetta che il massimo del ciclo numero 24 sarà persino più debole rispetto alla previsione precedente, ovvero con un R_max = 55.

5. Riassunto e conclusioni

Il sistema costituito dalla dinamo solare evolve secondo tre tipologie di episodi quasi-armonici, separati da brevi transizioni caotiche. Questi episodi sono ben rappresentati da una sovrapposizione di un ciclo e due modi quasi-armonici: il ciclo di Gleissberg, il semi-secolare e la propria prima quasi-armonica, le oscillazioni bi-decadali, attorno allo Stato di Transizione (Duhau e de Jager, 2008, De Jager e Duhau, 2009). Una transizione verso un Grande (M or H) Episodio si verifica solo quando i tre modi passano simultaneamente attraverso il punto zero (origine, ndr). In quel momento i movimenti dello strato tachocline-convettivo layer motions procedono secondo una simmetria nord/sud. Un’evidenza di tale moto è stata fornita dalle osservazioni di Mursula e Zeiger (2001), secondo cui il campo magnetico eliosferico si è modificato da simmetria verso nord a simmetria verso sud attorno al 1930, che rappresenta il termine della transizione iniziata nel 1924.

L’attività solare sta attualmente attraversando un periodo di transizione (2000 – 2013). Tale periodo sarà caratterizzato da un ciclo di Schwabe molto debole, che è iniziato da poco. A sua volta, questo ciclo precede un prossimo Grande Minimo, molto probabilmente di lunga durata.

I modelli di trasporto del flusso della dinamo (per una loro trattazione vedere Dikpati e Gilman, 2009) sembrano contenere tutti gli ingredienti necessari per effettuare simulazioni realistiche del comportamento della dinamo solar. Comunque, essi prevedono un ciclo solare numero 24 intenso (Dikpati et al., 2006), paragonabile a quelli verificatisi nel corso del recente Grande Massimo. Le osservazioni, invece, indicano che quell’episodio si è concluso (vedere De Jager e Duhau, 2010). Tali modelli assumono un’origine costante poloidale presso il bordo dello strato tachocline-convettivo. I loro risultati indicano che il fallimento di quel modello è dovuto al fatto che la condizione al contorno presso il bordo dello strato tachocline-convettivo cambia improvvisamente durante le transizioni, una possibilità che non è contemplata dai modelli di trasporto del flusso.

Tali condizioni al contorno che mutano durante le transizioni caotiche sono verosimilmente dovute ad un cambiamento improvviso dell’orientamento dei moti tachocline-convettivi con riferimento al campo residuo che si situa nel nucleo. Infatti, per far avviare il ciclo della dinamo, i modelli di trasporto del flusso della dinamo necessitano di un campo iniziale (seed field) presso il bordo dello strato tachocline-convettivo. Inoltre, un campo residuo sembra essere necessario per far sì che l’interno radiativo ruoti come un corpo rigido e le evidenze che questo campo sia orientato a sud sono state fornite fin da quando Cowling (1945) ne ha suggerito l’esistenza. (Per una sua trattazione si veda De Jager e Duhau, 2010; cfr. anche Mursula et al. 2001). La persistenza di un componente negativo del campo polare allo stato di transizione come riscontrato nel presente articolo, fornisce ulteriori elementi a queste conclusioni.

Ulteriori studi sulla fisica che suscita il ciclo di Gleissberg e delle oscillazioni torsionali dello strato convettivo osservato (per una loro trattazione vedere Howe, 2009) costituirebbero un notevole passo in avanti verso modelli di previsione dell’attività solare più attendibili.

Fonte: 

http://journalofcosmology.com/ClimateChange111.html

Fine

Fabio 2

L’imminente Grande Minimo di Attività Solare (Prima Parte)

Premessa

Il testo seguente è una traduzione di un articolo apparso di recente sul Journal of Cosmology, http://JournalofCosmology.com. Scopo della traduzione è esclusivamente quello di far conoscere il contenuto dell’articolo a chi non ha particolare dimestichezza con l’inglese, in particolare con la terminologia scientifica. Non conosco gli autori, tuttavia la fonte mi è parsa seria. Le argomentazioni non sono facili da comprendere, occorrono buone conoscenze di matematica e fisica. Le conclusioni sono invece ben comprensibili e nette. Lascio comunque a voi valutare, sperando che la traduzione sia sufficientemente fedele al testo originale da non averne modificato il senso. Ho lasciato i riferimenti contenuti nella sezione delle referenze, che potete trovare al link presente a fine articolo, qualora voleste approfondire il tema.

