projektopgave - Klimaforandringer
Solens aktivitet målt i antal solpletter betyder noget for klimaet over tidsrum på århundreder. Vejret på hele kloden er drevet af Solens energirige stråler. Solindstrålingen på Jorden er altså den primære drivkraft bag klimaet. Indstrålingen varierer som følge af Jordens rotation om sig selv og Solen. Vejret bliver skabt ved at atmosfæren forsøger at udjævne disse forskelle via fordampning, blæst nedbør med mere. Uden solindstrålingen ville Jorden være en kold planet på omkring -273 °C, hvilket svarer til det absolutte nulpunkt. 

Det er i første række Solens lys og varmestråling, der påvirker Jordens klima, herunder temperaturforholdene, og dens energiudsendelse synes at være så langsomt varierende, at vi kan betragte den som næsten konstant. Imidlertid har mange forskere set en sammenhæng mellem Solens magnetiske aktivitet, som afspejles i solplethyppigheden, og klimaparametre på Jorden. Set i det synlige lys er solpletter mørke områder på Solens overflade, undertiden så fremtrædende, at man kan se dem med det blotte øje. Solpletter har været talt og registreret i flere hundrede år, og man kan tydeligt se, at solplettallet varierer stærkt. Dels med en ca. 11-års periode fra maksimum til næste maksimum, og dels med længere perioder, hvor den gennemsnitlige aktivitet i 11-års perioden veksler mellem høje og lave niveauer. Man kan så sammenligne forløbet af solaktiviteten med klimaet i den udstrækning, man har pålidelige klimaregistreringer tilbage i tiden. Ved Sol-Jord Fysik sektionen har man i en årrække undersøgt denne sammenhæng. Et af de mest slående eksempler på sådan en sammenligning blev offentliggjort af E. Friis-Christensen og K. Lassen, DMI, i det anerkendte tidsskrift "Science" i 1991. Her blev forløbet af Jordens gennemsnitstemperatur sammenlignet med den gennemsnitlige solpletaktivitet bestemt som tidsrummet fra maksimum til næste maksimum. Jo mere aktiv Solen er, jo kortere er dette interval: solpletcyklen kører hurtigere. 
Forskning har vist at variationer i Solens aktivitet har en lille indflydelse på Jordens klima. Klimavariationer varierer altså med styrken af Solens magnetfelt – højere temperatur når Solen er aktiv (kraftigt magnetfelt) - og lavere når Solen har et svagt magnetfelt.
Den almindelige opfattelse er, at klimaændringer skyldes et forhøjet indhold af CO2 i Jordens atmosfære. En nyere og meget omdiskuteret teori giver en anden forklaring på klimaændringerne. Teorien er helt accepteret, men der er stor uenighed om, hvor stor effekt Solens aktivitet egentlig har på klimaændringerne. 

Teorien går på, at kosmisk stråling er med til at danne lavtliggende skyer der køler Jorden. Lavt liggende skyer skærmer mod Solens stråler, idet de reflekterer solstrålerne ud i universet fra overfladen, og de udstråler flere varmestråler end højtliggende skyer. Den samlede udstråling bliver derfor højere for lavtliggende skyer end for højtliggende skyer. 
Mængden af kosmisk stråling, som rammer os, er styret af Solens aktivitet, eller rettere styrken af Solens magnetfelt, og Jordens magnetfelt. Hvis et eller begge magnetfelter er stærkere end sædvanligt, vil det medføre en større afskærmning, hvorved der kommer mindre kosmisk stråling ind i atmosfæren. Hvis et eller begge magnetfelter er kraftige, skærmer de for den kosmiske stråling. Det betyder færre lavtliggende skyer og dermed et varmere klima, uafhængigt af mængden af CO2 i atmosfæren.

Kosmisk stråling

Kosmisk stråling udgår fra supernova eksplosioner, som foregår meget langt væk fra Jorden. Intensiteten af strålingen varierer afhængig af, hvor i vores galakse vi befinder os (tæt eller langt fra andre stjerner).
Mængden af kosmisk stråling på Jorden afhænger af Solens magnetfelt og i mindre grad Jordens magnetfelt. Er det kraftigt, vil den skærme os fra strålerne, er det svagt, vil der komme flere stråler til Jorden.
Den kosmiske stråling, som rammer Jordens overflade, er med til at producere aerosoler, små dråber. Når først de små dråber er dannet, fungerer de som kondensationskerner, så vanddampen kan samles omkring disse kerner og efterfølgende fortættes, og blive til skyer. 

