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Variabilità solare su scala millenaria

23 marzo 2009

L’attività solare degli ultimi 400 anni è cosa nota. Può essere interessante fare un’analisi dell’attività solare in un periodo molto più ampio: l’olocene (dal 10.000 a. C. a oggi). La ricostruzione dell’attività solare per questo periodo millenario è stata fatta basandosi su misurazioni di C14 negli anelli degli alberi (vedi figura sotto) e di Be10 nei ghiacciai polari. Usoskin, uno scienziato dell’università di Oulu, ha individuato delle periodicità dell’attività solare e si è soffermato ad analizzare le caratteristiche dei grandi minimi e dei grandi massimi del passato.

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Fonte grafico: http://solarphysics.livingreviews.org/Articles/lrsp-2008-3/fig_17.html

Quasi periodicità

Se si procede con un’analisi della serie temporale del numero di macchie sull’intera epoca dell’Olocene si trovano alcune periodicità che il lettore avrà già in qualche modo trovato in altri articoli:

a)     una di circa 80 anni corrispondente con il ciclo di Gleissberg

b)     un’altra si riscontra intorno ai 150 anni e non è persistente sull’intero periodo analizzato, infatti è assente in alcuni periodi temporali (per la maggior parte tra il 6000 a.C e il 4000 a. C.).

c)     Il ciclo di Vries-Suess, con una durata di circa 210 anni, è rilevato anch’esso in modo non persistente, ma tende a diventare evidente se si considerano raggruppamenti temporali di 2400 anni.

d)     Un’altra variazione con un periodo di 350 anni può essere osservata dopo il 6000 a. C.

e)     una periodicità millenaria (iperciclo) molto interessante compresa tra i 2000 e i 2400 anni che costituisce il ciclo di Hallstatt. Si presenta relativamente stabile sull’intero periodo e soprattutto si manifesta come modulazione dell’attività solare nel lungo termine, che porta a gruppi di grandi minimi.

I grandi minimi

Il minimo di Maunder (1645-1715) come il minimo di Dalton (1790-1830) sono abbastanza noti, tuttavia, Usoskin, ha individuato nell’Olocene ben 27 grandi minimi. Stuiver e Braziunas e poi Stuiver e altri li hanno suddivisi in due gruppi: i minimi di breve durata, dai 50 agli 80 anni, detti di tipo Maunder e quelli di lunga durata, superiore ai 100 anni, detti di Sporer (1415-1534). La media della loro durata è di 70 anni. Nella figura è riportato l’istogramma della loro durata, la cui media è 70 anni. Come potete osservare si dividono in due gruppi e si tratta per lo più di minimi di tipo Maunder.

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Fonte grafico: http://solarphysics.livingreviews.org/Articles/lrsp-2008-3/fig_20.html

Se si somma il tempo di durata di tutti questi minimi si trova un valore pari a circa 1900 anni, ovvero questo indica che il sole spende circa il 17% del suo tempo in una fase di bassa o meglio bassissima attività. Un’altra considerazione importante da fare è se questi si presentino con una certa regolarità, cosa alquanto importante per capire il comportamento della dinamo solare. Un’attenta analisi mostra che essi non appaiono periodicamente, ma in modo casuale in settori temporali della durata di 2000-2500 anni. Si presentano, inoltre, in gruppo e con tempi di divario abbastanza brevi.

I grandi massimi

Il massimo solare moderno (dal 1940 in poi), oggetto di osservazione diretta, è stato certamente uno dei più intensi degli ultimi secoli. Il numero di Wolf, nel periodo 1750-1900, è stato 35 ± 9  e dal 1950 in poi è passato a 75 ± 3, un valore più che doppio. Se andiamo indietro troviamo un aumento dell’attività solare nel periodo medievale, intorno al 1200 D. C., che per molti scienziati non può essere considerato un grande massimo, per nulla paragonabile a quello moderno (per tale motivo il massimo medievale non compare nella prima figura). Usoskin, analizzando i dati sul Be10 prelevati da campioni di ghiaccio della Groenlandia e dell’Antartide, è arrivato alla conclusione che il massimo solare moderno sia stato il maggiore del millennio. Un’analisi simile sul C14 ha rilevato che un massimo così intenso sia un evento raro (vedi la prima figura).

            Se si considera tutto il periodo dell’olocene sono stati trovati 19 grandi massimi, per una durata complessiva di 1030 anni, che lascia supporre che il sole passi circa il 10% del suo tempo in un periodo di forte attività. La loro durata ha una distribuzione più regolare rispetto ai grandi minimi. La maggior parte dei grandi massimi (circa il 75%) non ha avuto una durata superiore ai 50 anni e solo quattro di questi, tra cui il massimo moderno, una superiore ai 70 anni. Anche questi, come i grandi minimi non si presentano con una frequenza regolare, ma in modo casuale. L’analisi su scala millenaria dei grandi massimi ci porta ragionevolmente a supporre che l’attività futura del sole sarà bassa, sicuramente più bassa di quella dell’ultimo mezzo secolo. Non a caso attualmente ci troviamo in un minimo di attività e i futuri cicli sono previsti da molti scienziati più bassi del ciclo 23. La casualità con la quale si presentano sia i grandi massimi che i grandi minimi pone dei grossi problemi ai fisici solari che si occupano di capire il funzionamento del sole e in particolare della dinamo solare. In tal senso, forse, rimane ancora tanto da fare.

Scritto da ANGELO

Fonte: http://solarphysics.livingreviews.org/open?pubNo=lrsp-2008-3&page=title.html

  1. miki
    23 marzo 2009 alle 14:26

    Nella parte dei grandi massimi c’è un errore…
    “e nel periodo medievale, intorno al 1200 a.C.”
    1200 d.C…. 😉

  2. ice2020
    23 marzo 2009 alle 15:23

    ok grazie, corretto!

  3. 23 marzo 2009 alle 17:59

    articolo molto interessante..complimenti…
    non e’ interessante,ma fondamentale fare un’analisi dell’attività solare in un periodo molto più ampio..
    ciao!!

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