ניתוח השפעת הקרינה השמש על שינויי אקלים

הבנת קרינה השמש ויתרונותיה המיוחדים

קרינה סולארית היא האנרגיה האלקטרומגנטית הנפלטת מהשמש, המשמשת כנהג הבסיסי של מערכת האקלים של כדור הארץ.אנרגיה זו מתפשטת בחלל ומגיעה אל פסגת האווירה בקריאת ממוצע של 1,361 וואט למטר מרובע (W/IR2), ערך ידוע כמשטח אור אדום קבוע.

אור בלתי צפוי

אור Visible (אורך גלי) -380-750 nm) מהווה כ-44% מהאנרגיה הסולארית הכוללת שמגיעה לכדור הארץ.הוא מועבר בעיקר דרך האווירה ונספג על ידי פני השטח, כשהוא מפעיל התחממות יום, פוטוסינתזה, וההתמדה של מים.שינויים בעוצמת האור הנראה להשפיע ישירות על פני השטח של אל-קרקעו משובים - למשל, כאשר שלג וקרח, פני השטח קולטים יותר קרינה גלויה.

קרינה אולטרה סגול

אולטרה סגול (UV) קרינה (אורכי גל מתחת 380 nm) עולה על 7% של אנרגיה סולארית נכנסת אבל יש השפעות גדולות. UV-B (280-315 nm) נספג בעיקר על ידי שכבת האוזון הסטרסטוספירי, וריאציות בקלט UV יכול לשנות כימיה אוזון ו stratopheric טמפרטורה ⁇ sic ⁇ s, זה, בתור, בתור, את ההשפעות של תאים רדיקליים של גזים כמו hydrox.

קרינה בלתי נשכחת

קרינה אינפראודה (IR) קרינה (אורכי גל מעל 750 nm) מהווה כ-49% של אנרגיה סולארית. בעוד השמש פולטת בעיקר קרינה גלית קצרה, כדור הארץ חוזר על האנרגיה כל עוד גלי IR, השמש הישירה IR נספג על ידי מים vapor פחמן דו חמצני באווירה נמוכה, תורמת לאפקט החממה.

מדידה מדויקת ומודל של רכיבים ספקטרליים אלה חיוניים לתהות של שינויים טבעיים ונאלצים באקלים.משימות לוויין כמו חיישן ההיסטריה הסולארית הכולל והספקטרום (TSIS-1) בתחנת החלל הבינלאומית מספקות נתונים מתמשכים על אי-התראות ספקטרלית, שיפור היכולת שלנו לקשר תנודות סולאריות לתגובות האקלים.

מכניזם של רגישות השמש

פלט סולארי אינו קבוע.זה משתנה על פני מספר רב של זמן המונע על ידי פעילות מגנטית פנימית שינויים במבנה השמש.האות הבולטות ביותר הוא מחזור השמש של 11 שנים, המסומן על ידי עלייה ונפילת של מספרי השמש. במהלך מיקסום השמש, השמש פולטת מעט יותר אנרגיה (התוצאה 0.1% וריאציות בסך הכל סולרי, TSI) ובאופן משמעותי יותר UV (עד 6%, אם כי שינויים קטנים, יכולים להיות בעלי השפעה אטמוספירת, אם כיפית, עם השפעות אט אט אטמוספירליות, עם זאת, עם השפעות אטמוספירליות, עם השפעות אטמוספירליות, יכולות להיות מעט יותר.

מחזור השמש של 11 שנים

מחזורי כתמי השמש הם במעקב באמצעות אינדיקציות כמו מספר השמש ומספר ה-F10.7 ס"מ רדיו פלוקס במהלך פעילות גבוהה, קרינה UV מוגברת מחמם את הסטרטוספרה, שינויים נהיגה במחזור ברונר-דובן ומשנה את שלב התפוצה של אוזון.זה משנה את זרמי סילון טרופיים ויכול לשנות את דפוסי מזג האוויר בחצי הכדור הצפוני, כולל צפון האוקיינוס האטלנטי אוסנרציה (Ocier) הם לעתים קרובות יותר מזג אוויר חם יותר, כלומר, חום אוויר חם יותר, חום, חום, חום אוויר חם יותר, ופרק מזרח הים הארקטי).

סיומות ארוכות טווח: המינימום של מנדר וגראנד מינימה

מעבר למחזור ה-11 שנים, השמש מציגה שינויים ארוכי טווח.המינימום של המאונדר (1645-1715) היה תקופה של פעילות כתמי שמש נמוכה מאוד, המתבססת עם החלק הקר ביותר של עידן הקרח הקטן. בעוד ההפחתה הישירה של TSI במהלך התקופה הזו מוערכת רק ב- 0.2–30/m2, שחזורים מטבעות עץ ומקרחות מקושרים מעידים על כך ש- 172 מחוסנים, בדומה לחום, ל- 15 מעלות צלזיוס, לחום, ל- 15, בדומה ל- 15 מעלות צלזיוס, ו- 15, בדומה לטמפרטורות אזוריות.

