Nog steeds geen zonnevlekken
Nog steeds geen zonnevlekken
‘Nog geen jaar geleden was de wereld in de ban van een aantal grote uitbarstingen aan het oppervlak van de zon’, stond op 23 oktober 2004 op deze site te lezen. ‘Eind oktober en begin november 2003 stonden die aan de basis van het mooiste noorderlicht dat Nederland in jaren had gezien. De vlekken op de zon, die er tevens het gevolg van waren, waren op sommige plaatsen (toen de zon door een mistlaag heen scheen) zelfs met het blote oog te zien. Sommige mensen werden bang van de grote activiteit op de zon’.
De zon geeft nog niet al zijn geheimen prijs. Het verwachten van het weer is al lastig, maar ook het verwachten van het einde van het huidige zonnevlekkenminimum levert al enkele jaren lang de nodige hoofdbrekens op.
Het verhaal gaat door: ‘Niet veel later echter, op 28 januari van dit jaar (2004), konden zonnedeskundigen van de Amerikaanse NASA, die de activiteit van de zon dag in dag uit in de gaten houden, op het zonoppervlak geen enkele zonnevlek meer vinden. Dat was voor de eerste keer sinds vele jaren. De deskundigen zien er een aanwijzing in dat de zonnevlekkencyclus, na het maximum dat eind 2000 werd bereikt, nu snel onderweg is naar het volgende minimum. Sneller misschien wel dan in eerste instantie werd gedacht’.
En nog een alinea: ‘Uit de waarnemingen van NASA blijkt namelijk dat het echte minimum circa 34 maanden, bijna drie jaar dus, komt na de eerste dag waarop geen zonnevlekken worden waargenomen. In dit geval zou dat dus aan het einde van het jaar 2006 moeten zijn. Omdat het volgende minimum mogelijk vroeger is dan verwacht, zou ook het verwachte volgende maximum vroeger kunnen vallen. Volgens NASA zit er tussen het minimum en het volgende maximum meestal een periode van ongeveer 4 jaar. Het volgende maximum staat dan voor 2010 gepland.’
Een overzicht van de zonnevlekkencycli van de afgelopen 400 jaar. Opvallend is het zogenoemde Maunder Minimum in de tweede helft van de 17e eeuw. Toen waren op de zon tientallen jaren geen vlekken zichtbaar. Een aantal koude winters op het noordelijk halfrond wordt met dit langdurige zonnevlekkenminimum in verband gebracht. Een andere periode met een relatief inactieve zon speelde zich in de eerste helft van de 19e eeuw af. Sindsdien is de zon juist erg actief.
Inmiddels zijn we bijna 4 jaar verder en is het zonnevlekkenminimum, waar we toen geleidelijk in leken te komen, nog steeds niet voorbij. Ook vandaag is de zon helemaal schoon. We gaan zelfs al op weg naar een periode van 50 dagen zonder ook maar een zonnevlek, al lopen de meningen hierover wel enigszins uiteen. Er zijn de laatste paar weken wel degelijk enkele kleine vlekjes op de zon te zien geweest, maar die bleven niet lang genoeg zichtbaar om ook officieel in de telling te worden meegenomen. Toch is de discussie hierover nog niet helemaal gesloten. En wat veel belangrijker is: het waren wel vlekjes die wat hun polariteit betreft tot de nieuwe cyclus (nummer 24) behoren. En dat is een aanwijzing dat de ontwikkelingen op de zon toch hun normale loop lijken te gaan nemen.
Plasmastromen
Aan het zonoppervlak bevinden zich massieve circulaties van vuurplasma (zie plaatje), bestaande uit twee stromingstakken die elk rond 40 jaar nodig hebben om hun hele route af te leggen. Het idee is dat die stromen bepalend zijn voor de manier waarop zonnevlekkencycli verlopen. Sinds de 19e eeuw beweegt de circulatie met een snelheid van circa 1 meter per seconde, ongeveer 3,5 kilometer per uur. De laatste jaren blijkt hij echter flink te vertragen, tot 0,75 meter per seconde aan de noordkant en 0,35 meter per seconde aan de zuidkant. Het is nog niet eerder voorgekomen dat die waargenomen snelheden zo laag waren.
De stromen van vuurplasma aan het oppervlak van de zon. Er is een noordelijke en een zuidelijke tak. Het tempo in de verplaatsing van het plasma is de laatste jaren sterk afgenomen, vooral in de zuidelijke tak. Omdat er een relatie is tussen de snelheid waarmee het plasma zich verplaatst en het aantal zonnevlekken dat op het zonoppervlak voorkomt, verwacht de NASA dat niet het komende zonnevlekkenmaximum, maar wel dat daarna een stuk zwakker zal worden.
