Einfluss von solaren Schwankungen auf irdische Lebewelt stärker als gedacht: Princeton University findet Zusammenhang zwischen Rheuma-Leiden und Sonnenaktivität

Das Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) gab am 15. Juni 2015 per Pressemitteilung eine spannende Entdeckung bekannt. Man hatte einen empirischen Zusammenhang zwischen Sonnenaktivität und der Häufigkeit von Rheuma und Arthritis entdeckt. Pia Heinemann griff das Thema zwei Wochen später in der Welt auf:

Können Sonnenflecken Krankheiten auslösen?
Ist eine erhöhte Sonnenaktivität daran schuld, wenn Menschen auf der Erde Rheuma bekommen? Ein Astrophysiker hat da einen Zusammenhang entdeckt. Das klingt skurril, lässt sich aber schwer widerlegen.
Simon Wing ist Astrophysiker, Forschungsbereich: Sonnenaktivität. Seine Frau, Lisa Rider, ist Rheumaspezialistin. Keiner versteht, was der andere gerade erforscht. Es interessierte sie bis vor wenigen Jahren auch nicht besonders. “Deshalb reden wir eigentlich nur wenig über unsere Arbeit”, sagt Wing, der an der John Hopkins University arbeitet. Doch im Jahr 2012 machte Lisa Rider eine Bemerkung, die ihn aufhorchen ließ. “Lisa erzählte mir von einer wissenschaftlichen Veröffentlichung, in der eine sehr ungewöhnliche Periodizität beschrieben wurde.” Alle zehn Jahre kommt es demnach zu einer Häufung von rheumatoider Arthritis, also von Gelenkentzündungen. Alle zehn Jahre? Wing hatte plötzlich eine Idee. Einen solchen Rhythmus kennt jeder Astrophysiker: Alle zehn bis 13 Jahre gibt es besonders viele Flecken auf der Sonne. Diese von der Erde aus sichtbaren dunklen Stellen zeigen, dass die Sonne gerade sehr aktiv ist. Der Zyklus führt dazu, dass in periodischen Abständen mal besonders viel, mal etwas weniger ionisierende Strahlung von der Sonne auf der Erde ankommt.

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Im Folgenden die Pressemitteilung des Princeton Plasma Physics Laboratory in Vollversion:

Researchers correlate incidences of rheumatoid arthritis and giant cell arteritis with solar cycles

What began as a chat between husband and wife has evolved into an intriguing scientific discovery. The results, published in May in BMJ (formerly British Medical Journal) Open, show a “highly significant” correlation between periodic solar storms and incidences of rheumatoid arthritis (RA) and giant cell arteritis (GCA), two potentially debilitating autoimmune diseases. The findings by a rare collaboration of physicists and medical researchers suggest a relationship between the solar outbursts and the incidence of these diseases that could lead to preventive measures if a causal link can be established.

RA and GCA are autoimmune conditions in which the body mistakenly attacks its own organs and tissues.  RA inflames and swells joints and can cause crippling damage if left untreated. In GCA, the autoimmune disease results in inflammation of the wall of arteries, leading to headaches, jaw pain, vision problems and even blindness in severe cases.

Inspiring this study were conversations between Simon Wing, a Johns Hopkins University physicist and first author of the paper, and his wife, Lisa Rider, deputy unit chief of the Environmental Autoimmunity Group at the National Institute of Environmental Health Sciences in the National Institutes of Health, and a coauthor.  Rider spotted data from the Mayo Clinic in Rochester, Minnesota, showing that cases of RA and GCA followed close to 10-year cycles. “That got me curious,” Wing recalled. “Only a few things in nature have a periodicity of about 10-11 years and the solar cycle is one of them.”

“More than a coincidental connection” (weiterlesen …)

Die Sonne im Juni 2015: Neues Maunder-Minimum angekündigt. Droht eine Neuauflage der Kleinen Eiszeit?

Von Frank Bosse und Fritz Vahrenholt

Ab dem 1. Juli 2015 zählt man offiziell die Sonnenflecken anders als bis zu diesem Monat. Aufgrund einer Arbeit eines Teams um Frédéric Clette und Leif Svalgaard und einer ganzen Reihe von internationalen Workshops zum Thema wurde die Version 2.0 der SSN (SunSpotNumber) – Erfassung veröffentlicht. Die alte (auch von uns verwendete) Reihe erhielt die Versionsnummer 1.0 und wird seit Juni 2015 nicht mehr aktuell erhoben. Sie steht als Vergleich jedoch archiviert zur Verfügung. Wir hatten ja nach Konsultation des Mitautoren Leif Svalgaard bereits in die „alte“ Version korrigierend eingegriffen, indem wir bei Vergleichen mit den Aktivitätszahlen vor 1945 diese um den Faktor 1,2 anhoben.