מגמות חילוניות ו-Surleing

לאורך מאות שנים עד אלפי שנים, וריאציות במסלול כדור הארץ (מחזורי מילנקוביץ') משנים את ההפצה ואת הכמות הכוללת של קרינה סולארית המתקבלת בחלק העליון של האווירה.שינויים מסלול אלה הם קוצני קרח, מה שגורם לשינויים של 5-10 W/m2 בקווי הרוחב גבוהים. בניגוד לכך שינויים ב-TSI מפעילות מגנטית סולארית הם על סדר 1 /2 הבנה יחסית של הגישות הלבבות המוחרות מול לחץ סולארי.

כיצד קרינה השמש משפיעה על מזג אוויר אטמוספירי

ההשפעה של קרינה סולארית על האקלים היא מתווך באמצעות משוב אטמוספירי מורכב ואוקיאנוסי.נתיב מפתח הוא מנגנון "למעלה-למטה" שבו חימום מושרה UV בשכבות הטמפרטורות ודפוסי הרוח.זה יכול להפיץ מטה אל הטרופיה במשך שבועות עד חודשים.

אוזון סטרטוספירי וטמפרטורות Gradients

אור השמש משפר את ייצור האוזון בסטרטוספרה הטרופית.אוזון קולט יותר UV, מחמם את הסטרטוספרה וחיזוק מערבול הקוטב הסטרטוספרי. a יותר מערבול הקוטב חזק נוטה לשמור על מסה אווירית יציבה, קר הארקטי, הפחתת תדירות של אירועי חסימה לטווח בינוני.

אפקט על Jet Streams ו- Storm Tracks

שינויים בטמפרטורה ההלכתית בין הטרופיים והקוטבים, המושפעים מהתחממות השמש, משפיעים ישירות על המיקום והעוצמה של זרמי סילון. מחזור סולארי חזק יותר יכול לשנות את הקוטב התת-טרופי, לשנות את עקבות הסערה המספקים משקעים למערב אמריקה, אירופה ואסיה. לדוגמה, במהלך תקופות של פעילות סולארית גבוהה, מסלול הסערה פסיפיק נוטה לעבור צפונה, המוביל לתנאי צפון-מזרחי.

Ocean-Atmosphere Coupling

קרינה סולארית גם מאל ניניו-דרום אוסוציאליזציה (SSTs) וזרםי פני הים (SSTs) וזרםי האוקיינוסים.האל ניניו-דרום-אוסוציאליזציה (ENSO) מראה תגובה חלשה אך ניתנת לזיהוי לראייה לגמישות השמש.חלק מהמחקרים מציעים כי במהלך המקסימה הסולארית, הטרופי חווה קירור דמוי לה ניה, בעוד שמינימה סולרית מעדיפה את אירועי אל-אלאו אלה.

השפעות על טמפרטורה, הריון ואירועים קיצוניים

רשומות היסטוריות ותצפיות מספקות ראיות לכך ששינויי קרינה סולארית תורמים ליציבות האקלים באזורים ובעונות שונות.

טמפרטורה משתנה

גלובלי, הקורלציה בין TSI וטמפרטורת פני השטח היא צנועה (R2 ⁇ 0.1-0.2 במהלך 400 השנים האחרונות), אבל אותות אזוריים בולטים יותר.לדוגמה, הארקטי מראה רגישות מוגברת להשמש המאלץ בשל משוב על קרח-קרח.2 במהלך תקופות של פעילות סולארית גבוהה, טמפרטורות הארקטיות יכולות לחמם 1-2C ביחס למינימה סולרית, עלייה של אובדן הים באמצע החורף, אשר לעתים קרובות מראה את הטמפרטורה הצפון-אונדנטית של צפון אירופה.

דפוסים קדם

קרינה סולארית משפיעה על המחזור ההידרולוגי בעיקר על ידי שינוי שערי הפינוי ואת המיקום של אזור קונורגנס אינטרטרופי (ITCZ) (המשמרות הפולניות של ITCZ נקשרו למקסימום השמש ברשומות הפרוקסיות של מערכות Holocene. Monsoon בהודו, אפריקה, דרום מזרח אסיה מפגינים גמישות רב-ממדתית המתמדת עם מחזורי שמש, למרות שהסימנים של פעילות גופנית הייתה לעתים קרובות חלשה של צפון הודו, במשך עשורים, אשר השפיעועת, במשך תקופה של גזים, אשר השפיעה של התקופה האחרונה, אשר השפיעה, במשך השנים 1970, בעיקר על ידי התקופה המאוחרים של התקופה של התקופה של התקופה המאוחרים של התקופה של התקופה של צפון מזרח אסיה, במשך עשורים, אשר השפיעו על ידי התקופה של התקופה של התקופה של התקופה של התקופה של צפון מזרח אסיה, במשך השנים האחרונות, במשך השנים האחרונות, 000 שנים מאוחר יותר, אשר השפיעו על ידי מחזוריימים של גזיימים, במשך עשורים, בעיקר על ידי מחזוריימים אלה, אשר השפיעו על ידי התקופה של התקופה של התקופה של התקופה של התקופה של התקופה של התקופה של צפון מזרח אסיה, במשך השנים האחרונות, 000 שנים מאוחר יותר, אשר השפיעו על ידי התקופה של התקופה של התקופה של התקופה של התקופה ההודית,

אירועים מזג אוויר קיצוניים

שינויים בדפוסי זרימת אטמוספריים המונעים על ידי ניידות סולארית יכולים לשנות את תדירות ועוצמה של אירועים קיצוניים:

• (FLT:0) הגלים: 1FLT:1 שלבים חיוביים של זרם הקוטב NAO וחלש יותר במהלך מיקסום השמש יכול להוביל מחסניות אינטנסיביות בלחץ גבוה, להגדיל את הסיכון של גלי חום בקיץ.
• (FLT:0)Hurricanes: FLT:1 סולרציה של תוכן חום האוקיינוס ורוח אנכית Shear משפיע על היווצרות טרופית Cyone. חלק מחקרים מצביעים על כך שתדירות ההוריקן עולה במהלך מיקסום השמש בשל ירידה של שר הרוח באזור ההתפתחות הראשי.
• (FLT:0Winter Stormsib: 1 ב minima הסולארי, מערבולת סטרטוספירית חלשה יותר עלולה להוביל לאירועים התחממות פתאומיים, אשר בתורם מעדיפים התפרצויות אוויר קרות וסערות חורף חמורות במזרח ארצות הברית ובאירופה.
• (FLT:0)Drought: FLT:1), כוח סולארי עקבי עשוי לתרום לדפוסי בצורת לטווח ארוך, כגון מגה-החומרים שנצפו בדרום-מערב ארה"ב בתקופת ההתחממות בימי הביניים, כאשר התפוקה הסולארית הייתה גבוהה יחסית.

מחקרים היסטוריים: השמש יוצאת ברשומות הפליוקר

ההשפעה של קרינה סולארית על האקלים היא בבירור על לוחות זמנים של שנים ומילניום באמצעות נתוני Proxy.

עידן הקרח הקטן (1300-1850)

תקופה זו הציגה שלוש טמפרטורות סולאריות גדולות (Wolf, Spörer, Maunder) ומקבילות עם טמפרטורות מתחת לממוצע בצפון המיספרה.שיקום באמצעות טבעות עץ, ליבות קרח, ורשומות סימנט מראות כי הטמפרטורה של 0.5-1.0 מעלות צלזיוס ברחבי העולם, עם קירור גדול יותר באירופה ובצפון האוקיינוס האטלנטי.

תקופת החום בימי הביניים (950-1250)

עם מקסימום ימי הביניים של פעילות השמש, תקופה זו ראתה טמפרטורות דומות או חם יותר מאשר רמות של המאה ה-20 המאוחרות באזורים מסוימים, במיוחד צפון האוקיינוס האטלנטי.ה ⁇ הנורדית של גרינלנד והעלייה בתפוקה החקלאית באירופה קשורים לעתים קרובות לחום זה.עם זאת, החום לא היה סינכרוני בעולם, מדגיש את אזוריות המורכבות של כוח סולארי.

אפשרויות לHocene Solar Variability

במהלך 10,000 השנים האחרונות, וריאציות בקרידוליום השמש שוחזרו מאיזוטופים קוסמיים כמו פחמן-14 ו- Beryllium 10.הרשומות הללו חושו תקופות תקופתיות של 90 (Gleissberg), -200 (de Vries), ו -2,400 שנים (מחזור Hallstatt CE) עם תחזיות אקלים מציעות כי תנאים חמים יותר וקשורים לעתים קרובות עם הבצורת השמש, בעודוריד (a 2200) להתמוטטות לתקופה ממושכת של מאיה) להתפרצות תקופתית (כלומר, לדוגמה, 2,400) להתפרצות תקופתיתארית).

השמש הנטועה משינויי האקלים האנתרופוגניים

בעידן המודרני, מגמת ההתחממות מאז אמצע המאה ה-20 נשלטת על ידי פליטת גזי חממה, אך כוח סולארי ממשיך לשנות את יכולת ההתחממות לטווח קצר. כי העלייה נטו ב-TSI מאז המינימום של מנון היא רק על 0.3 W/m2 (לעומת כוח קורנטיבי מ- CO2 של מעל 3 W/m2 כיום), שינויים סולאריים לא יכולים להסביר את ההתחממות הגלובלית, אך אזורית ואפקטים עונתיים נשארים חשובים.

