Zonnevlekkenminimum groeit uit tot diepste moderne tijd

Op driekwart van de dagen is er dit jaar geen vlekje op de zon te zien. Nog nooit eerder was dat aantal in de moderne tijd zo hoog. Dit kan invloed op het weer hebben, zeker in de winter.


Bron afbeelding: OnweerOnline

Het zonnevlekkenminimum, waarin we ons bevinden, lijkt dit jaar al tot het diepste van de moderne tijd uit te groeien. Het echte minimum wordt pas in 2020 verwacht. Heeft de zeer inactieve zon ook invloed op het weer op aarde en kunnen we voor de komende winter onze borst natmaken?

Zonnevlekken zijn tijdelijk aanwezige donkere plekken op de zon, die ten opzichte van hun omgeving minder heet zijn. Er zijn vlekken die enkele honderden kilometers in doorsnee zijn, maar ook vlekken die tienduizenden kilometers bemeten. De zon kent perioden met veel en weinig zonnevlekken, die elkaar afwisselen, de zogeheten zonnevlekkencycli. Gedurende de perioden met de meeste zonnevlekken spreken we van een zonnevlekkenmaximum en de perioden met geen of nauwelijks zonnevlekken staan bekend als zonnevlekkenminima.

Het zijn vlekken op een gigantisch hete bol. De buitenrand van de zon is ongeveer 6000 graden, in de kern is het een ondenkbare 15 miljoen graden Celsius. Vlak onder het zonoppervlak bevinden zich massieve circulaties van vuurplasma, bestaande uit twee stromingstakken die elk rond 40 jaar nodig hebben om hun hele route af te leggen. Die stromen komen deels tot stand doordat de zon bij haar evenaar sneller draait dan bij de polen.

Het idee is dat die stromen bepalend zijn voor de manier waarop zonnevlekkencycli verlopen. Volgens de theorie is het zo dat de snelheid van plasmastromen – die ervoor zorgen dat zonnevlekken ontstaan, maar ook weer worden afgevoerd – op de zon een indicatie is voor het aantal zonnevlekken, ongeveer 20 jaar later. Een tragere stroom betekent daarbij minder vlekken.

Wat heeft de activiteit van de zon te maken met het winterweer in Nederland? Weerman Jordi Huirne praat je in deze video bij.



Maunderminimum
De plasmastromen leken de laatste jaren dusdanig ver te zijn afgenomen dat het na het voorbije (al erg zwakke) maximum weleens een tijd stil zou kunnen worden. Een vergelijkbare periode van rust aan het oppervlak van de zon deed zich tussen 1645 en 1715 voor. Deze periode duurde ruim een halve eeuw. Gedurende dat tijdvak was het ongebruikelijk koud in ons deel van de wereld, met meerdere zeer strenge winters tijdens welke er bijvoorbeeld op de Thames geschaatst kon worden. In Nederland kwamen toen relatief veel koude winters voor. De Hollandse Meesters hebben veel van de taferelen van die tijd vastgelegd in hun schilderijen die ook tegenwoordig nog grote bekendheid genieten. Die periode van stilte op de zon staat in de literatuur van nu als het Maunderminimum bekend.

Overigens was het ook in het Maunderminimum niet zo dat er in Europa alleen maar strenge winters optraden. De koudste winter uit de Centraal-Engelse temperatuurreeks was bij voorbeeld die van 1684. Het jaar erop, toen de activiteit van de zon nog steeds erg gering was, werd de warmste winter tot nu toe uit de hele reeks behaald.

Nummer 24
Na een top en een dal aan zonnevlekken, begint steeds de volgende cyclus met het verschijnen van de nieuwe donkere plekken. Teruggerekend tot 1750 hebben we 23 van deze cycli achter de rug en deze duurden per stuk ongeveer 11 jaar. Begin 2008 dachten de sterrenkundigen dat de 24e zonnecyclus zou starten, maar dat werd steeds weer uitgesteld omdat het aantal zonnevlekken nagenoeg nul bleef. Uiteindelijk ontstonden pas in juni 2009 de langverwachte eerste kleine zonnevlekken van de nieuwe periode. En zo werd dus de oude cyclus afgesloten en de nieuwe gestart. De NASA bepaalt het precieze moment daarvan.