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. Het is om deze reden dat NASA verwacht dat het zonnevlekkenmaximum rond 2022 (cyclus 25) een van de allerzwakste van de laatste eeuwen zou kunnen worden, waarmee tevens een einde zou komen aan de nog lopende periode met een overactieve zon.
Maar daarvoor bevindt zich nog cyclus nummer 24 die elk moment echt moet beginnen, zo is de consensus van de meeste deskundigen die de ontwikkelingen aan het oppervlak van de zon dagelijks volgen. Zolang het huidige minimum echter voortduurt, nemen anderen de ruimte tot speculaties. Wie op het internet de publicaties rondom de lengte van het huidige zonnevlekkenminimum in de gaten houdt, ziet dat het daar zoemt. Daar waar de NASA, die algemeen toch als leidend wordt beschouwd met betrekking tot het duiden van de zonneactiviteit rustig blijft en volhardt in zijn verwachting dat het echte begin van de nieuwe cyclus een kwestie van enkele maanden is, zijn er anderen die om het hardst roepen dat het veel later wordt of dat cyclus 24 er niet of slechts in verzwakte vorm komt.
De meest recente verwachting van NASA met betrekking tot de ontwikkeling van het aantal zonnevlekken op de zon. We zitten nu in het minimum, maar de nieuwe cyclus kan elk moment beginnen.
Klimaatsceptici
De oorzaak van alle speculaties zit in de veronderstelde invloed die de activiteit van de zon op het klimaat op aarde heeft. Een belangrijk argument van veel klimaatsceptici is dat niet de mens (en dan concreter de door de mens veroorzaakte toegenomen uitstoot van broeikasgassen) de oorzaak is van de huidige klimaatverandering op aarde, maar vooral de zon die de laatste tientallen jaren zo actief is geweest. In het bijzonder voor deze groep zijn het nu spannende tijden. Want stel dat de zon zich de komende jaren koest zou blijven houden, dan zou het in hun optiek wel eens gedaan kunnen zijn met de huidige warme fase in het klimaat op aarde. En dan zouden zij op die manier hun gelijk kunnen halen.
Overigens zijn de voortekenen voor hen die geloven in de zon als belangrijkste veroorzaker van de al tamelijk langdurige fase met hoge temperaturen op aarde vooralsnog niet al te best. Ook al duurt het huidige zonnevlekkenminimum nog steeds voort, van een wezenlijke afkoeling van de aarde is de afgelopen jaren geen sprake geweest. Je zou hooguit kunnen stellen dat het tempo van de opwarming even wat lager is geworden. De relatief koude winter van 2008 (wereldwijd) is deze zomer (wereldwijd) alweer door zoveel warmte gevolgd dat de Noordpool voor het eerst omvaarbaar is en dat een nieuw recordminimum aan zeeijs op de noordelijke ijszeeën de komende weken nog steeds voor het grijpen ligt.
De zon volgens Stan Bouman.
Omstreden
Het idee dat veranderingen in de activiteit van de zon tot klimaatveranderingen zouden kunnen leiden, blijft erg omstreden. Mogelijk treden tijdens zonnevlekkencycli andere factoren op die kleine veranderingen door zonneactiviteit kunnen versterken. Zo zijn de fluctuaties in UV-straling tijdens zonnevlekkencycli groot. 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 sterk te variëren. Hoe actiever de zon, deste 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.
Toch lijkt het erop dat nieuwe zonnevlekkencyclus elk moment kan beginnen.
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). En een relatief warme stratosfeer wordt vaak in verband gebracht met een relatief zwakke straalstroom in de troposfeer (het deel van de atmosfeer waarin ons weer zich afspeelt) eronder. Een relatief dunne ozonlaag betekent zo door geredeneerd een relatief koude stratosfeer en in de troposfeer waarschijnlijk een relatief sterke straalstroom. Op die manier hebben veranderingen in de activiteit van de zon mogelijk dus invloed op het klimaat op aarde. De eerder beschreven klimaatveranderingen in het verleden lijken aan de hand van deze ontwikkelingen in elk geval redelijk goed te verklaren.
Verder lijkt het erop dat kosmische straling, die de ene keer meer dan de andere keer tot de aardatmosfeer weet door te dringen, een rol kan spelen bij wolkenvorming. Verhoogde kosmische straling (in geval van geringe zonneactiviteit) zou leiden tot extra condensatie van waterdamp, wolkenvorming en daarmee tot afkoeling en meer neerslag.
En zo kun je de zon ook zien. Foto: Stan Bouman.
Interessante tijden
De komende tijd zal uitwijzen of zonnevlekkencyclus alsnog min of meer volgens verwachting begint. En zo niet, of er dan effecten waarneembaar zijn van het uitblijven van zonnevlekken op het klimaat op aarde. Het zijn en blijven interessante tijden.