Det interessante i den forbindelse er, at de skyer, som dannes, er lavtliggende skyer. De lavtliggende skyer er med til at holde Jorden kølig, på grund af albedoeffekt på skyernes overflade. Det betyder, at et fald i den kosmiske stråling, ifølge teorien, medfører, at der er færre lavtliggende skyer omkring Jorden, som i sidste ende medfører, at vi vil se temperaturstigninger.

I løbet af de sidste 100 år har vi netop set et fald i den kosmiske stråling på 15 %, samtidig med at temperaturen er steget med 0,7 °C. Den kosmiske stråling påvirkes af magnetfelter, og det er i den forbindelse, at Solens aktivitet spiller en væsentlig rolle. 
Mange forskere er enige i, at Solen og Solens magnetfelt tidligere har haft en indflydelse på Jordens klima, men de fleste tager afstand fra at forklare de temperaturstigninger, vi ser i dag med ændringer i Solens aktivitet. I stedet mener de, at det er den stigende mængde af CO2 i atmosfæren, der er skyld i klimaændringerne. Men det er ikke sikkert, at den ene teori udelukker den anden. Måske er begge ting årsag til de temperaturstigninger, vi ser i dag.
Man kan nu også udnytte Solens energi ved brug af solceller, på tag eller andre steder. Solceller 
Er tynde mineralskiver som producerer elektrisk strøm direkte, når der falder lys på dem, og de har i årevis været brugt som energikilder for satellitter i kredsløb om Jorden. Solcellerne producere dog ikke så meget strøm pr. kvadratmeter, men hvis man dækker store områder med solcellepaneler, kan de producere meget af den energi, vi har brug for. 
Solcellerne bliver ofte forvekslet med solvarmeanlæg. Solvarmeanlæg producere varmt vand af Solens lys. De solceller der findes i dag, kan omsætte op til cirka 20 procent af lysets energi.
4d92f7e23468e30032011.jpg

Solvinden

Solen minder på mange måder om en frygtindgydende drage: den udspyr en glødende varm ånde, der i tilspidsede situationer kan være temmelig skadelig for omgivelserne.
Solens ånde kaldes for solvinden og består af en konstant strøm af ioniserede partikler og elektroner fra Solen, der fra det ene øjeblik til det andet kan tiltage voldsomt i styrke
Solvinden består af en strøm af tynd gas, der hele tiden udstødes fra Solens overflade. Den bevæger sig med overlydshastighed ud gennem Solsystemet. Tætheden i solvinden er ca. 10 atomer pr. cm3 i Jordens afstand fra Solen. Totalt mister Solen en masse på ca. 1 mio. t/s.
Solvinden består også af brint og er en totalt ioniseret plasma, det ville sige at brintatomernes elektroner er revet løs fra atomkernerne. Pga. ioniseringen er Solens magnetfelt frosset fast i solvinden og bæres med hele vejen ud i Solsystemet. Der forekommer ofte variationer i solvindens tæthed og magnetfelt i takt med aktiviteten på Solens overflade. Effekten af et udbrud kan ofte mærkes på Jorden efter et par døgns forløb, hvor kortbølgekommunikationen forstyrres.

Strømmen af partikler banker ind mod Jorden med en fart på omkring 400 kilometer i sekundet og er berømt for at trænge ned i atmosfæren omkring polerne. Her oplyser den himlen i et festfyrværkeri af nordlys.
Solvinden har imidlertid også en mere mørk side og er berygtet for at generere elektriske strømme i atmosfæren, der er så kraftige, at den får elektronisk udstyr til at sætte ud. I grelle tilfælde kan solvinden på den måde mørklægge et helt kontinent.
Når magnetlinjerne på Solens overflade støder sammen, udsendes der en en strøm af plasma (glødende gas eller højenergetiske partikler) der slynges ud fra Solens korona. Derved udsendes en strøm af partikler ud i solsystemet, der har en fart på 400-800 km/s. Disse solarflares (koronale udbrud) producerer samtidig de elektromagnetiske Alfvénbølger, som er kilden til solvinden.