In totaal zaten we in 2009 maarliefst 260 dagen zonder zonnevlekken en dat jaar is dan ook het jaar van het absolute zonnevlekkenminimum geworden. Rond die tijd beleefden we tevens een tweetal relatief koude winters (de winter van 2008/2009 en de winter van 2009/2010).In 2010 liep het aantal zonnevlekloze dagen terug tot 51 en in 2011 was er nog maar 1 dag zonder één of meerdere zonnevlekken. Vanaf dat moment is er lange tijd geen dag geweest zonder zonnevlekken. We zaten in het maximum van de zonnevlekkencyclus.


De zon op 16-11: zonder zonnevlekken

Dit minimum is nog dieper dan het vorige
Inmiddels zijn we 8 jaar verder en is het weer stil geworden aan het oppervlak van de zon. Het aantal zonnevlekken is gestaag kleiner geworden en dit jaar tot nu toe was er op 75 procent van de dagen helemaal geen vlek meer op de zon te zien. Daarmee lijkt het huidige minimum (waarvan het laagste punt in 2020 wordt verwacht) tot het diepste van de moderne tijd uit te groeien, nog dieper dan het vorige dus dat tot nu toe de recordhouder is.

Zonnevlekken en het weer
De relatie tussen weinig zonnevlekken en koude winters in ons land wordt ook vaker genoemd. Ook op andere vlakken lijkt er een (bescheiden?) verband te zijn tussen wat er op de zon gebeurt en wat zich in onze atmosfeer allemaal afspeelt. Zo zijn de fluctuaties in UV-straling tijdens zonnevlekkencycli duidelijk meetbaar. UV-straling valt uiteen in de zogenoemde UV-A, UV-B en UV-C componenten. Van die componenten wordt UV-C straling geabsorbeerd door de ozonlaag, UV-B straling gedeeltelijk. UV-A straling kan de aarde geheel bereiken. Zowel van de B als de A component verbrandt onze huid.

Nu blijkt de door de zon uitgezonden hoeveelheid UV-C straling tijdens een zonnevlekkencyclus significant te variëren. Hoe actiever de zon, des te groter is de hoeveelheid UV-C straling die wordt uitgezonden. Omdat UV-C tevens verantwoordelijk is voor de aanmaak van ozon in de ozonlaag, blijkt de dikte van die laag te variëren. Tijdens actieve perioden van de zon is de ozonlaag dus dikker, tijdens inactieve perioden juist dunner.

Ozon is een gas dat meer warmte direct uit de straling van de zon absorbeert dan andere bestanddelen van de aardse dampkring. Een dikkere ozonlaag leidt daardoor mogelijk tot een warmere stratosfeer (de ozonlaag bevindt zich op een hoogte van rond 20 kilometer in de atmosfeer). Dit effect is het sterkste in de tropen, het gebied op aarde dat de meeste straling van de zon ontvangt.

Is de zon actief, dan zal de stratosfeer in het gebied van de tropen ten opzichte van die in het Poolgebied dus relatief warmer zijn dan normaal, in een periode met een inactieve zon juist omgekeerd. Dan nemen de temperatuurverschillen tussen het koude Poolgebied en het warme gebied van de tropen relatief gezien juist af ten opzichte van normaal. Een gevolg hiervan is dat het in perioden van een inactieve zon relatief gemakkelijker tot geblokkeerde stromingen lijkt te kunnen komen. Resulterend in bij ons een grotere kans op winterweer.

Komende winter interessant
Wat dat betreft, is de komende winter toch interessant, al lijken bijna alle seizoensverwachtingen op dit moment op een zachte winter met veel zuidwestenwinden te wijzen. Bij de presentatie van onze eerste versie van de winterverwachting noemden we de invloed van het zonnevlekkenminimum al als een grote onzekere. Daar waar eigenlijk alles wijst in de richting van een situatie waarin de luchtdruk bij IJsland laag moet zijn en bij de Azoren hoog (met de daarbij behorende sterk positieve NAO-index), al lange tijd is de situatie eerder andersom. En met mogelijk wel een korte onderbreking op de middellange termijn lijkt in die situatie op de langere termijn voorlopig niets te veranderen. Mogelijk zien we daar de invloed van het zonnevlekkenminimum al. Blijkt dat later de komende tijd inderdaad zo te blijven, dan wordt het een spannende winter


Lees ook: