A Nap menthet meg bennünket a felmelegedéstől

Egyes csillagok drámai fényességváltozásokat mutatnak, másoknak folyamatosan, de számottevően változik a fényességük. Ezekhez képest a Nap nyugodt csillag, fényességingadozása tizenegy éves ciklusa során csupán 0,1 százalék. Mégis hosszú ideje gyanítják, hogy a naptevékenységi ciklus - amelynek maximumakor tetőzik a napfoltok és napkitörések száma - hatással lehet a földi éghajlatra.

Hogyan? Először is óriási energiamennyiségről van szó. A Nap sugárzó energiájának ez a fent említett 0,1 százalékos többlete önmagában is több, mint amennyi energia a Föld belsejében termelődik a radioaktív anyagok bomlásából.

2013-ban tetőzik a naptevékenység, utána ismét évtizedes nyugalom következik [origo]

Hogyan erősödött a naptevékenység? Ezt mutatják félévenkénti időközökben a NASA Solar Dynamic Observatory (SDO) műholdjának felvételei. A képek a távoli ibolyántúli (EUV) tartományban készültek 17,1 nm hullámhosszon, ahol a Nap sugárzásának változása sokkal markánsabban mutatkozik meg, mint a látható fényben NASA

Ráadásul ez a csekély változás csak a látható fény tartományában igaz. Különösen fontos a Nap távoli ibolyántúli (EUV) sugárzása, amely szintén akkor a legerősebb, amikor a naptevékenység a maximum környékén jár - aktuálisan ez 2013-ban várható. Ennek a nagyenergiájú összetevőnek az ingadozása bőven elég ahhoz, hogy jelentős változásokat idézzen elő a felsőlégkör hőmérsékletében és kémiai összetételében.

A Nap-Föld fizikai kapcsolatok megértéséhez nem elég a Nap ismerete: jártasnak kell lenni a plazmafizikában, a nagyenergiájú részecskék fizikájában, a légkör kémiájában, a folyadékok dinamikájában és némi földtörténeti ismeret is hasznos lehet. Ezért több tucat szakértő bevonásával készített elemzést a témáról az USA Nemzeti Kutatási Tanácsa, az NRC. A fő következtetés az, hogy a naptevékenység hatása a Csendes-óceán területén mutatkozik meg a leghatározottabban, mert ott gyengék a felszíni befolyásoló tényezők, nem kell számolni például a domborzattal.

Párhuzamosan alakul a Földet (a légkör tetejét) érő napsugárzás különböző műholdak mérései szerint (színes görbe) és a naptevékenységet jellemző napfoltszám (alsó, fekete görbe), de a naptevékenység alig változik NASA

Hogyan terjednek a változások a légkörön át a felszínig? A Napból és a kozmikus sugárzással a Naprendszeren kívülről érkező nagy energiájú részecskék nitrogén-oxidokat (NOx) hoznak létre, ami néhány százalékkal csökkenti a sztratoszférában az ózon mennyiségét. Az ózon nyeli el az ultraibolya sugárzást, így ha kevesebb az ózon, akkor több UV sugárzás jut a Föld felszínére. Ez több áttételen keresztül a földi légkörzésre van hatással.

Összefüggés a La Ninával

A naptevékenység változásai hatással vannak az éghajlatra, különösen a Csendes-óceán térségében - bizonyította be Gerald Meehl, a Nemzeti Légkörkutató Központ (NCAR) munkatársa. Abban az évben, amikor a naptevékenység a maximumán van, akkor a Csendes-óceán trópusi részén előáll az úgynevezett La Nina jelenség (ami egyébként más években is lehetséges).

Ilyenkor lecsökken a tengerfelszín hőmérséklete az óceán keleti felén, az Egyenlítőnél: a víz akár 1 Celsius-fokkal is hidegebb lehet a szokásosnál. A La Nina legutóbb 2011 januárjában volt különösen érezhető: erősebb volt a monszun Ausztrália keleti partjainál, így hatalmas áradások voltak Queensland államban.

Arra mutató jeleket is találtak, hogy a naptevékenység maximumakor megváltozik a csapadék eloszlása az Egyenlítő körüli alacsony nyomású zóna környékén, onnan, ahonnan a passzátszél fúj. A Csendes-óceán területén olyan erős a hatás, hogy a kutatók azt is elkezdték vizsgálni, nem erősíti-e fel valamilyen mechanizmus a naptevékenység hatását.

A naptevékenység változása 400 év alatt. A XVII. század második felében szinte teljesen eltűntek a napfoltok, sok kutató szerint ez összefüggésbe hozható az Európában és Észak-Amerikában tapasztalt ún. kis jégkorszakkal. NASA

Valószínűleg nincs hatása a globális felmelegedésre

Korábban felmerült a gyanú, hogy a Nap talán a globális felmelegedéshez is hozzájárulhat. Azonban a naptevékenység ingadozásának a hatása sokkal inkább regionális, mintsem globális az NRC jelentése szerint. A naptevékenység leginkább a légkörzést változtatja meg, így befolyásolva a csapadékmennyiséget egy-egy régióban. Ez pedig kimutatható a fák évgyűrűinek és jégmintáknak a vizsgálatával - állapította meg Raymond Bradley, a Massachusettsi Egyetem Éghajlati Rendszerek Kutatóközpontjának munkatársa. Éghajlatkutatók azonban régóta gyanítják, hogy a naptevékenység múltbeli lanyhulásának, az úgynevezett Maunder-minimum jelenségnek köze lehetett a 17. század második felének "kis jégkorszakához".

Egyesek szerint elképzelhető, hogy a Nap jelenleg egy mini Maunder-minimum küszöbén áll. A jelenleg tetőpontja felé közelítő naptevékenységi maximum több mint fél évszázada a leggyengébbnek látszik. A napfoltok mágneses tere fokozatosan gyengül, észlelték a Nemzeti Napfizikai Obszervatórium (NSO) munkatársai. Véleményük szerint a következő ciklusban alig vagy egyáltalán nem lesznek napfoltok.

Következtetéseiket a Nap-rezgések és a foltokon kívüli mágneses terek vizsgálata is megerősíti. A kutatók a Nap működésének pontosabb, több részletre kiterjedő követését szorgalmazzák. Addig is nyitott a kérdés, hogy lesz-e újabb Maunder-minimum, és ha igen, hoz-e a globális felmelegedés közepette "kis jégkorszakot".

Így lüktet a Nap

Naptevékenységnek hívják a csillagászok azokat a nagyobb léptékű és átmeneti jellegű zavarokat, amelyek a Nap sugárzásában lépnek fel. A naptevékenység változása nagyjából 11 éves ciklus szerint zajlik. Ilyen év lesz 2013 is, amikor a napkitörések (napflerek) és a koronakitörések áramkimaradásokat és kommunikációs problémákat okozhatnak a Földön, de a globális műholdas helymeghatározó rendszerekben is zavarok léphetnek fel.

Napfler esetén a Napból protonok lökődnek ki a fénysebességnek közel harmadával. Ezeket néhány perccel később kisebb energiájú részecskék követik. Intenzív röntgensugárzás is fellép, amely a földi ionoszféra befolyásolásával megváltoztatja a rádióhullámok haladását.

A koronakitöréssel több milliárd tonnányi anyag hagyhatja el csillagunkat a fénysebesség közel 1 százalékával. Ezek a felhők szerencsétlen esetben 1-3 nap alatt elérik és eltalálják a Földet. Itt a magnetoszférának ütköznek, és a Föld mágneses terével kölcsönhatásba lépve változatos, kellemetlen és egyben tartósabb következményeket okozhatnak, mint a napflerek.