Ciclo solar:a irradiância solar não é constante. O brilho do nosso sol varia em aprox. período de onze anos, em que o número de manchas solares também varia. A imagem à esquerda é de 2001 (máximo solar), o da direita de 2009 (mínimo solar). Crédito:NASA / ESA / SOHO
Está ficando mais quente na Terra. As temperaturas durante o período de 2001 a 2010, por exemplo, estavam cerca de 0,2 graus Celsius mais elevados do que na década anterior. Nenhum cientista sério duvida que os humanos desempenham um papel decisivo aqui. No entanto, outros fatores também influenciam o clima global, por exemplo, a geometria da órbita da Terra e erupções vulcânicas. Mas que papel o sol desempenha?
Quando o vermelho, orbe brilhante do sol afunda no mar à noite, pode proporcionar momentos de férias tranquilos e relaxantes. E mesmo no crepúsculo ainda podemos sentir o calor aconchegante entregue pelo sol durante o dia. Ainda, nossa estrela é tudo menos inofensiva. Não apenas sua radiação ultravioleta causa em alguns de nossos contemporâneos mais descuidados uma grave queimadura de sol. É intrinsecamente extremamente ativo, e pacotes de plasma quente fervem constantemente na superfície, injetando fontes de gás no espaço. Além disso, um vento de partículas energéticas sopra constantemente, ocasionalmente se transformando em uma tempestade, apresentando um perigo para os eletrônicos sensíveis em satélites.
Além desses fenômenos rotineiros, o poder radiante do sol também está sujeito a flutuações de longo prazo. Estes são causados pelo campo magnético solar, cujas linhas de campo são, por assim dizer, "fundido em" o gás eletricamente condutor. A forte turbulência gira e torce os tubos de plasma como elásticos - que ocasionalmente "estalam" e então aumentam o campo magnético.
Essas atividades levam a fenômenos como manchas escuras ou chamas brilhantes; as primeiras são regiões mais frias, as últimas regiões com pontos brilhantes de aparência fibrosa e são mais quentes do que seus arredores. O número de manchas ou chamas nem sempre é constante, mas varia em um ciclo de aproximadamente onze anos. A intensidade total da radiação solar, portanto, também flutua neste período. Essas flutuações são em torno de 0,1 por cento. Contudo, as variações também podem flutuar - dependendo do comprimento de onda, porque o sol brilha em várias bandas diferentes do espectro. A radiação ultravioleta mencionada acima, por exemplo, que é particularmente relevante no que diz respeito ao clima, varia em várias dezenas de porcentagens nos comprimentos de onda curtos.
Por meio de sua entrada de energia, o sol pode influenciar diretamente o clima do nosso planeta. Contudo, a atmosfera só permite que a radiação passe em comprimentos de onda específicos, predominantemente na luz visível; o resto é, em uma maneira de falar, absorvido por moléculas. Portanto, apenas parte da radiação atinge a superfície da Terra e pode aquecê-la. A superfície irradiada, por sua vez, emite luz infravermelha, que é então retido por nuvens ou aerossóis. Este efeito, sem o qual a Terra estaria cerca de 32 graus Celsius mais fria, aquece a atmosfera. Esses processos se assemelham às condições de uma estufa.
Radiação solar flutuante:Esta ilustração mostra variações dentro do ciclo solar de onze anos, bem como variações de curto prazo causadas por grupos individuais de manchas solares e erupções solares. O brilho total médio é representado pela curva cinza. As diferentes cores representam medições com diferentes instrumentos. Crédito:PMOD
É aqui que a radiação ultravioleta desempenha seu papel. Ele está envolvido em uma série de reações químicas diferentes - em que UV não é apenas UV! Por exemplo, radiação em comprimentos de onda inferiores a 240 nanômetros promove a formação de ozônio, UV de comprimento de onda mais longo, em contraste, destrói a mesma molécula. E junto com a radiação em diferentes comprimentos de onda, diferentes quantidades de energia entram na troposfera, a camada mais baixa da atmosfera, estendendo-se por cerca de 15 quilômetros acima do solo.