Fabio2

Riassunto

Di seguito si riportano in sintesi recenti scoperte circa le periodicità della tachocline (fascia interna alla superficie della nostra stella) solare e le loro interpretazioni fisiche. Queste ci portano a concludere che la variabilità solare sta attualmente entrando in un Grande Minimo, che è un episodio di attività solare molto bassa, di durata non inferiore ad un secolo. Conseguenza di ciò è un aggiornamento della nostra precedente previsione sulla forza del presente ciclo di Schwabe (n. 24). Il massimo sarà ritardato (metà 2013) con un sunspot number pari a 55.

1. Introduzione

Si ritiene che l’attività solare sia associata al cambiamento climatico (De Jager and Duhau, 2009; De Jager et al., 2010; Miyahara et al., 2010). L’attività delle macchie solari può essere riassunta nei due emisferi solari ed esse appaiono fluttuare secondo cicli di 11 anni (cicli di Schwabe, ndr). Comunque, episodi prolungati di ridotta attività delle macchie solari, come il Minimo di Maunder (così nominato in onore dell’astronomo solare Edward W. Maunder), erano collegati con chiarezza ad un episodio di estremo raffreddamento ed inverni caratterizzati da freddo pungente in Europa e Nord America, noto come la “piccola era glaciale.”

Figura 1. Una macchia del ciclo 23 (presso l’equatore) e la prima macchia del ciclo 24 (in alto). (4 Gennaio 2008). (Ad onor del vero, David Hathaway aveva riconosciuto come appartenente già al ciclo 24 una macchia apparsa nel 2006, ndr)

Le previsioni del massimo “sunspot number” (R_max) per l’attuale ciclo 24 spaziano da valori estremamente elevati, attraverso valori intermedi, fino a valori estrememente piccoli (si veda De Jager and Duhau, 2009). Le previsioni di quest’ultimo tipo possono condurre ad un altro episodio di Grande Minimo (Miyahara et al., 2010).

Le previsioni contrastanti possono essere dovute alla possibilità che, attualmente, il sistema della dinamo sia sottoposto ad una transizione caotica dal Grande Massimo del 20° secolo ad un altro regime (Duhau, 2003; De Jager and Duhau, 2009).

Specificamente, sebbene i suoi meccanismi di dettaglio siano sconosciuti, la dinamo solare genera il campo magnetico del Sole tramite una corrente elettrica circolare che fluisce in profondità all’interno della stella. Il plasma solare è un ottimo mezzo conduttore (di elettricità, ndr). Nella tachocline, circa 200.000 km sotto la superficie, in presenza di un “seed field” (campo magnetico iniziale, ndr), si generano correnti a livelli dove differenti latitudini del Sole ruotano a velocità differenti, mentre interagiscono con moti convettivi che hanno origine in profondità, così amplificando forti campi magnetici (come specificato dalle leggi della magnetoidrodinamica). Come il ciclo delle macchie, la dinamo solare si inverte ogni 11 anni, e questo innesca dell’attività solare. Si ritiene che, durante il Minimo di Maunder, la rotazione del sole possa aver rallentato. Perciò, il comportamento futuro delle macchie dipende in larga misura dallo stato della dinamo solare durante la transizione (Lorentz, 1993).

Figura 2. Variazioni dell’attività solare che evidenziano il Minimo di Maunder.

Un metodo per predire il prossimo Grande Episodio, basato su precedenti risultati riguardo i modi di oscillazione della dinamo solare (riassunti in De Jager e Duhau, 2010) è stato introdotto da de Jager e Duhau (2009). Uno dei risultati è il riconoscimento di una transizione dal Grande Massimo del 20° secolo ad un altro Grande Episodio. Questa transizione è iniziata nel 2000 e ci si attende si concluda nel 2013 (2000 e 2013 sono rispettivamente l’anno del massimo del ciclo 23 ed il previsto anno del massimo del ciclo 24, ndr).

Basata sulla metodologia menzionata sopra e utilizzando nuovi dati per l’indice geomagnetico aa, si prevede che un Grande Minimo sia imminente. Di conseguenza, si prevede un prolungato periodo di relativo raffreddamento globale. Si descrivono di seguito i relativi meccanismi.