Bronnen: Meteo Consult, Spaceweather.com, NASA
‘Nog geen jaar geleden was de wereld in de ban van een aantal grote uitbarstingen aan het oppervlak van de zon’, stond op 23 oktober 2004 op deze site te lezen. ‘Eind oktober en begin november 2003 stonden die aan de basis van het mooiste noorderlicht dat Nederland in jaren had gezien. De vlekken op de zon, die er tevens het gevolg van waren, waren op sommige plaatsen (toen de zon door een mistlaag heen scheen) zelfs met het blote oog te zien. Sommige mensen werden bang van de grote activiteit op de zon’.
De zon geeft nog niet al zijn geheimen prijs. Het verwachten van het weer is al lastig, maar ook het verwachten van het einde van het huidige zonnevlekkenminimum levert al enkele jaren lang de nodige hoofdbrekens op.
Het verhaal gaat door: ‘Niet veel later echter, op 28 januari van dit jaar (2004), konden zonnedeskundigen van de Amerikaanse NASA, die de activiteit van de zon dag in dag uit in de gaten houden, op het zonoppervlak geen enkele zonnevlek meer vinden. Dat was voor de eerste keer sinds vele jaren. De deskundigen zien er een aanwijzing in dat de zonnevlekkencyclus, na het maximum dat eind 2000 werd bereikt, nu snel onderweg is naar het volgende minimum. Sneller misschien wel dan in eerste instantie werd gedacht’.
En nog een alinea: ‘Uit de waarnemingen van NASA blijkt namelijk dat het echte minimum circa 34 maanden, bijna drie jaar dus, komt na de eerste dag waarop geen zonnevlekken worden waargenomen. In dit geval zou dat dus aan het einde van het jaar 2006 moeten zijn. Omdat het volgende minimum mogelijk vroeger is dan verwacht, zou ook het verwachte volgende maximum vroeger kunnen vallen. Volgens NASA zit er tussen het minimum en het volgende maximum meestal een periode van ongeveer 4 jaar. Het volgende maximum staat dan voor 2010 gepland.’
Een overzicht van de zonnevlekkencycli van de afgelopen 400 jaar. Opvallend is het zogenoemde Maunder Minimum in de tweede helft van de 17e eeuw. Toen waren op de zon tientallen jaren geen vlekken zichtbaar. Een aantal koude winters op het noordelijk halfrond wordt met dit langdurige zonnevlekkenminimum in verband gebracht. Een andere periode met een relatief inactieve zon speelde zich in de eerste helft van de 19e eeuw af. Sindsdien is de zon juist erg actief.
Inmiddels zijn we bijna 4 jaar verder en is het zonnevlekkenminimum, waar we toen geleidelijk in leken te komen, nog steeds niet voorbij. Ook vandaag is de zon helemaal schoon. We gaan zelfs al op weg naar een periode van 50 dagen zonder ook maar een zonnevlek, al lopen de meningen hierover wel enigszins uiteen. Er zijn de laatste paar weken wel degelijk enkele kleine vlekjes op de zon te zien geweest, maar die bleven niet lang genoeg zichtbaar om ook officieel in de telling te worden meegenomen. Toch is de discussie hierover nog niet helemaal gesloten. En wat veel belangrijker is: het waren wel vlekjes die wat hun polariteit betreft tot de nieuwe cyclus (nummer 24) behoren. En dat is een aanwijzing dat de ontwikkelingen op de zon toch hun normale loop lijken te gaan nemen.
Plasmastromen
Aan het zonoppervlak bevinden zich massieve circulaties van vuurplasma (zie plaatje), bestaande uit twee stromingstakken die elk rond 40 jaar nodig hebben om hun hele route af te leggen. Het idee is dat die stromen bepalend zijn voor de manier waarop zonnevlekkencycli verlopen. Sinds de 19e eeuw beweegt de circulatie met een snelheid van circa 1 meter per seconde, ongeveer 3,5 kilometer per uur. De laatste jaren blijkt hij echter flink te vertragen, tot 0,75 meter per seconde aan de noordkant en 0,35 meter per seconde aan de zuidkant. Het is nog niet eerder voorgekomen dat die waargenomen snelheden zo laag waren.
De stromen van vuurplasma aan het oppervlak van de zon. Er is een noordelijke en een zuidelijke tak. Het tempo in de verplaatsing van het plasma is de laatste jaren sterk afgenomen, vooral in de zuidelijke tak. Omdat er een relatie is tussen de snelheid waarmee het plasma zich verplaatst en het aantal zonnevlekken dat op het zonoppervlak voorkomt, verwacht de NASA dat niet het komende zonnevlekkenmaximum, maar wel dat daarna een stuk zwakker zal worden.