גילוי ולימודי תגמול

סימולציות מודל אקלים הכוללות הן טבעיות (סולאר, געשיות) ואפונדוגניות משכפלות את הטמפרטורה של המאה ה-20 שינויים הרבה יותר טוב מאלה עם כוח טבעי לבד.גילוי ומחקרי תגמול מוצאים כי טביעות האצבע של כוויות סולאריות (למשל, תבניות התחממות אסטרסטוספיריות) נמצאים אך מוצפות על ידי אות גז החממה על פני השטח.

השלכות על רגישות אקלים

הערכות של רגישות אקלים - כמה טמפרטורה עולה להכפלה של CO2 - ניתנות לתשובות לכריחת השמש.יחס של שינוי טמפרטורה לרדיפת ממחזורי השמש משמש כמגבלה.הקונצנזוס הוא כי רגישות לאקלים היא כנראה בין 2.5 מעלות צלזיוס ל 4 מעלות צלזיוס ל- CO2 הכפלת, עקבית עם קלמנטים המבוססים על השמש.

מקורות מחקר נוכחיים ומקורות נתונים

רשתות תצפית מודרניות ומשימות לוויין פיתחו את היכולת שלנו לפקח על קרינה סולארית ועל השפעות האקלים שלה.

משימות לוויין מפתח

• (FLT:0 קרינת קרינת קרינת זחל וניסוי אקלים (SORCE)IRLT:1 (2003–2020): סיפקו מדידות ספקטרום גבוה.
• (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) [15] [15] [15] ויקרא יט): "החוק של קרינת האדמה" (ERBE) [15] ו[[1924]] ו[[1924]] ו[[1924]], [[1924]] ו[[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]

רשתות מבוססות קרקע

רשת הקרינה הבסיסית של קרינת פני השטח (BSRN) מספקת נתונים באיכות גבוהה של קרינה סולרית על פני השטח ב -70 תחנות ברחבי העולם. AERONET מודד עומק אופטי ארוסול, אשר מושפע מפוטכימיה מושרה UV.רשתות אלה עוזרות לאמת נתונים לוויין ולשפר מודלים של העברה רדיונית.

כיוונים עתידיים

• שיפור ייצוגים של ספקטרום השמש מודלים אקלים.
• השקעה בתפקיד משוב ענן המושרה על ידי השמש באמצעות נתונים לווייניים חדשים.
• לימוד מערכת השמש-הארץ כולה, כולל ההשפעה האפשרית של קרני קוסמיות גלקטיות על טיהור עננים – מנגנון שנוי במחלוקת אך חשוב.

מסקנה: התפקיד הכרוך אך המתאמת של קרינה השמש

קרינה סולארית נותרה נהגה יסודית של יציבות האקלים בכל אזורי הזמן.השפעתה על הטמפרטורה, המשקעים והאירועים הקיצוניים היא בעלת חשיבות וחשיבות מדעית, במיוחד כאשר בוחנים דפוסים אזוריים ותנודות אקלים טבעיות.עם זאת, בהקשר של המאה הקודמת, האיתרופוגניים התופסים את אותות האקלים הנפרדים רק בשל גזי החממה הפכו לגורם הדומיננטי של אינטראקציות סולריות-אוויריות היא חיונית לשיפור החיזוי עונתי-ל-אוויר-לגנטי, וגרסאות של אקלים מתוחכמות יותר, ושינויים, ואפקטיביים יותר, כמו גם מודלים של אקלים מתוחכמות יותר, ואפקטיביים יותר, ואפקטיביים יותר, כמו גם מודלים של מערכות-מחדשניים, ואפקטיביים יותר, כמו גם מודלים של מערכות-מחדשניים, ואפקטיביים יותר, ואפקטיביים יותר, ואפקטיביים יותר, ואפקטיביים יותר, כתוצאה ממודלים יותר, כתוצאה ממודלים יותר, כתוצאה ממערכות-מחדשניים, כתוצאה ממקרינים-מחדשניים, כתוצאה מדגימים יותר ויותר, כתוצאה ממקרינים-מחדשניים, כתוצאה ממקרינים-מחדשניים-מחדשניים, כתוצאה ממודלים יותר ויותר, כתוצאה ממודלים יותר

[ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]], [ה], [ה]], [ה], [ה], [ה]]], [ה]], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה]], [ה'[ה'],], [ה'[ה']']']']']'[ה']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה']']']']']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']']'[ה']']']'[ה'[ה'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה']'[ה']'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[