2. Variabilità solare e il Diagramma di Fase.

La variabilità solare è dominata dalle due principali componenti del campo magnetico solare: i componenti toroidale e poloidale del campo magnetico del tachocline, che è uno strato di spessore pari a circa 30.000km, situato grosso modo a 200.000km sotto la superficie solare. Poiché questi campi interni non sono direttamente osservabili, mentre le osservazioni dirette dei campi equatoriale e polare sono disponibili solo per un periodo di tempo limitato, si necessita di approssimazioni per queste componenti di campi magnetici.

Un’approssimazione per la forza del campo magnetico toroidale è R_max, il numero massimo di macchie in cicli di Schwabe successivi (Nagovytshin, 2005); cfr. Fig.3a. Con riferimento al componente del campo poloidale, è stato suggerito da Russell (1975), Russell e Mulligan (1995), e Duhau e Chen (2002), che un’approssimazione per la forza del campo poloidale massimo è aa_min,, il valore minimo del componente magnetico aa. I dati di aa sono basati su misure simultanee della forza del campo terrestre a Greenwich (UK) e Adelaide (Australia). La prima serie, dal 1868 (Mayaud, 1975), fu estesa fino al 1844 (Nevanlinna e Kataja, 1993), mentre dati migliori, a partire dal 1868, sono stati forniti da Lockwood (priv.com.), cfr. Fig. 3b.

Fig. 3. Valori di R_max dal 1610 (a) e aa_min dal 1844 (b). I dati di R_max da prima e dopo il 1705 sono rispettivamente il numero di Wolf e il cosiddetto “Group Sunspot Number” (Hoyt and Schatten, 1998; R_g sunspot number dei gruppi di macchie, ndr), mentre i dati di aa sono forniti da Nevanlinna e Kataja (1993) e Lockwood (priv. comm.). Le linee orizzontali sono le coordinate del punto di Transizione (vedi testo). Gli incroci rappresentano rispettivamente: (a) i valori previsti per il massimo del ciclo 24 (67 ± 17) e (b) the precedente indice geomagnetico aa_min (9.8 ± 1.2) nT (previsione di De Jager e Duhau, 2009). I triangoli in (a) e (b) sono rispettivamente il nuovo valore previsto di R_max per il ciclo 24 (vedere sezione 4) e il valore medio annuo osservato di aa_min centrato a metà del 2009 (8.7 nT). M, R ed H si riferiscono ai tipi di Grandi Episodi che si verificano tra gli anni indicati dalle linee verticali. D si riferisce al Minimo di Dalton.

Per lo studio della storia della tachocline solare ha senso esaminare la variazione simultanea e la mutua dipendenza delle due approssimazioni. In quel senso, Duhau e Chen (2002) hanno introdotto un diagramma di fase nel quale R_max è rappresentata come una funzione di aa_min. Il suo studio conduce ad una interessante conclusione: appare (Duhau e Chen, 2002; Duhau e De Jager, 2008) che, al momento della transizione da un Grande Episodio ad un altro, le due approssimazioni assumono valori ben definiti che sono chiamati “Punto di Transizione”. Questo punto si ricava dal comportamento (vedi Figg. 3a e 4) di un componente di lungo periodo, definito come la somma della tendenza lineare e le periodicità delle componenti di “wavelet” (funzione per la rappresentazione di serie temporali,che può essere scomposta in un certo numero di funzioni elementari, ndr) nelle parti superiori delle bande di Gleissberg e Suess (de Vries).

Nella figura 3a viene mostrata una sequenza completa dei tre tipi di Grandi Episodi che si sono alternati durante l’ultimo millennio (Duhau e de Jager, 2008). Questi episodi sono il Grande Minimo (M: 1620 – 1724), le Oscillazioni Regolari (R: 1724 – 1924) e il Grande Massimo (H: 1924 – 2009). Durante questi tre periodi R_max e aa_min erano rispettivamente sotto, oscillando intorno, e sopra il livello del punto di transizione. Come si vede nel diagramma di fase (Fig. 4), la variazione di lungo termine è costituita da una successione di ellissi chiuse attorno al punto di transizione. Questo ciclo secolare è chiamato il ‘Ciclo di Gleissberg’.

Fine prima parte

Fabio 2

Domenica 4 luglio 2010: E allineamento fu!

Vi ricordate questo famoso articolo scritto da Ale un anno fa:

https://daltonsminima.wordpress.com/2009/06/29/risonanze-orbitali-la-parola-alleclittica-super-minimum-in-arrivo/

Ebbene ci siamo, il 4 luglio è arrivato!