Nun also zu den neuen Daten. Zunächst die Version 2.0 für den Vergleich mit einem synthetischen „mittleren Zyklus“ gebildet durch den arithmetischen Mittelwert der einzelnen Monate für alle Zyklen (Solar Cycles „ SC“) 1-23:

Abb.1: Der bisherige Verlauf des aktuellen Zyklus 24 (rot) im Vergleich zu einem mittleren Zyklus ( blau) und dem Zyklus 5 ( 1798-1810, schwarz).

 

Demnach war unser Zentralgestirn im Juni 2015 nur zu 58% so aktiv wie im Mittel aller Zyklen. Auch nach neuer Zählweise ergibt sich für die Gesamtaktivität seit Beginn des SC 24 ein Wert der Aktivität von ca. 55%. Für die einzelnen Zyklen wurden auch mit den „SSN 2.0“ die monatlichen Anomalien aufsummiert bis zum aktuellen 79. Monat seit Zyklusbeginn (Dezember 2008) für alle Zyklen:

Abb.2: Die aufsummierten monatlichen SSN- Anomalien der einzelnen Zyklen

 

Auch mit dem SSN-Datensatz 2.0 zeigt sich: so wenig aktiv war die Sonne zuletzt im SC7, und der war 1833 beendet! Wie verhalten sich nun die Anomalien untereinander beim Versionswechsel? Dazu haben wir die relativen Änderungen  in Abb.2 betrachtet, und  die neue und „alte“  SSN- Reihe in Abb. 3 verglichen.

Abb. 3: Der Vergleich der bisher verwendeten SSN- Reihe (rot) zur neuen SSN- Reihe (blau)

 

Außer beim recht unauffälligen SC10 und dem SC22 ergeben sich keine nennenswerten Abweichungen, wir müssen hier also nicht die Geschichte der Solaren Zyklen neu schreiben. Die jüngsten Entwicklungen konnten wir schon seit  Jahren gut abbilden. Wir haben Sie, liebe Leserinnen und Leser, also schon Jahre vor der Änderung der Zählweise der Sonnenflecken durch unsere vorweggenommene Korrektur über die relative Aktivität unserer Sonne über die Zeit seit 1755  zutreffend ins Bild gesetzt.

Was macht die Sonne mit unserem Klima?

Zu diesem Thema gibt es aktuelle Aufregung, die sich allerdings kaum in der Presse niederschlägt. Eine Arbeit im renommierten Astrophysical Journal sagt eine Reduktion der Sonnenaktivität im nächsten Zyklus 25 auf ein Niveau von nur noch 80% des aktuellen (schon recht schwachen) Zyklus 24 und im SC26 auf nur noch  ca. 40% voraus. Dies bedeutet: Ein waschechtes Maunder-Minimum wie Ende des 17. Jahrhunderts steht bevor. Die Mitautorin Prof. Valentina Zharkova von der Universität Northumbria verband das mit der Aussage: „Ein Ereignis wie die Kleine Eiszeit.“ Im Rahmen des britischen National Astrononomy Meeting stellte sie ein neues Modell des Sonnendynamos vor. Danach besteht der Dynamo aus zwei Wellen mit einer Frequenz von 11 Jahren, die sich vertsärken oder abschwächen können. In den beiden nächsten Zyklen würden sich die beiden Wellen gegenseitig schwächen und ein Maunder Minimum generieren.

Könnten sich die Temperaturen so verhalten? Darüber entbrannte der Streit. Sofort zogen die Verfechter des alles überwiegenden Treihausgasantriebes ins Feld und gaben zu bedenken: Die Sonne kann ihre Gesamtstrahlung (Total Solar Irradiance, TSI) nur zu ca. 1,5 W/m² mit ihren Aktivitätsvariationen auf der Erde drosseln, mehr geht nicht. Und der Treibhausgasantrieb erreicht bis 2050 deutlich größere Werte.  Also keine merkbaren Klimaauswirkungen des wahrscheinlich nahenden Maunder-Minimums? „Regional schon!“ rufen hier die britischen Autoren einer Studie eines Teams um Sarah Ineson, die im Juni 2015 in Nature Climate Change erschien.  Ihre Annahmen: Mit der Variation von TSI ändert sich auch der UV-Anteil und diese Änderung ist viel größer als die der Gesamtstrahlung: bis zu 30%  meint eine Studie von Yeo und Kollegen aus dem Juni 2015 im Journal of Geophysical Research. Was zieht das nach sich?