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. Het is om deze reden dat NASA verwacht dat het zonnevlekkenmaximum rond 2022 (cyclus 25) een van de allerzwakste van de laatste eeuwen zou kunnen worden, waarmee tevens een einde zou komen aan de nog lopende periode met een overactieve zon.
Maar daarvoor bevindt zich nog cyclus nummer 24 die elk moment echt moet beginnen, zo is de consensus van de meeste deskundigen die de ontwikkelingen aan het oppervlak van de zon dagelijks volgen. Zolang het huidige minimum echter voortduurt, nemen anderen de ruimte tot speculaties. Wie op het internet de publicaties rondom de lengte van het huidige zonnevlekkenminimum in de gaten houdt, ziet dat het daar zoemt. Daar waar de NASA, die algemeen toch als leidend wordt beschouwd met betrekking tot het duiden van de zonneactiviteit rustig blijft en volhardt in zijn verwachting dat het echte begin van de nieuwe cyclus een kwestie van enkele maanden is, zijn er anderen die om het hardst roepen dat het veel later wordt of dat cyclus 24 er niet of slechts in verzwakte vorm komt.
De meest recente verwachting van NASA met betrekking tot de ontwikkeling van het aantal zonnevlekken op de zon. We zitten nu in het minimum, maar de nieuwe cyclus kan elk moment beginnen.
Klimaatsceptici
De oorzaak van alle speculaties zit in de veronderstelde invloed die de activiteit van de zon op het klimaat op aarde heeft. Een belangrijk argument van veel klimaatsceptici is dat niet de mens (en dan concreter de door de mens veroorzaakte toegenomen uitstoot van broeikasgassen) de oorzaak is van de huidige klimaatverandering op aarde, maar vooral de zon die de laatste tientallen jaren zo actief is geweest. In het bijzonder voor deze groep zijn het nu spannende tijden. Want stel dat de zon zich de komende jaren koest zou blijven houden, dan zou het in hun optiek wel eens gedaan kunnen zijn met de huidige warme fase in het klimaat op aarde. En dan zouden zij op die manier hun gelijk kunnen halen.
Overigens zijn de voortekenen voor hen die geloven in de zon als belangrijkste veroorzaker van de al tamelijk langdurige fase met hoge temperaturen op aarde vooralsnog niet al te best. Ook al duurt het huidige zonnevlekkenminimum nog steeds voort, van een wezenlijke afkoeling van de aarde is de afgelopen jaren geen sprake geweest. Je zou hooguit kunnen stellen dat het tempo van de opwarming even wat lager is geworden. De relatief koude winter van 2008 (wereldwijd) is deze zomer (wereldwijd) alweer door zoveel warmte gevolgd dat de Noordpool voor het eerst omvaarbaar is en dat een nieuw recordminimum aan zeeijs op de noordelijke ijszeeën de komende weken nog steeds voor het grijpen ligt.
De zon volgens Stan Bouman.
Omstreden
Het idee dat veranderingen in de activiteit van de zon tot klimaatveranderingen zouden kunnen leiden, blijft erg omstreden. Mogelijk treden tijdens zonnevlekkencycli andere factoren op die kleine veranderingen door zonneactiviteit kunnen versterken. Zo zijn de fluctuaties in UV-straling tijdens zonnevlekkencycli groot. 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 sterk te variëren. Hoe actiever de zon, deste 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.
Toch lijkt het erop dat nieuwe zonnevlekkencyclus elk moment kan beginnen.
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). En een relatief warme stratosfeer wordt vaak in verband gebracht met een relatief zwakke straalstroom in de troposfeer (het deel van de atmosfeer waarin ons weer zich afspeelt) eronder. Een relatief dunne ozonlaag betekent zo door geredeneerd een relatief koude stratosfeer en in de troposfeer waarschijnlijk een relatief sterke straalstroom. Op die manier hebben veranderingen in de activiteit van de zon mogelijk dus invloed op het klimaat op aarde. De eerder beschreven klimaatveranderingen in het verleden lijken aan de hand van deze ontwikkelingen in elk geval redelijk goed te verklaren.
Verder lijkt het erop dat kosmische straling, die de ene keer meer dan de andere keer tot de aardatmosfeer weet door te dringen, een rol kan spelen bij wolkenvorming. Verhoogde kosmische straling (in geval van geringe zonneactiviteit) zou leiden tot extra condensatie van waterdamp, wolkenvorming en daarmee tot afkoeling en meer neerslag.
En zo kun je de zon ook zien. Foto: Stan Bouman.
Interessante tijden
De komende tijd zal uitwijzen of zonnevlekkencyclus alsnog min of meer volgens verwachting begint. En zo niet, of er dan effecten waarneembaar zijn van het uitblijven van zonnevlekken op het klimaat op aarde. Het zijn en blijven interessante tijden.
Bronnen: Meteo Consult, Spaceweather.com, NASA