In questi mesi abbiamo visto gli effetti tangibili di questo allineamento planetario che si pensa possa essere la causa principale dei super minimi stile Maunder, in cui proprio per l’interazione combinata tra i giganti gassosi ed il sole, si verrebbe a creare un disturbo capace di inibire la formazione delle sunspots e quindi del campo magnetico della nostra stella. Dicevo che abbiamo già visto all’opera questo fenomeno con l’ormai famoso “recinto di Carrington”, una specifica area della superficie solare in cui le macchie comparivano con più facilità, ed ora si stima che proprio da oggi questo recinto si chiuda completamente, inibendo quasi del tutto la formazione delle macchie appartenenti al ciclo 24.

Abbiamo anche annotato altri due fattori importanti, ovvero la comparsa di AR via via a latitudini sempre più basse e di numerose macchie a polarità invertita, l’ultima fra tutte proprio l’attuale 1084 che ha già resistito ad un giro completo del sole e che sembrerebbe inibire la formazione di macchie del nuovo ciclo!

Come potete vedere dal magnetogramma Gong infatti, nel sole attualmente sono presenti 7-8 AR che solo fino a pochi giorni fa avevano fatto pensare ad alcuni utenti di NIA che il sole stavolta si stava svegliando per davvero…nulla di più sbagiato!

Tra queste, solo la 1084 è stata capace di generare una macchia, tra l’altro nata come AR a polarità dispari, mentre ora non si riesce più a distinguere la sua origine magnetica, perchè il nero ha completamente preso il posto anche del bianco!

Ma come già scritto sopra, è molto probabile che questa AR appartenendo ad un ciclo dispari (25) sia riuscita a bloccare la formazione di tutte le altre regioni con polarità pari (24).

Insomma, una cosa è certa: il sole non smette più di stupirci, basta vedere anche il valore del flusso solare fermo ormai da giorni a 75-76! (valori da minimo)

Cosa aspettarci nell’immediato futuro?

Se la teoria dell’allineamento planetario sposata da tanti studiosi, tra cui anche dal compianto prof Timo Niroma fosse veritiera, dovremmo attenderci mesi e mesi di assenza quasi totale di macchie solari, e questo fu quello che accadde di certo nei super minimi passati, quando però non esistevano centri ultra moderni come ovviamente esistono oggi!

Quindi come sempre, un occhio al solar flux e l’altro al nia’s count, l’unico conteggio in grado di garantire una certa cotinuità con i minimi importanti del passato…è quindi superfluo che vi dica che questi per Sidc e Noaa non saranno di certo mesi spotless o con bassi valori di SN, come invece sarebbero stati 200 anni fa!

Stay tuned, Simon

Dati solari di Giugno ai raggi x

E’ terminato anche il mese di giugno e l’attività solare non è ancora decollata.

Per il Noaa il mese chiude a 17.9, per il Sidc a 12.1 (dato non ancora ufficiale) e per il Nia’s count a 5.8.

Qui invece i dati da gennaio a giugno:

https://daltonsminima.wordpress.com/dati-sole-in-diretta/

Il solar flux invece continua il suo trend al ribasso, giugno chiude a 74.80 (dato ancora non ufficiale) contro maggio che chiuse a 75.26.

Questa volta quindi anche per il Nia’s count, non c’è stata piena correlazione tra il flusso solare ed il SN, ma trattasi davvero di poca divergenza, sicuramente molto più contenuta rispetto alla differenza con il valore mensile del Sidc!

D’altronde come già detto più volte, non è così automatica la correlazione tra andamento del solar flux e del SN.

Quello che emerge comunque è che anche nel mese appena conclusosi la nostra stella non ha ancora imboccato la strada di una convinta ripartenza, ed il flusso solare è ormai da 5 mesi (febbraio 2010-82.70 — giugno 2010-74.80) che mostra un trend al ribasso!

I giorni spotless per il sidc sono stati solo 2, ma siamo certi che sarebbero stati molti di più nel passato come si evince dal Nia’s count:

https://daltonsminima.wordpress.com/nias-sunspot-number/

Una nota particolare sempre per il flusso solare aggiustato: è dall’8 di maggio che non raggiunge più quota 80, e quindi tra poco più di una settimana faremo 2 mesi!

Questo è sicuramente un dato molto importante, soprattutto per il fatto che di AR ce ne sono state nel sole, ma in assenza di macchie consistenti, il solar flux fatica a salire! E ciò cozza un pò con la teoria di L&P che mi pare di ricordare che affermi che se da una parte le macchie diverranno sempre meno visibili, dall’altra però il flusso solare continuerebbe la sua ascesa. Ricordo a tutti che di fatto la teoria di cui sopra non ha niente a che vedere con quella degli allineamenti planetari, per bocca non solo degli stessi L&P che l’hanno postulata, ma anche per tutti i maggiori fisici solari che stanno dando credito ai due studiosi, Svalgaard su tutti. Quindi o ha ragione una o l’altra, o perchè no, nessuna delle due!

