Chinesisch-US-amerikanische Gemeinschaftsstudie dokumentiert Beeinflussung eines atlantischen Ozeanzyklus durch Sonnenaktivitätsschwankungen

Eine Vielzahl von geologischen Analysen lässt keinen Zweifel daran, dass Aktivitätsschwankungen der Sonne einen enormen Einfluss auf das irdische Klimageschehen ausüben. Wie die Kopplung genau funktioniert, darüber sind sich die Forscher allerdings noch uneinig. Im Mai 2012 hatten wir bereits an dieser Stelle über eine Studie berichtet, die eine Kopplung der Nordatlantischen Oszillation (NAO) und der solaren Aktivität dokumentierte (siehe “Sonne übt starken Einfluss auf die Nordatlantische Oszillation (NAO) aus: Neue Studie im Journal of Geophysical Research“). Nun hat ein weiteres Forscherteam eine solche Beeinflussung bestätigen können. Im September 2013 veröffentlichte ein Forscherteam um Limin Zhou von der East China Normal University im Fachmagazin Advances in Space Research eine Studie, in der die Wissenschaftler den Sonneneinfluss für diesen bedeutenden atlantischen Ozeanzyklus sowohl im Tages- als auch im Jahresmaßstab feststellen konnten. Zhou und Kollegen vermuten, dass die Kopplung über das elektrostatische Feld der Erde und Effekte in der Stratosphäre abläuft.

Im Folgenden die Kurzfassung der Arbeit im englischen Original (Fettsetzung ergänzt):

Indices of the North Atlantic Oscillation and the Arctic Oscillation show correlations on the day-to-day timescale with the solar wind speed (SWS). Minima in the indices were found on days of SWS minima during years of high stratospheric aerosol loading. The spatial distribution of surface pressure changes during 1963-2011 with day-to-day changes in SWS shows a pattern resembling the NAO. Such a pattern was noted for year-to-year variations by Boberg and Lundstedt (2002), who compared NAO variations with the geo-effective solar wind electric field (the monthly average SWS multiplied by the average southward component, i.e., negative Bz component, of the interplanetary magnetic field). The spatial distribution of the correlations of geopotential height changes in the troposphere and stratosphere with the SWS; the geoeffective electric field (SWS∗Bz); and the solar 10.7 cm flux suggests that solar wind inputs connected to the troposphere via the global electric circuit, together with solar ultraviolet irradiance acting on the stratosphere, affect regional atmospheric dynamics.

Mit Dank an The Hockey Schtick.

Eine weitere Studie zu diesem Themenkomplex erschien im Oktober 2013 in den Environmental Research Letters. Eine Gruppe des British Antarctic Survey um Mai Mai Lam fand in ihrer Arbeit eine systematische Beeinflussung des Luftdrucks in hohen und mittleren Breiten durch das interplanetare magnetische Feld, welches wiederum durch den Sonnenwind bzw. die Sonnenaktivität mitgesteuert wird. Wer das genauer wissen will, kann auf WUWT und The Hockey Schtick gute Zusammenfassungen finden. Hier die Kurzfassung des Artikels von Lam und Kollegen (Fettsetzung ergänzt):

The existence of a meteorological response in the polar regions to fluctuations in the interplanetary magnetic field (IMF) component By is well established. More controversially, there is evidence to suggest that this Sun–weather coupling occurs via the global atmospheric electric circuit. Consequently, it has been assumed that the effect is maximized at high latitudes and is negligible at low and mid-latitudes, because the perturbation by the IMF is concentrated in the polar regions. We demonstrate a previously unrecognized influence of the IMF By on mid-latitude surface pressure. The difference between the mean surface pressures during times of high positive and high negative IMF By possesses a statistically significant mid-latitude wave structure similar to atmospheric Rossby waves. Our results show that a mechanism that is known to produce atmospheric responses to the IMF in the polar regions is also able to modulate pre-existing weather patterns at mid-latitudes. We suggest the mechanism for this from conventional meteorology. The amplitude of the effect is comparable to typical initial analysis uncertainties in ensemble numerical weather prediction. Thus, a relatively localized small-amplitude solar influence on the upper atmosphere could have an important effect, via the nonlinear evolution of atmospheric dynamics, on critical atmospheric processes.

 

Im Dezember 2012 erschien im Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics von Georgieva et al. die Arbeit “Solar influences on atmospheric circulation”. Auch hier wird ein Zusammenhang zwischen Sonne und NAO festgestellt. Allerdings ist diese Korrelation aufgrund von Schwankungen im Sonnendynamo und den Magnetfeldern variabel. Hier die Kurzfassung:

Various atmospheric parameters are in some periods positively and in others negatively correlated with solar activity. Solar activity is a result of the action of solar dynamo transforming solar poloidal field into toroidal field and back. The poloidal and toroidal fields are the two faces of solar magnetism, so they are not independent, but we demonstrate that their long-term variations are not identical, and the periods in which solar activity agents affecting the Earth are predominantly related to solar toroidal or poloidal fields are the periods in which the North Atlantic Oscillation is negatively or positively correlated with solar activity, respectively. We find further that solar poloidal field-related activity increases the NAM index, while solar toroidal field-related activity decreases it. This is a possible explanation of the changing correlation between the North Atlantic Oscillation and solar activity.