Meteorolodzy nie mogą dłużej postrzegać Ziemi jako izolowanego systemu. Zarówno długoterminowe zmiany klimatu jak i zmieniająca się z dnia na dzień pogoda mają związek z aktywnością słoneczną. Uczeni intensywnie badają więc to połączenie. Dane z europejskich sond SOHO, Cluster i Ulysses dają nam możliwość zrozumienia w jaki sposób Słońce wpływa na ziemski klimat. Ich badania to pierwszy krok w kierunku stworzenia nowego typu prognozy pogody – biuletynu pogody kosmicznej.

Aby Słońce wpływało na pogodę, jego zachowanie musi zmieniać się w czasie. Kiedy obserwuje się zwykłe światło docierające od gwiazdy, wydaję się ono niezmienne. Dane satelitarne pokazują, że poza tym zakresem zachodzą gwałtowne zmiany. Dla przykładu: Słońce emituje wiatr słoneczny składający się z naładowanych cząstek elementarnych. Wiatr ten zmienia się w czasie. Zmianom ulega także promieniowanie ultrafioletowe emitowane przez gwiazdę. Badania interakcji pomiędzy zmianami na Słońcu i ziemskim środowiskiem noszą nazwę “pogody kosmicznej”. Zmiany te wywoływane są przez zmieniające się własności pola magnetycznego gwiazdy. Podlega ono zmianom o okresie 11 lat, przechodząc przez okresy zwane minimami i maksimami aktywności. W czasie maksimum, z których jedno nastąpiło w zeszłym roku, wiatr słoneczny przyjmuje postać sztormu, ponieważ gwałtowne wybuchy na powierzchni Słońca wyrzucają w przestrzeń ogromne ilości cząstek. Energie uwalniane w czasie takich wybuchów sa rzędu miliarda megaton trotylu. Wybuchy są również źródłem zmienności w ultrafiolecie.

Flota statków wysłanych przez ESA bardzo uważnie obserwuje te zjawiska z różnych punktów przestrzeni. Wspólna misja ESA i NASA, Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), nieustannie obserwuje Słońce i monitoruje jego aktywność. Wiatr słoneczny targa polem magnetycznym naszej planety. Cztery satelity europejskiego systemu Cluster obserwują te zjawiska z wokółziemskiej orbity, podczas gdy Ulysses patrzy na Słońce ze swojej wydłużonej orbity wychodzącej daleko poza płaszczyznę Układu Słonecznego, dając bardziej globalny obraz wiatru słonecznego.

Dane te, w połączeniu z danymi meteorologicznymi stają się bezcennym źródłem informacji o tym, w jaki sposób Słońce oddziałuje na Ziemię. “Wszystkie dane są archiwizowane i udostępniane społeczności naukowej” – powiedział Alexi Glover, członek holenderskiej grupy zajmującej się pogodą kosmiczną. SOHO został zaprojektowany do pracy przez trzy lata. “Jeśli SOHO wytrzyma jeszcze cztery lub pięć lat, będziemy mieli konsystentne dane z całego okresu aktywności słonecznej. To będzie nieocenione“.

Uczeni badają trzy główne mechanizmy mogące wyjaśnić związki układu Słońce-Ziemia z pogodą i klimatem. Po pierwsze zmieniająca się produkcja słonecznego ultrafioletu wpływa na produkcję ozonu w atmosferze, zmieniając grubość warstwy i oddziałując na przepływ powietrza. Po drugie wiatr słoneczny zmienia elektryczne własności górnych warstw atmosfery, które następnie działają na niższe warstwy. Po trzecie w czasie minimum aktywności wiatr słoneczny słabnie i umożliwia galaktycznemu promieniowaniu kosmicznemu łatwiejsze wnikanie do ziemskiej atmosfery. Cząstki promieniowania kosmicznego są bardziej energetyczne od tych, które niesie wiatr słoneczny i są przyspieszanie gdzieś poza Układem Słonecznym. Uczeni uważają, że mogą one wpływać na powstawanie chmur w niższych warstwach atmosfery (patrz Promieniowanie kosmiczne a efekt cieplarniany“>późniejszy news). Znaczenie każdego z tych trzech mechanizmów jest na razie nieznane.

ESA chce rozwijać możliwość badania pogody kosmicznej. Będzie ona uzupełniać konwencjonalne prognozy.

Autor

Michał Matraszek