 

Abb. 4: Die Temperatur- Auswirkungen einer Sonnenaktivitätsreduktion im UV- Bereich um 27W/m²  Quelle: Ineson et al. 2015

 

Die Veränderungen wurden mit Klimamodellen ermittelt im Vergleich zu unveränderter Sonnenaktivität. Über die Nordhalbkugel ergeben sich recht erkleckliche 0,5 °C Absenkung. Die gleichen Modelle ermitteln für den Treibhausgasantrieb Werte von um 0,8 °C bis 2050 mehr als heute… aber Vorsicht! Bei Modellen und ihrer Widerspiegelung der klimatischen Realitäten immer unser Bild vor Augen halten:

Abb. 5: Überschätzung der Erwärmung durch Treibhausgase durch die CMIP5- Modelle. Quelle: Kalte Sonne.

 

Die Sonne könnte also sehr wohl einen bedeutenden Anteil der Erwärmung seit 1950 ausmachen und zwar auf sehr großen Teilen der Nordhalbkugel. Denn wenn sie in der Lage ist, diese Gegend ab 2020 durch ihre zurückgehende Aktivität abzukühlen, dann muss sie  in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts mit der damals starken solaren Aktivität auch erwärmend gewirkt haben. Schauen Sie sich nochmals in Ruhe unsere Abb. 2 an…

 

Neue Studie im Fachblatt Geology findet engen Zusammenhang zwischen Temperaturentwicklung und Sonnenaktivität während der letzten 4000 Jahre im Nordatlantik

Im Jahre 2001 veröffentlichte der US-amerikanische Klimaforscher Gerard Bond zusammen mit Kollegen im Fachblatt Science eine Arbeit, deren Bedeutung lange unterschätzt wurde. Die Wissenschaftler hatten Sedimentkerne aus dem Nordatlantik analysiert und herausgefunden, dass sich das Klima während der vergangenen 10.000 Jahre zyklisch im Millenniumstakt verändert hat. Hierzu gehört auch die Zykik der Römischen, Mittelalterlichen und Modernen Wärmephasen. Als Antrieb der Klimaschwankungen identifizierte die Bond-Gruppe solare Aktivitätsschwankungen. In unserem Buch “Die kalte Sonne” sind wir ausführlich auf die Entdeckung eingegangen.

Natürlich passte Anhängern der menschengemachten Klimakatastrophe dieses Modell überhaupt nicht. Leider verstarb Gerard Bond viel zu früh 2005, so dass seine Forschungen ein jähes Ende nahmen. Lange wurde die Science-Studie ignoriert. Feinde der solar-bedingten Klimavariabilität versuchten zwischenzeitlich sogar, die Ergebnisse von Bond anzuzweifeln. Allerdings fanden andere Forscher eine Vielzahl von ähnlichen Fallbeispielen aus den unterschiedlichsten Teilen der Erde, bei denen die Sonne den Millenniums-Takt für die Klimarhythmik angab.

In der Februar-2015-Ausgabe des angesehenen Fachblatts Geology erschien nun eine Studie, die das Bond-Resultat von 2001 weitgehend bestätigt. Eine internationale Forschergruppe um Hui Jiang vom State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Research in Shanghai rekonstruierte mithilfe Kieselalgen aus einem Tiefseebohrkern nördlich von Island die Temperaturentwicklung der vergangenen 9300 Jahre. Dabei fanden sie eine enge Beziehung zwischen den Klimaschwankungen und der Sonnenaktivität, insbesondere für die letzten 4000 Jahre. Maßgeblich beteiligt an der Studie war auch Raimund Muscheler von der schwedischen Lund Universität, der bereits zum Bond-Team der Publikation von 2001 zählte.

