Forskere finder spor til solvariabilitet i observationer af andre stjerner

Et af de grundlæggende spørgsmål for klimaforskere er, i hvilket omfang solproduktionen kan variere i fremtiden. Solens altomfattende effekt på Jordens atmosfære betyder, at selv små ændringer i irradians kan have betydelige konsekvenser for det globale klima.

Imidlertid, Forskere kan kun opstille en hypotese om den gennemsnitlige størrelse af variabilitet, når solen bevæger sig fra den ene cirka 11-årige solcyklus til den næste. De har samlet flere årtiers satellitobservationer. Men selvom sådanne observationer er designet til at være præcise, de er ikke helt nøjagtige og kan ikke afsløre potentielle ændringer i solens output under tidligere begivenheder såsom Maunder Minimum fra 1600-tallet og begyndelsen af ​​1700-tallet, en tid med usædvanlig lav solpletaktivitet.

Hvis observationer af solen ikke går langt nok tilbage i tiden til at give data om dens variabilitet, hvilke muligheder er tilbage?

Et team af forskere ved National Center for Atmospheric Research (NCAR) og Tennessee State University er kommet med en ny tilgang. I stedet for at fokusere på solen, de analyserede eksisterende data fra en række teleskoper trænet på 72 sollignende stjerner. Ved at anvende statistiske teknikker på observationerne, taget fra 1993 til 2017, de har samlet et billede af solens variation, der statistisk svarer til observationer, der strækker sig tilbage til 1750.

"Disse langsigtede datasæt af stjerneobservationer kan sige vigtige ting om stjernerne, solen, og jordens klima, " sagde NCAR-forsker Ricky Egeland, medforfatter til en nylig undersøgelse om forskningen. "Det er den slags observationer, hvis de fortsætter, kan forbedre vores grundlæggende forståelse af solvariabilitet og Jordens klima."

Undersøgelsen er publiceret i The Astrophysical Journal .

Indsnævring af rækkevidden

Forskerholdets indledende resultater indikerer, at variationer i den samlede solindstråling siden 1750 i gennemsnit er 4,5 watt pr. eller W m ^-2 (et standardmål, der bruges af klimaforskere til at måle omfanget af solopvarmning af Jordens atmosfære).

Forfatterne advarede om, at dette tal sandsynligvis vil falde væsentligt med fremtidige observationer, fordi statistisk set, jo længere en variabilitet måles, jo mindre dets gennemsnit ændrer sig over tid i de fleste tilfælde. (For at forstå hvorfor, forestil dig, at du beregner den gennemsnitlige ændring i daglige høje temperaturer i en bestemt by. Hvis du kun måler to dage, den ene om vinteren med en høj temperatur på 20 grader og den anden om sommeren med en høj temperatur på 90 grader, så er den gennemsnitlige variation 70 grader. Men hvis du bliver ved med at måle på de samme dage i årevis, den gennemsnitlige variation vil falde til mindre end en grad.)

Generering af et nøjagtigt estimat af solvariation er afgørende for at forstå virkningen af ​​forskellige faktorer på det globale klima. Solvariabiliteten estimeres i øjeblikket ved hjælp af råekstrapolationer til at variere fra -0,3 til +0,1 W m ^-2 siden 1750 ifølge ekstrapolationer fra det mellemstatslige panel om klimaændringer. Sammenlignet med, samfundets udledning af drivhusgasser i de senere år har en estimeret varmepåvirkning på omkring 2,2 W m ^-2 siden 1750, ifølge IPCC.

Den nye teknik kan bekræfte IPCC's estimat af solvariation, eller det kan bruges til at forfine det.

"Ved at bruge denne tilgang, du får flere og mere præcise målinger af stjernerne som tiden går, og du får et bedre fingerpeg om, hvordan en stjerne som solen kommer til at opføre sig på tidsskalaer på 25 til 50 år, tidspunkter, hvor vores børn vil være i live, sagde NCAR-forskeren Philip Judge, der var medforfatter til undersøgelsen.

Forfatterne sagde, at fortsatte observationer med rækken af ​​fotometriske teleskoper ved Arizonas Fairborn Observatory vil give forbedrede langsigtede estimater af solvariabilitet.

"Disse unikke datasæt repræsenterer de mest præcise målinger, der eksisterer af lysstyrkevariabilitet i sollignende stjerner, " sagde medforfatter Gregory Henry fra Tennessee State University, som har viet de sidste 25 år til at foretage disse målinger med TSU's række af robotteleskoper i Arizona. "Hvis vi kan fortsætte med at gøre disse observationer i endnu et årti eller deromkring, vores datasæt vil blive endnu mere værdifulde for søgen efter at forstå langsigtede klimavariationer på Jorden."