L’unica cosa certa, è che un altro mese è finito ed il nostro sole non sembra avere ancora alcuna intenzione di svegliarsi sul serio…

stay tuned, Simon

UPDATE: CHE SCANDALO!

E’ USCITO IL RESOCONTO MENSILE DEL SIDC E METTONO 13.5 CONTRO I 12.1 CALCOLATI IN PRECEDENZA!

http://sidc.oma.be/products/ri_hemispheric/

CIOE’ PER IL SIDC GIUGNO HA CHIUSO SOPRA A GENNAIO CHE AVEVA AVUTO UN SOLAR FLUX DI 78.65 CONTRO I 74.80 DI GIUGNO!

QUESTI CONTEGGI SPIACE DIRLO, MA NON VALGONO PIU’ NULLA ORMAI, AL PARI DI QUELLI DEL NOAA!

Va là, buttiamoci sul sole, l’unica palla che “gira” bene oggi…

La regione 1082 oggi non è più contabile col nostro conteggio, mentre le altre finora stanno provocando solo delle plage…dal Behind si nota come altre AR stanno per sopraggiungere nella parte visibile solare, staremo a vedere.

Nonostante l’assenza di macchie importanti, la presenza di più plage ha portato in questi ultimi giorni ad un momentaneo innalzamento del flusso solare intorno a valori di 76-77, che comunque rimangono ancora dei valori da minimo.

Il 4 luglio ormai è alle porte, e credo che i risultati si stiano vedendo tutti, ci sono poche macchie, piccole e con scarsa coalescenza magnetica.

Ogni giorno che passa d’ora in poi, peserà come un macigno come ama dire il nostro Ale sulla reale situazione di questo minimo solare!

Stay tuned, Simon

Cosa c’ è di sbagliato nel Sole? Influenze sul clima (2ª parte)

Mike Lockwood presso l’Università di Reading, Regno Unito, potrebbe già aver individuato una risposta – “l’inverno insolitamente freddo europeo del 2009/10”. Ha studiato un registro di dati che risalgono al 1650 , e ha rilevato che freddi inverni europei sono molto più probabili durante i periodi di bassa attività solare (New Scientist, 17 aprile, p 6) . Questo si inserisce in un quadro emergente di attività solare dando luogo a un piccolo cambiamento del clima globale complessivo, ma con grandi effetti a livello regionale.

Un altro esempio è il minimo di Maunder, il periodo 1645-1715 durante il quale le macchie solari praticamente scomparvero e l’attività solare crollò. Se una simile di inattività solare sta per iniziare con questo ciclo 24 e proseguire fino al 2100, potrebbe mitigare qualsiasi aumento di temperatura da riscaldamento globale di 0,3 ° C in media , secondo i calcoli da Georg Feulner e Stefan Rahmstorf del Potsdam Institute for Climate Impact Research in Germania. Tuttavia, qualcosa amplificò l’impatto dei minimo di Maunder nel nord Europa, inaugurando un periodo noto come Piccola Età Glaciale, quando gli inverni furono mediamente più freddi e la temperatura media in Europa cadde tra l1 e 2 ° C.

Un impulso corrispondente sembra essere associato con picchi in uscita solare. Nel 2008, Judith Lean del Naval Research Laboratory di Washington DC ha pubblicato uno studio che mostra che l’alta attività solare causa uno sproporzionato riscaldamento sul nord Europa ( Geophysical Research Letters, vol 35, p L18701 ).

Allora perché l’attività solare hanno questi effetti? I modellisti possono già essere sulla strada per dare una risposta. Dal 2003, gli strumenti spaziali misurano l’intensità della irradiazione del sole a varie lunghezze d’onda e alla ricerca di correlazioni con l’attività solare. I risultati indicano che la emissione nel sole della luce ultravioletta è molto variabile molto, molto di più di quanto ci aspettavamo, dice Lockwood.

La luce ultravioletta è fortemente legata all’attività solare: i brillamenti solari sono nell’ultravioletto, e aiutano a portare l’energia esplosiva dei flare lontano nello spazio. Questo potrebbe essere particolarmente significativo per il clima della Terra dato che la luce ultravioletta viene assorbita dallo strato di ozono nella stratosfera.