Im Folgenden die Kurzfassung der Arbeit:

Solar forcing of Holocene summer sea-surface temperatures in the northern North Atlantic
Mounting evidence from proxy records suggests that variations in solar activity have played a significant role in triggering past climate changes. However, the mechanisms for sun-climate links remain a topic of debate. Here we present a high-resolution summer sea-surface temperature (SST) record covering the past 9300 yr from a site located at the present-day boundary between polar and Atlantic surface-water masses. The record is age constrained via the identification of 15 independently dated tephra markers from terrestrial archives, circumventing marine reservoir age variability problems. Our results indicate a close link between solar activity and SSTs in the northern North Atlantic during the past 4000 yr; they suggest that the climate system in this area is more susceptible to the influence of solar variations during cool periods with less vigorous ocean circulation. Furthermore, the high-resolution SST record indicates that climate in the North Atlantic regions follows solar activity variations on multidecadal to centennial time scales.

 

Abbildung 1: Vergleich zwischen Temperaturschwankungen des untersuchten isländischen Kerns (blau) und der Sonnenaktivität (rot). Insbesondere für die letzten 4000 Jahre ist eine gute Korrelation erkennbar. Abbildung aus Jiang et al. 2015.

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Die Universität Aarhus gab zum Paper am 27. Februar 2015  die folgende Pressemitteilung heraus:

The sun has more impact on the climate in cool periods (weiterlesen …)

Geomar: Die Sonne steuerte das Klima in der Eiszeit

Die Sonne wars. Pressemitteilung des Geomar vom 4. September 2014:

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DIE SONNE STEUERTE DAS KLIMA IN DER EISZEIT

Unregelmäßigkeiten der Sonnenaktivität beeinflussten vor 20.000 Jahren das Klima

04.09.2014/Kiel. In einer Modellstudie rekonstruierten Klimaforscher des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel das Verhältnis zwischen Sonnenaktivität und Klima während der letzten Eiszeit. Sie konnten mit ihrem Klima-Chemie-Modell einen wesentlichen Beitrag zu einer Studie der schwedischen Lund University leisten, die jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Nature Geoscience publiziert wurde.

Ein bekanntes Verhaltensmuster der Sonne ist ihre unregelmäßige Sonnenaktivität. Der bekannteste Aktivitätszyklus der Sonne ist der elfjährige Sonnenfleckenzyklus, bei dem sich alle elf Jahre Sonnenfleckenmaxima und -minima abwechseln. Es sind aber auch Schwankungen auf anderen Zeitskalen bekannt. Sonnenflecken sind Stellen auf der Oberfläche der Sonne, die dunkler erscheinen, weil sie Sonnenstrahlen mit  verminderter Leuchtkraft ins Universum abgeben. Gleichzeitig verlässt dort sehr energiereiche Strahlung, vor allem im UV-Bereich, die Sonne. Während des Sonnenfleckenminimums gibt es weniger Sonnenflecken und es kommt daher weniger energiereiche Sonnenstrahlung auf der Erde an, bei einem Sonnenfleckenmaximum ist es genau umgekehrt.

Mehr Sonnenstrahlung, insbesondere im UV-Bereich, führt im Sonnenfleckenmaximum zu einer Erwärmung der Stratosphäre (zwischen 15 und 50 km) in den Tropen und zu einer verstärkten Ozonproduktion. Dies führt wiederum über komplizierte Wechselwirkungsmechanismen zu Zirkulationsänderungen in der Atmosphäre, die bis zum Erdboden zu spüren sind. Die Mechanismen, wie Änderungen in der Sonnenaktivität die Atmosphäre beeinflussen, sind allerdings immer noch Gegenstand aktueller Forschung. Insbesondere wird über den Zusammenhang von großen Sonnenfleckenminima mit kalten, schneereichen Wintern spekuliert oder ob die momentan geringere Sonnenaktivität für die Pause in der globalen Erderwärmung verantwortlich sein könnte.

Wissenschaftlern der Universität Lund (Schweden) ist es jetzt in Kooperation mit den GEOMAR-Klimaforschern Prof. Dr. Katja Matthes und Dr. Rémi Thiéblemont gelungen, die Sonnenaktivität bis zur letzten Eiszeit zu rekonstruieren. Die Studie wurde im August in der internationalen Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht. (weiterlesen …)

Neue Studie findet Zusammenhang zwischen Indischem Sommermonsunregen und Sonnenaktivität

Derzeit befindet sich ein Paper von Maitra et al. im Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics im Druck (online seit 26.6.2014), in dem die Autoren der Frage nachgehen, inwieweit der indische Monsunregen durch Sonnenaktivitätsschwankungen beeinflusst wird. In ihrer Studie untersuchten die Wissenschaftler Daten von 1977-2012 und fanden einen deutlichen Zusammenhang zwischen der Sonnenaktivität und dem Indischen Sommermonsun-Regen: Je stärker die Sonne, desto geringer fiel der Niederschlag aus. Zudem fanden Maitra et al. für die meisten der neun ausgewerteten Stationen eine positive Korrelation zwischen dem flüssigen Wassergehalt bzw. dem Wasserdampfgehalt der Wolken mit der Sonnenaktivität.