Partiklerne fra solvinden kan påvirke hele vores elsystem, specielt i de nordlige egne. De elektriske strømme forplanter sig til Jordens magnetfelt, hvor de dykker ned i områderne omkring nord- og sydpolen og løber ind i atmosfæren. Her giver de kraftige magnetiske forstyrrelser. Solvinden kan ses som nordlys.
4d93070dc9f8130032011.jpg


Sådan blev solvinden opdaget

I starten af 1900-tallet fik den norske fysiker Kristian Birkeland mistanke om, at nordlys kunne være udløst af en partikelstrøm fra Solen, men hans ideer blev mødt med skepsis.
Samme skæbne overgik den tyske fysiker Ludwig Biermann, som forsøgte at forklare retningen på komethaler med, at der fandtes en partikelstrøm fra Solen. Astronomerne havde forinden bemærket, at kometernes haler ikke pegede præcist væk fra solen, men dannede en lille vinkel, og Biermann forklarede i 1951 den svage afbøjning som et resultat af en bevægelse af kometen i en strøm af partikler fra Solen.
Begrebet solvind blev indført af Eugene Parker i 1959 samtidig med at han fremsatte en magnetisk-hydrodynamisk teori for at beskrive solvinden. Kort efter blev solvinden eksperimentelt påvist af sovjetiske og amerikanske rumsonder.
Solen minder på mange måder om en frygtindgydende drage: den udspyr en glødende varm 'ånde', der i tilspidsede situationer kan være temmelig skadelig for omgivelserne.
Solens ånde kaldes for solvinden og består af en konstant strøm af ioniserede partikler og elektroner fra Solen, der fra det ene øjeblik til det andet kan tiltage voldsomt i styrke.
Strømmen af partikler banker ind mod Jorden med en fart på omkring 400 kilometer i sekundet og er berømt for at trænge ned i atmosfæren omkring polerne. Her oplyser den himlen i et festfyrværkeri af nordlys.
Solvinden har imidlertid også en mere mørk side og er berygtet for at generere elektriske strømme i atmosfæren, der er så kraftige, at den får elektronisk udstyr til at sætte ud.
Solvinden består af en flok små partikler, der strømmer væk fra Solen i alle retninger, og som kan beskrives med en temperatur, en hastighed og et tryk, der selvfølgelig også påvirker Jorden. Trykket fra solvinden i Jordens bane er 0.0000000034 Newton per kvadratmeter. Jordens radius er 6371 km.

Svag solvind giver flere skyer

Den kraft kan på ingen måde rokke Jorden ud af sin bane, og forsvandt solvinden for et øjeblik, ville vores klode ufortrødent fortsætte sit kredsløb omkring Solen i sit sædvanlige spor, fortæller han.
Solvinden påvirker imidlertid Jorden på andre måder, bl.a. ved at afholde kosmiske partikler fra det ydre rum i at trænge ned i Jordens atmosfære. Uden solvinden ville vi ifølge Christoffer Karoff få en meget større portion kosmisk stråling ned i atmosfæren, hvilket betyder dannelse af flere skyer, der har en afkølende effekt på Jordens klima.
Jordens magnetfelt er også under kraftig påvirkning fra solvinden. Magnetfeltet virker nemlig som et beskyttende skjold, der afbøjer alle elektrisk ladede partikler, som solvinden består af.
Trykket fra solvinden er også stærkt nok til, at man kan udnytte det til at drive satellitter og rumsonder via et solsejl, og det eksperimenterer rumorganisationer med overalt på kloden,« siger Christoffer Karoff.
Styrken af solvinden varierer op og ned i takt med Solens 11-årige cyklus, hvor den først går op i takt med solaktiviteten og siden ned. Solen burde for længst have påbegyndt sin cyklus nummer 24, men af en eller anden grund lader den vente på sig.

4d92f7fdf16a030032011.jpg

Svag sol kan give koldere klima

Strømningerne i Solens indre passer fint sammen med, at den nuværende cyklus er svag, men man forstår ikke, hvad årsagen er, og man er ifølge Christoffer Karoff heller ikke i stand til at sige noget om, hvor mange solpletter der vil komme om et halvt år.

 
Panel title
Antal besøg: 14275

Lav en gratis hjemmeside på Freewebsite-service.com

Editing

-0,80262398719788sekunder