Più luce ultravioletta raggiunge la stratosfera e più di ozono si forma. E più di ozono nella stratosfera fa assorbire più luce ultravioletta. Così in tempi di accresciuta attività solare, la stratosfera si riscalda e questo influenza i venti in quello strato. “L’ingresso di calore nella stratosfera è molto più variabile di quanto pensassimo”, dice Lockwood.

Concludendo, il riscaldamento della stratosfera potrebbe essere l’effetto accentuato sentito in Europa delle variazioni di attività solare. Già nel 1996, Haigh ha mostrato che la temperatura della stratosfera influenza il passaggio della corrente a getto, il vento d’alta quota che passa da ovest a est per tutta Europa.

Lockwood nel suo più recente studio mostra che quando l’attività solare è bassa, la corrente a getto si rompe in giganteschi meandri che bloccano i caldi venti occidentali che non raggiungono l’Europa, permettendo ai venti artici dalla Siberia di dominare il meteo dell’Europa.

La lezione per la ricerca sul clima è evidente. “Ci sono così tante stazioni meteo in Europa che, se non stiamo attenti, questi effetti solari potrebbero influenzare la nostra media globale”, afferma Lockwood.In altre parole, la nostra comprensione dei cambiamenti climatici globali potrebbero essere falsati se non si tiene conto degli effetti del Sole sul clima europeo.

Proprio quando un mistero comincia a schiarirsi, un altro mistero arriva. Dal suo lancio di 15 anni fa, la sonda SOHO ha guardato due minimi solari, un ciclo solare, e parti di altri due cicli – quello che si è concluso nel 1996 e quello che c’ è adesso. Per tutto quel tempo il suo strumento VIRGO ha misuratol’irradianza solare totale (TSI), cioé l’energia emessa dal sole. Le sue misurazioni possono essere unite insieme con i risultati di precedenti missioni per fornire cosí un registro di 30 anni di produzione di energia del sole. Ciò dimostra che, durante l’ultimo minimo solare, la produzione di sole è stata dello 0,015 per cento inferiore a quella durante il minimo precedente. Potrebbe non sembrare molto, ma è un enorme risultato significativo.

Eravamo soliti pensare che la produzione di sole era incrollabile. Questa tesi ha cominciato a cambiare dopo il lancio nel 1980 della NASA del satellite Solar Maximum Mission. Le sue osservazioni mostrano che la quantità di energia che il sole emette varia di circa il 0,1% su un periodo di giorni o settimane nel corso di un ciclo solare.

Restringimento della stella

Nonostante questa variazione, la STI ha avuta lo stesso livello durante i 3 minimi precedenti mentre così non é successo nel corso di questo minimo allungato. Nonostante il calo osservato sia piccolo, il fatto che è successo è senza precedenti. “Questa è la prima volta che abbiamo misurato una tendenza a lungo termine nella irraianza solare totale”, spiega Claus Fröhlich del World Radiation Centre di Davos, in Svizzera, principale investigatore dello strumento VIRGO.

Se l’output dell’energia solare sta cambiando, allora la sua temperatura deve essere troppo fluttuante. Mentre i brillamenti solari riscaldano il gas in superficie, i cambiamenti nel nucleo del sole avrebbero un influsso più importante della temperatura, anche se i calcoli dimostrano che possono passare centinaia di migliaia di anni per vedere gli effetti nella superficie del Sole. Qualunque sia il meccanismo, la minore energia fa “gonfiare” il sole.
Già nel 17 ° secolo l´astronomo francese Jean Picard ha misurato il diametro del sole. Le sue osservazioni sono state effettuate durante il minimo di Maunder, ed ha ottenuto un risultato che mostra come il diametro del Sole fosse stato piú grande del diametro attuale. È stato semplicemente un errore da parte di Picard, o potrebbero realmente che il Sole si sia ridotto da allora? “Ci sono state un sacco di discussioni animate, e il problema non è ancora risolto”, afferma Gérard Thuillier di Pierre e Marie Curie di Parigi, in Francia.
Osservazioni con telescopi terrestri non sono sufficientemente precisi per risolvere la questione, per l’effetto distorsivo dell´atmosfera terrestre. Così l’agenzia spaziale francese ha progettato una missione, giustamente intitolata Picard , per prendere lemisure precise del diametro del sole e cercare le sue modifiche.
Il lancio del satellite ancora non é avvenuto a causa del disaccordo politico tra Russia e Kazakhstan. Fino a quando la controversia non è risolta, il veicolo spaziale deve attendere. Ogni giorno di ritardo significa perdere dati importanti.