Im Folgenden die Kurzfassung der Arbeit:

Solar control on the cloud liquid water content and integrated water vapor associated with monsoon rainfall over India

Animesh Maitra, Upal Saha und Arpita Adhikari

A long-term observation over three solar cycles indicates a perceptible influence of solar activity on rainfall and associated parameters in the Indian region. This paper attempts to reveal the solar control on the cloud liquid water content (LWC) and integrated water vapor (IWV) along with Indian Summer Monsoon (ISM) rainfall during the period of 1977–2012 over nine different Indian stations. Cloud LWC and IWV are positively correlated with each other. An anti-correlation is observed between the Sunspot Number (SSN) and ISM rainfall for a majority of the stations and a poor positive correlation obtained for other locations. Cloud LWC and IWV possess positive correlations with Galactic Cosmic Rays (GCR) and SSN respectively for most of the stations. The wavelet analyses of SSN, ISM rainfall, cloud LWC and IWV have been performed to investigate the periodic characteristics of climatic parameters and also to indicate the varying relationship of solar activity with ISM rainfall, cloud LWC and IWV. SSN, ISM rainfall and IWV are found to have a peak at around 10.3 years whereas a dip is observed at that particular period for cloud LWC.

Der Zusammenhang zwischen Wolken und der Sonnenaktivität ist insbesondere auch interessant im Hinblick auf die Svensmark-Theorie, die bedeutende solar-bedingte Temperaturänderungen postuliert, die über eine schwankende Wolkenbedeckung erreicht wird (siehe Kapitel 6 in unserem Buch “Die kalte Sonne”).

 

Mit Dank an The Hockey Schtick.

Was gibts Neues zum Svensmark-Solarverstärker? Ein Streifzug durch die neuere Literatur

Die Sonne hat das Klima der Vergangenheit maßgeblich mitgestaltet. Heutige Klimamodelle können dies jedoch nicht nachvollziehen, so dass die Skepsis an ihrer Qualität zunehmend in Frage gestellt wird. Es muss einen Verstärker geben, den die Physiker noch nicht auf der Rechnung haben. Eine Möglichkeit wäre die Beeinflussung der Wolken über die kosmische Strahlung, die wiederum vom Sonnenmagnetfeld, also der Sonnenaktivität kontrolliert werden. Dies ist der sogenannte Svensmark-Effekt. Die Idee ist nicht ganz neu, wurde sie doch bereits 1959 von Edward Ney im Fachmagazin Nature vorgeschlagen:

Cosmic Radiation and the Weather
EDWARD P. NEY

University of Minnesota, Minneapolis 14, Minnesota.

THE purpose of this communication is to point out the existence of a large tropospheric and stratospheric effect produced by the solar-cycle modulation of cosmic rays. Since there is some evidence for solar-cycle correlations in the weather, the phenomena described here should be considered in attempts to understand climatological effects of solar-cycle period.

Umfangreiche weitere Forschungsarbeiten wären nun notwendig, um den Effekt weiter zu erforschen und zu validieren bzw. zu überprüfen. Da die Hypothese jedoch als Konkurrenz für das CO2-zentrische Klimaalarmmodell des IPCC angesehen wird, bekommen die Svensmark-Kollegen nur wenige Fördermittel, so dass es nur schleppend vorangeht. Mehr Institute müssten sich beteiligen, die ernsthaft an einer Klärung interessiert sein sollten. In der Realität haben sich jedoch vor allem Gruppen des Themas angenommen, die den Effekt nachhaltig eliminieren wollen und jede Gelegenheit dazu nutzen, eine vermeintlich ausgebliebene Korrelation in einer Studie als Todesstoß für den Svensmark-Effekt zu deuten (z.B. Laken et al. 2012). Der Potsdamer Klimaforscher Stefan Rahmstorf hat regelrecht Angst vor Svensmark und betitelt das Modell als „exotischen und unbelegten Mechanismus“.