O sol, Contudo, não apenas emite radiação, mas também um fluxo permanente de partículas eletricamente carregadas, o já mencionado solar. Se essas partículas penetrarem nas camadas superiores da atmosfera terrestre, eles ejetam elétrons de átomos de nitrogênio ou oxigênio, isso é, eles os ionizam. Este processo influencia a química atmosférica - seja, e se, como isso afeta o clima, é atualmente uma questão de debate.
Para investigar a influência do sol no clima, pesquisadores olham para o passado. Aqui, eles se concentram na atividade magnética da estrela, a partir do qual a intensidade da radiação pode ser reconstruída. É então aparente que o sol produz radiação mais intensa durante os períodos ativos - aparente graças a numerosos pontos e chamas - do que durante suas fases quiescentes.
O sol teve uma interrupção dessas atividades durante a segunda metade do século 17, por exemplo:entre 1645 e 1715 seu motor começou a falhar. Durante este período, referido como o Mínimo Maunder, Europa, A América do Norte e a China registraram invernos muito mais frios. E mesmo o verão foi substancialmente mais frio em algumas regiões durante esta "Pequena Idade do Gelo". As pinturas eram feitas na época, mostrando patinadores de gelo no Tâmisa congelado, por exemplo.
Ao olhar para o passado, os cientistas trabalham com registros antigos de dados observacionais de manchas solares (começando em 1610) e usando o método C14, que pode ser particularmente bem aplicado à madeira, como a entrada de carbono-14 no solo (árvores) não é constante, mas também muda com a atividade solar. Este isótopo radioativo é criado quando os chamados raios cósmicos encontram uma molécula de ar nas camadas superiores da atmosfera terrestre.
Considerar a influência humana:os modelos só podem reproduzir os dados observacionais se as influências antrópicas forem incluídas nos cálculos. Crédito:Relatório IPCC 5
O campo magnético solar se estende por todo o sistema solar e protege parcialmente os raios cósmicos. Se o campo magnético flutua, o mesmo acontece com a produção C14. Desta forma, o desvio entre a idade do anel da árvore e a idade C14 representa uma medida da atividade magnética e, conseqüentemente, da potência radiante do sol.
Então, com que intensidade o sol influencia atualmente o clima? O que se sabe é que a Terra ficou mais quente em cerca de um grau Celsius nos últimos 100 anos. Só nos últimos 30 anos, as temperaturas aumentaram a uma taxa nunca vista durante os últimos 1000 anos. É outro fato que a concentração de dióxido de carbono aumentou 30% desde o início da industrialização em meados do século XVIII.
Durante todo este período, o sol está sujeito a flutuações periódicas de atividade. E certamente não houve aumento no brilho do sol nos últimos 30 ou 40 anos, bastante uma ligeira diminuição. Isso significa que o sol não pode ter contribuído para o aquecimento global. Na verdade, o aumento da temperatura observado nas últimas décadas não pode ser reproduzido em modelos se apenas a influência do sol ou de outras fontes naturais forem levadas em consideração (por exemplo, erupções vulcânicas). Somente quando antropogênico, que é impulsionado por humanos, fatores são incorporados aos dados climáticos, eles concordam com os dados observacionais e medidos.
Os pesquisadores chegam então à conclusão de que o aumento das temperaturas globais desde a década de 1970 não pode ser explicado pelo sol. A tendência de temperatura observada nas últimas três décadas é linear - se for resultado da concentração crescente de gases de efeito estufa. Resumindo:a influência humana no clima é ordens de magnitude maior do que a do sol.
Por outro lado, a opinião de alguns cientistas de que a diminuição atual da atividade solar irá neutralizar o aquecimento global, não resiste a um exame minucioso, como o aquecimento global é um fato - e continua a avançar. Em contraste, parece possível que o sol influencie o clima a longo prazo. A extensão exata e os mecanismos precisos permanecem obscuros, Contudo.