Molti astronomi pensano che il ciclo solare procederà, ma a livelli significativamente minori rispetto alla attività vista nel 19° secolo. Tuttavia, vi è anche la prova che il sole sta inesorabilmente perdendo la sua capacità di produrre macchie solari. Entro il 2015, potrebbero sparire del tutto, al che ci si tuffa in un nuovo minimo di Maunder e forse in una nuova Little Ice Age.

È fondamentale comprendere la mutevolezza del sole e il modo in cui influenza i vari modelli regionali di clima sulla Terra. Gli scienziati del clima saranno quindi in grado di correggere i loro modelli, non solo per interpretare le misurazioni moderne, ma anche quando si cerca di ricostruire il clima che risale a secoli. È solo in questo modo che si può raggiungere un consenso inattaccabile e vero su quanto il Sole influenza a Terra e il suo clima.

La previsione delle macchie solari

Anche se le macchie solari stannopian piano tornando dopo il minimo solare prolungato, i segni sono che non tutto va bene. Per decenni, William Livingston di National Solar Observatory di Tucson, in Arizona, ha misurato la forza dei campi magnetici della superficie del sole. L’anno scorso, lui e la collega di Matt Penn hanno sottolineato che la forza media dei campi magnetici delle macchie solari è diminuita drammaticamente dal 1995.

Se la tendenza continua, in soli cinque anni il campo magnetico non sará piú in grado di formare macchie solari.

Come è probabile che questo accada? Mike Lockwood presso l’Università di Reading, Regno Unito, ha guardato i dati storici cercando simili periodi di inattività solare in determinati isotopi nelle carote di ghiaccio e negli anelli degli alberi. Ha trovato 24 casi simile all´attuale nelle ultime migliaia di anni. In due di queste occasioni, le macchie solari erano del tutto scomparsa da decenni. Lockwood mette la possibilità che ciò accada di nuovo a soli 8%.

Nello studio si vede come per la maggior parte dei casi il sole ha continuato a produrre macchie anche se a livelli significativamente più depressi. Sembra che il filone d’oro delle macchie solari del secolo scorso è finito.

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Cosa c’è di sbagliato nel Sole? (1ª Parte)

Immagine del Sole ottenuta col SDO

Le macchie solari vanno e vengono, ma recentemente per lo più se ne sono andate. Per secoli, gli astronomi hanno registrato l´emergere di queste macchie scure sulla superficie solare, solo per vederle scomparire nuovamente dopo pochi giorni, settimane o mesi.
Ma negli ultimi due anni, le macchie solari sono state in parte mancanti. La loro assenza, la più prolungata da quasi cento anni, ha preso gli osservatori del Sole di sorpresa. “Questo è un comportamento solare che non abbiamo visto a memoria d’uomo”, dice David Hathaway, fisico della NASA.
Il sole è sotto controllo come mai prima grazie a una flotta di telescopi spaziali. I risultati ci hanno fatto vedere un Sole piú da vicino sotto una nuova “luce” cosí come la sua influenza sulla Terra. Le macchie solari e altri indizi indicano che l’attività magnetica del sole è in diminuzione e che il sole può anche essere in una fase di profondo declino. Insieme ai risultati, questi indizi ci dicono che qualcosa di profondo sta accadendo all’interno del sole. La grande domanda è cosa?

La posta in gioco non è mai stata così alta. I gruppi di macchie solari preavvisano le gigantesche tempeste solari che possono scatenare un miliardo di volte più energia di una bomba atomica. I timori sono che queste eruzioni solari giganti potrebbero creare il caos sulla Terra, e anche le controversie sul ruolo del sole nel cambiamento climatico, ci indicano l´urgenza di nuovi studi. Quando la NASA e l’Agenzia spaziale europea hanno lanciato il SOHO quasi 15 anni fa, ” la comprensione del ciclo solare non era uno dei suoi obiettivi scientifici “, afferma Bernhard Fleck, scienziato della missione. “Ora è una delle questioni chiave”.
Il Sole si ta comportando male.

Le macchie solari sono le finestre dell’anima magnetica del sole. Qualsiasi modifica del numero delle macchie solari riflettono i cambiamenti all’interno del sole. “Durante questa transizione, il sole ci dà un assaggio vero e proprio del suo interno,” dice Hathaway.