Aber es gibt auch positive Entwicklungen. So hielt vor wenigen Jahren Hiroko Miyahara von der The University of Tokyo einen bemerkenswerten Vortrag zum Thema: (weiterlesen …)

Aktuelle Studie in Nature Geoscience: Temperaturen und Salzgehalt im Nordatlantik von Sonnenaktivitätsschwankungen beeinflusst

Die Sonne spielt klimatisch keine große Rolle, hieß es lange aus dem IPCC-Camp. Mittlerweile regt sich der Widerstand, wie eine Pressemitteilung der Universität Cardiff vom 7. März 2014 zeigt:

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Sun’s energy influences 1,000 years of natural climate variability in North Atlantic

Changes in the sun’s energy output may have led to marked natural climate change in Europe over the last 1000 years, according to researchers at Cardiff University. The study found that changes in the Sun’s activity can have a considerable impact on the ocean-atmospheric dynamics in the North Atlantic, with potential effects on regional climate.

Scientists studied seafloor sediments to determine how the temperature of the North Atlantic and its localised atmospheric circulation had altered. Warm surface waters flowing across the North Atlantic, an extension of the Gulf Stream, and warm westerly winds are responsible for the relatively mild climate of Europe, especially in winter. Slight changes in the transport of heat associated with these systems can lead to regional climate variability, and the study findings matched historic accounts of climate change, including the notoriously severe winters of the 16th and 18th centuries which pre-date global industrialisation.

The study found that changes in the Sun’s activity can have a considerable impact on the ocean-atmospheric dynamics in the North Atlantic, with potential effects on regional climate. (weiterlesen …)

Nitratgehalt der Polkappen schwankte in den letzten 400 Jahren im Gleissberg-Sonnentakt

In den großen Eisschilden steckt ein umfangreiches Klimaarchiv, das mithilfe von Eisbohrkernen erschlossen werden kann. Ein Parameter der systematisch erfasst wird, ist der Nitratgehalt. Frühere Untersuchungen ergaben, dass die Nitratkonzentration im Eis der Antarktis und in Grönland starke Schwankungen aufweist. So fanden Laluraj et al. 2011, dass auch Temperaturschwankungen eine Rolle spielen, somit ein klimatischer Zusammenhang besteht.

Eine neue Arbeit von Ogurtsov & Oinonen in der Märzausgabe des Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics hat nun diese Nitratschwankungen für die letzten 400 Jahre unter die Lupe genommen. Dabei fanden die Forscher, dass das Nitrat im Eis der Antarktis und in Grönland im Takte des 90-Jahres-Gleissberg-Sonnenzyklus schwankte. Änderungen der Sonnenaktivität nehmen daher offenbar einen signifikanten Einfluss auf die Nitratentwicklung im Eis, vermutlich über klimatische Prozesse.

Im Folgenden die Kurzfassung des Artikels:

Evidence of the solar Gleissberg cycle in the nitrate concentration in polar ice
Two sets of nitrate (NO3) concentration data, obtained from Central Greenland and East Antarctic (Dronning Maud Land) ice cores, were analyzed statistically. Distinct century-scale (50–150 yr) variability was revealed in both data sets during AD 1576–1990. It was found that century-type variation in Greenland and Antarctic nitrate correlates fairly significantly with the corresponding Gleissberg cycle: (a) in sunspot number over 1700–1970 AD; (b) in 10Be concentration in Central and South Greenland over 1576–1970 AD. Thus, presence of century-scale relationship between polar nitrate and solar activity was confirmed over the last 4 centuries. That proves that NO3 concentration in polar ice caps could serve as indicator of long-term solar variability.

Neue Studie: Sonnenaktivitätsschwankungen und Ozeanzyklen beeinflussen Temperaturen in Troposphäre und Stratosphäre

Eines der großen ungelösten Rätsel ist, in welcher Weise die Sonne es schafft, das Klima auf der Erde zu beeinflussen. Historisch-geologische Daten zeigen ganz deutlich, dass eine signifikante Beeinflussung existiert, die jedoch von den Formeln der aktuellen Klimamodelle nicht abgebildet werden kann. Es fehlt noch immer an know how darüber, welche Prozesse hier eine Rolle spielen. Vieles deutet mittlerweile darauf hin, dass die Effekte wohl vor allem in der höheren Atmosphäre, in der sogenannten Stratosphäre zu suchen sind, die dann in die darunterliegende Troposphäre weitergegeben werden. Eine besondere Bedeutung besitzt hier offenbar das UV-Licht der Sonne, aber auch möglicherweise die kosmische Strahlung.

