Solvariasjon er navnet gitt til alle de variasjonene som forekommer i solen . Dette er svingninger i mengden energi som sendes ut av solen, og de kan forekomme på to nivåer. Variasjoner i lysstyrke og i solvind eller magnetfelt . Begge henger ofte sammen og har synlige effekter som solflekker . Til tross for alt endres den gjennomsnittlige verdien av solstråling , 1366 W/m², knapt (se solkonstanten ). Faktisk går ikke svingningene som produseres av solflekksyklusen utover 1 W/m². Dens bidrag til nåværende og tidligere klimaendringer er kontroversielt.
Jordens gjennomsnittstemperatur avhenger i stor grad av strømmen av solstråling som kommer. Man skulle tro at klimaet også kunne påvirkes av solen i samme grad, men dette er ikke tilfelle. Solen er en G - type stjerne , i hovedsekvensfase , veldig stabil, så fluksen forblir nesten konstant over tid. Strålingsfluksen er også motoren til atmosfæriske fenomener da den gir den nødvendige energien til atmosfæren for at de skal oppstå. Men fordi energitilførselen nesten ikke varierer over tid, anses det ikke å være et vesentlig bidrag til klimavariabiliteten.
Til tross for alt påvirker solen på svært lang sikt. Det har blitt beregnet ved hjelp av numeriske modeller at en økning på 1 % i lysstyrken vil føre til at den gjennomsnittlige atmosfæriske temperaturen stiger en eller to grader, avhengig av modellen. Det er også kjent at solens lysstyrke øker over tid, med 10 % hvert 1. milliard år, fordi trykket inne i solen også øker for å kompensere for den gradvise uttømmingen av hydrogen (se stjernenes utvikling ) . Selv om disse økningene i lysstyrke er ubetydelige på kort og mellomlang sikt, er de bemerkelsesverdige på lang sikt. Ubønnhørlig vil solen bli lysere og lysere til havene begynner å fordampe om omtrent en milliard år . Faktisk vedvarer denne økningen i lysstyrke siden stjernen ble dannet, men planeten vår har vært i stand til å tilpasse seg disse endringene, til nå, siden de er trege nok til ikke å ubalanse systemet. Som det har blitt sagt, på svært lang sikt vil det komme en tid da solskinn vil bryte vår atmosfæriske syklus og utløse en løpsk drivhuseffekt som kan gjøre planeten til en ny Venus .
Den mest kjente solvariasjonen er solflekksyklusene , som er 11 år lange. Det er kjent at det er en maksimal lysstyrke når antallet punkter er maksimalt og et minimum når det nesten ikke er noen. Imidlertid er denne intensitetsvariasjonen bare 0,1 % (1365,5 - 1367,0 W/m²), så effektene er nesten ubetydelige. På den annen side er perioden for disse variasjonene så kort at terrestriske modererende faktorer, som hav eller skyer , ville hindre dem i å ha en betydelig effekt på grunn av enkel termisk treghet .
Det er andre sykluser av lengre varighet og derfor med større innflytelse på klimaet. Det er fremfor alt Gleissberg-syklusen , med en periode på 72 til 83 år, som forårsaket den berømte Maunder Minimum, som, det ser ut til, oppsto den lille istiden . Variasjonen i intensiteten til disse syklusene er mer eller mindre av samme størrelsesorden som for 11-års syklusene, men med den forskjellen at den skjer over lengre tid, tilstrekkelig til å forårsake noen merkbare klimatiske endringer .
Flere studier har blitt utført som tar hensyn til antall solflekker (som det finnes registreringer av fra flere århundrer siden) ved å bruke disse dataene som et mønster av solinnstråling (hvorav nøyaktige data er tilgjengelige bare for noen tiår tilbake).
Solvinden er en strøm av ladede partikler som frigjøres fra solens øvre atmosfære , kalt solkoronaen . Dette plasmaet består for det meste av elektroner , protoner og alfapartikler med termiske energier mellom 1,5 og 10 eV . Innebygd i solvindplasmaet er det interplanetariske magnetfeltet . Solvinden varierer i tetthet , temperatur og hastighet over tid, og over solbredde- og lengdegrad. Partiklene kan flykte fra solens tyngdekraft på grunn av deres høye energi som følge av den høye temperaturen i koronaen, som igjen er et resultat av det koronale magnetfeltet.
Solkoronaen består av plasma, en atmosfære av ionisert gass, og den er ikke statisk, den beveger seg og forlater til og med stjernen. Denne bevegelsen av kronen kalles solvind eller stjernevind for alle stjerner på en generisk måte. Denne vinden har for det meste elektroner og protoner , men også sporkjerner av helium og andre grunnstoffer; med energier vanligvis mellom 10 og 100 keV . Bevegelsesstrømmen til disse partiklene vil variere i henhold til temperaturen og tiden de har vært aktive etter å ha kastet dem ut fra stjernen, og de kan til og med unnslippe solens tyngdekraft på grunn av deres høye kinetiske energi og den høye temperaturen til solkoronaen. [ 3 ]
Solvinden skaper heliosfæren , en boble som omgir solsystemet i det interstellare mediet . Andre fenomener er geomagnetiske stormer , som kan ødelegge energinett på jorden , nordlys (nord- og sørlys), og plasma fra komethaler som alltid peker bort fra solen.
På 1800-tallet antydet den britiske astronomen Richard C. Carrington , hundre år før oppdagelsen av solvinden, eksistensen av en kontinuerlig strøm av partikler som strømmet utover fra solen. I 1859 observerte Carrington og Richard Hodgson først hva som ville senere blitt kjent som en solflamme . [ 4 ] Et plutselig utbrudd av energi fra solatmosfæren kalles et solutbrudd . Dagen etter ble det observert en geomagnetisk storm , og Carrington mistenkte en sammenheng mellom de to (solutbrudd og elektromagnetisk storm). Senere foreslo George Fitzgerald at materie som kastes ut i en akselerert hastighet fra solen ankommer jorden flere dager senere. [ 5 ]
I 1910 antydet den britiske astrofysikeren Arthur Eddington i hovedsak eksistensen av solvinden, uten å navngi den, i et notat om en artikkel i Comet Morehouse . [ 6 ] Ideen ble aldri helt realisert, selv om Eddington også hadde kommet med et lignende forslag i en adresse til Royal Institution året før. I sistnevnte tilfelle postulerte han at det utkastede materialet besto av elektroner, mens han i sin studie av kometen Morehouse antok at de ville være ioner . [ 6 ]
Den sanne oppdageren av solvinden var Eugene Parker som i 1958 publiserte sin teori om at solkoronaen beveget seg i en supersonisk strøm fra Solen som han kalte Solar Wind. [ 7 ] Dette innlegget skapte kontrovers mellom de som trodde Parker hadde rett og de som trodde han tok feil. Fire russiske og syv amerikanske romfart var nødvendig for å løse kontroversen. Det definitive beviset ble innhentet i 1962 med data fra Mariner 2-sonden på vei til Venus. [ 8 ]
I 1990 ble Ulysses - sonden lansert for å studere solvinden fra høye solbredder. Alle tidligere observasjoner var gjort på eller i nærheten av solsystemets ekliptiske plan . [ 9 ] [ 10 ]Den historiske rekken av solsykluser på omtrent 11 år med gjennomsnittlig varighet begynte i 1755 . Vi er for tiden i solsyklus 25 , som offisielt startet i desember 2019 [ 11 ]