Ecco un bel video del Sole:

http://brightcove.newscientist.com/services/player/bcpid1873822884?bctid=90892143001

Quando il numero di macchie solari cade alla fine di ogni ciclo di 11 anni, le tempeste solari si spengono e tutto diventa molto più calmo. Questo “minimo solare” non dura a lungo. Entro sei mesi o un anno al massimo, le macchie e le tempeste iniziano un crescendo verso il nuovo prossimo massimo solare.

C’è di speciale in questo ultimo cambiamento di ciclo il fatto che il sole sta avendo problemi con l’avvio del ciclo. Il sole ha cominciato a calmarsi a fine 2007, così nessuno si aspettava molte macchie solari nel 2008. Ma i modelli di computer avevano previsto che quando le macchie sarebbero ricomparse lo avrebbero fatto con grande forza. Hathaway pensava che il ciclo solare 24 sarebbe stato “pazzesco”: più macchie solari, piú tempeste solari e più energia nello spazio. Altri avevano predetto che sarebbe stato il ciclo record come attivitá.
Il problema é stato che nessuno ha detto al Sole di queste previsioni secondo cui il ciclo 24 avrebbe dovuto avere un record della sua attivitá.

Il primo segno che la previsione era sbagliata è venuto quando anche il 2008 si è rivelato più tranquillo del previsto. Quell’anno, il sole é stato senza macchie per 73% del tempo, un calo estremo anche per un minimo solare. Solo il minimo del 1913 è stata più pronunciato, con l’85% senza macchie. Ma a differenza del 1914 quando é ricominciata la normale attivitá, il 2009 é arrivato e i fisici si aspettavano la ripresa del Sole. E invece l´attivitá ha continuato a languire fino a metà dicembre 2009, quando un grande gruppo di macchie solari é finalmente emerso. Finalmente si sono detti in molti é ripartito. Un ritorno alla normalità? Non proprio.

Anche con il ciclo solare “ripartito” il numero di macchie solari è stato finora ben al di sotto delle aspettative. Qualcosa sembra essere cambiato all’interno del sole, qualcosa che i modelli non hanno anticipato. Ma che cosa?

L’alluvione di osservazioni dallo spazio e i telescopi terrestri suggeriscono che la risposta sta nel comportamento dei due nastri trasportatori all´interno del Sole che permettono al magnetismo di “uscire” verso la superficie. In media ci vogliono 40 anni per i nastri trasportatori per completare un circuito.

Quando il team di Hathaway guardò le osservazioni per scoprire dove i loro modelli erano sbagliati, hanno notato che i flussi di gas verso la superficie del Sole sono stati accelerati dal 2004.

La circolazione in profondità del sole racconta una storia diversa. Rachel Howe e Frank Hill National Solar Observatory di Tucson, in Arizona, hanno utilizzato le osservazioni dei disturbi di superficie, causati dall´equivalente delle onde sismiche nel Sole, e hanno dedotto le condizioni interne del Sole. Analizzando i dati a partire dal 2009, hanno trovato che mentre i flussi di superficie avevano accelerato, quelli interni avevano rallentato andando a “passo d’uomo”.

Questi risultati hanno gettato i modelli computerizzati dell´andamento del sole nel caos. “E ‘certamente impegnativo per le nostre teorie”, spiega Hathaway, “ma la cosa si faceva bella e interessante.”

Non è solo la nostra comprensione del sole che si trova a beneficiare di questo lavoro. Anche la misura in cui l’evoluzione dell´attività del sole può influenzare il nostro clima è estremamente preoccupante e molto controversa. Ci sono coloro che cercano di dimostrare che la variabilità solare è la causa principale dei cambiamenti climatici, un’idea che avrebbe lasciato gli esseri umani e il loro gas ad effetto serra fuori dai guai. Altri sono ugualmente evangelici nella loro affermazioni che il sole ha solo un minuscolo ruolo nel cambiamento climatico.

Se questa controversia potrebbe essere risolta da un esperimento, la strategia ovvia sarebbe quella di vedere che cosa succede quando si spegne una delle cause potenziali dei cambiamenti climatici e lasciare l’altro da solo. Il crollo esteso dell´attività solare di questi ultimi due anni potrebbe essere proprio il giusto tipo di prova, nel senso che ha modificato notevolmente la quantità di radiazione solare che bombarda il nostro pianeta. “Come esperimento naturale, questa è la migliore cosa che poteva accadere”, dice Joanna Haigh, un climatologo presso l’Imperial College di Londra. “Ora dobbiamo vedere come reagisce la Terra.”
E questo lo vedremo in un prossimo articolo.

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