Im Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics erschien im März 2014 eine Arbeit zu diesem Themenkomplex von Sfîcă & Voiculescu, die wichtige Effekte und Zusammenhänge in dieser Wirkungskette beschreibt:

Possible effects of atmospheric teleconnections and solar variability on tropospheric and stratospheric temperatures in the Northern Hemisphere

Possible relationships between tropospheric and stratospheric temperatures in the Northern Hemisphere and atmospheric oscillations, solar and geomagnetic activity are described, using correlation analysis. The dependence of correlations on season, solar activity level and phase of the Quasi Biennial Oscillation (QBO) is also investigated. An important finding is that the variability of the hemispheric tropospheric temperature is well connected to the Scandinavian Pattern, to the Pacific North American teleconnection and less with the North Atlantic Oscillation. There is also a possible link with the Southern Oscillation (SO) for winter. Solar UV and cosmic ray flux might influence tropospheric temperature during warm seasons, solar maximum or QBO West. Significant correlations between the Northern stratospheric temperature and the SO is observed especially during the Eastern phase of QBO and solar minimum. Signatures of geomagnetic variability are seen in the winter stratospheric temperature. The stratospheric temperature correlates with the cosmic ray flux and solar UV at annual level at solar maximum and QBO West. The UV effect at the stratospheric level is less clear than expected. The existence of some correlations between tropospheric/stratospheric temperatures and internal and external parameters under certain climatic circumstances and during different solar cycle phases might help in identifying processes that transfer energy from the Sun to different atmospheric layers and in assessing their role in climate variability.

 

Die Sonne im Februar 2014 und: Wird die nordatlantische Variabilität schon seit langem von der Sonnenaktivität bestimmt?

Von Frank Bosse und Fritz Vahrenholt

Die Sonne im Februar war nahezu „normal“ stark und schon hatten wir das bisherige Maximum des Zyklus! Die SSN (Sonnenfleckenzahl, SunSpotNumber) betrug 102,8 und war damit nur unwesentlich  geringer als im Mittel aller Zyklen 1-23 bisher.

Bild 1: Die SSN des aktuellen Zyklus 24 um Vergleich zu einem durchschnittlichen Zyklus ( blau) und dem Zyklus 5

 

Die Aktivität übertraf damit um rund 6 Punkte die des Novembers 2011, wir haben ein neues monatliches Maximum im SC  (Solar Cycle) 24. Das geomagnetische Feld wurde jedoch davon  kaum angestachelt, der Ap-Wert  (in erster Näherung gibt er Auskunft über die Stärke des Sonnenwindes) stieg auch im Februar kaum an: 10,7 ist eher niedrig  für so viele Flecken. Im Vergleich der Zyklen untereinander bis zum aktuellen Zyklusmonat tat sich nicht viel im Vergleich zum Vormonat:

Bild 2: Die aufsummierte monatliche Abweichung aller Zyklen bis zum Monat 63 vom Mittelwert

 

Nach wie vor ist der Zyklus 24 der schwächste seit 1828 wenn man die monatlichen Anomalien aufaddiert, wie im Diagramm oben gezeigt. Das sich länger hinziehende Maximum im SC24 deutete sich bereits im Vormonat an, die Umpolung der polaren Felder geht äußerst schleppend voran in diesem Zyklus (vgl. den Beitrag “Die Sonne im Januar 2014 und Neues vom polaren Sonnenfeld“).

Die Gretchenfrage bei allen Betrachtungen zur Sonnenaktivität ist stets: Was hat das für Folgerungen auf der Erde? Hier ist ein brandaktueller Aufsatz in „Nature Geoscience“ sehr aufschlussreich. Die Autoren um Paola Moffa-Sánchez von der Universität Cardiff untersuchten Sedimentkerne südlich der Südspitze von Grönland im so genannten „Subpolaren Wirbel“(Subpolare Gyre, SPG)  und konnten einen Zusammenhang zwischen der Sonnenaktivität und  der Ausprägung der „Atlantic meridional overtuning circulation“ (AMOC) herleiten. (vgl. dazu auch unseren Beitrag “Neues vom Nordatlantik: Das natürliche “Day after Tomorrow“- Szenario?“). (weiterlesen …)