Hoe is de energie van de zon de afgelopen 45 jaar veranderd?

Door CERES.

Al eeuwenlang is bekend dat de zon in de loop van de tijd subtiele en minder subtiele veranderingen ondergaat. Toen Galileo Galilei bijvoorbeeld zijn telescoop op de zon richtte, ontdekte hij dat de zon onvolmaakt is en vaak is bezaaid met donkere gebieden die zonnevlekken worden genoemd. We weten nu dat zonnevlekken zeer grote fenomenen zijn – vaak vele malen groter dan de aarde. Pas in 1978, toen de eerste satellietmissies werden gelanceerd om de zon continu te monitoren, werd het echter mogelijk om de veranderingen in de energie van de zon direct te meten, zonder dat de atmosfeer van de aarde in de weg zat.

Zonmonitoringsinstrumenten op satellieten beschrijven de energie die de aarde bereikt vanuit de zon in termen van de totale zonne-irradiantie (TSI). Deze satellietmetingen laten zien dat de gemiddelde TSI die de aarde bereikt ongeveer 1360-1365 Watt per vierkante meter (W/m2) is. Ze laten ook zien dat de TSI lichtjes stijgt en daalt in de loop van een zonnevlekkencyclus (ongeveer 8-13 jaar). De meeste satellietmissies duren echter slechts ongeveer 1 tot 2 zonnevlekkencycli. Om de veranderingen in TSI langer dan 10-15 jaar te bestuderen, moeten wetenschappers daarom de TSI-metingen van meerdere satellietmissies samenstellen of “aan elkaar naaien”.

Al meer dan 20 jaar is er een voortdurende wetenschappelijke controverse gaande tussen rivaliserende wetenschappelijke teams over de beste manier om de TSI-missies samen te voegen tot een doorlopend verslag van het gehele satelliettijdperk, dat wil zeggen van 1978 tot heden.

Het Active Cavity Radiometer Irradiance Monitoring (ACRIM) team dat verantwoordelijk is voor het NASA ACRIM satellietproject, koos bijvoorbeeld voor de aanpak om de data te gebruiken zoals die door de satellietmissie wetenschapsteams werden verstrekt. Daarentegen paste het Physical Meteorological Observatory in Davos  (PMOD) team verschillende data-aanpassingen toe op elk van de satellietmissies voordat ze hun samenstelling construeerden.

De ACRIM-composiet suggereerde dat er naast de veranderingen in TSI gedurende een zonnevlekkencyclus, ook langetermijnveranderingen in TSI zijn tussen zonnevlekkencycli. Het suggereerde de mogelijkheid dat deze langetermijnveranderingen in TSI zouden kunnen bijdragen aan de opwarming van de aarde.

De PMOD-composiet suggereerde echter dat TSI niet veel verandert tussen zonnevlekkencycli. Het sloot de mogelijkheid uit dat TSI-veranderingen een belangrijke factor zijn in de opwarming van de aarde.

In de laatste rapporten van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) van de VN wordt expliciet de voorkeur gegeven aan composietmaterialen zoals PMOD’s boven ACRIM’s.

Er is zojuist een groot onderzoek gepubliceerd, geleid door het Center for Environmental Research and Earth Sciences (www.CERES-Science.com), dat deze langdurige wetenschappelijke controverse opnieuw bekijkt en belangrijke nieuwe inzichten biedt die ons begrip van de lange termijnveranderingen in TSI over tijdschalen langer dan 10-15 jaar zouden kunnen veranderen.

Dit nieuwe, door vakgenoten beoordeelde artikel werd gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift The Astrophysical Journal, opgericht in 1895. Het is nog steeds een van de beste tijdschriften op het gebied van astronomie en astrofysica.>De wetenschappers in het team analyseerden alle beschikbare satellietgegevens van de eerste Nimbus 7 -missie opnieuw tot de momenteel actieve missies op het Solar and Heliospheric Observatory  (SOHO)-ruimtevaartuig en Total and Spectral Solar Irradiance Sensor 1  (TSIS-1) op het International Space Station  (ISS). Ze werkten verschillende van de oudere composieten bij en ontwikkelden een breed scala aan nieuwe composieten. In totaal vonden ze 21 verschillende composieten voor het satelliettijdperk, waaronder de 4 bestaande composieten die momenteel door de wetenschappelijke gemeenschap worden gebruikt.

Met behulp van gangbare statistische technieken werden deze 21 samenstellingen gesorteerd in 6 hoofdgroepen, gelabeld als “ A ” tot en met “ F ”, zoals te zien is in de onderstaande grafiek:

Eén groep (“ A ”) komt heel goed overeen met de PMOD-composiet en met de verschillende zonneactiviteitsdatasets die in het meest recente rapport van het IPCC zijn gebruikt. Deze groep impliceert dat de zon weinig of geen bijdrage heeft geleverd aan de opwarming van de aarde tijdens het satelliettijdperk, d.w.z. sinds 1978.

Twee groepen (“ B ” en “ C ”) zijn het eens met de oorspronkelijke ACRIM-samenstelling die impliceerde dat de zonneactiviteit in de jaren tachtig en negentig mogelijk had bijgedragen aan de opwarming van de aarde, maar dat de zonneactiviteit sindsdien was afgenomen.