Ak sa energia zo slnka mení v priebehu 11-ročného slnečného cyklu iba o 0,1 percenta, mohla by takáto malá zmena spôsobiť veľké zmeny v obrazcoch počasia na Zemi? Áno, hovoria vedci z Národného centra pre výskum atmosféry (NCAR), ktorí vo svojej štúdii použili viac ako storočie pozorovania počasia a tri silné počítačové modely. Našli jemné prepojenia medzi slnečným cyklom, stratosférou a tropickým Tichým oceánom, ktoré pracujú synchronizovane a vytvárajú periodické vzorce počasia, ktoré ovplyvňujú väčšinu zemegule. Vedci tvrdia, že to pomôže predpovedať intenzitu určitých klimatických javov, napríklad indického monzúnu a tropických dažďových zrážok v Tichomorí, niekoľko rokov vopred.
„Slnko, stratosféra a oceány sú prepojené spôsobmi, ktoré môžu ovplyvniť udalosti, ako sú zimné zrážky v Severnej Amerike,“ hovorí vedec NCAR Gerald Meehl, hlavný autor. „Pochopenie úlohy slnečného cyklu môže poskytnúť ďalší pohľad, pretože vedci sa snažia predpovedať regionálne meteorologické vzorce na nasledujúcich desať rokov.“
Nová štúdia skúmala súvislosť medzi dopadom Slnka na dva zdanlivo nesúvisiace regióny. Chemikálie vo vrstvách stratosféry a teploty morských hladín v Tichom oceáne reagujú počas slnečného maxima spôsobom, ktorý zosilňuje vplyv Slnka na niektoré aspekty pohybu vzduchu. To môže zintenzívniť vietor a zrážky, zmeniť teploty morskej hladiny a zakalenie v určitých tropických a subtropických oblastiach a v konečnom dôsledku ovplyvniť globálne počasie.
Tím najprv potvrdil skoršiu teóriu, že mierny nárast slnečnej energie počas špičkovej výroby slnečných škvŕn je absorbovaný stratosférickým ozónom. Energia ohrieva vzduch v stratosfére nad trópmi, kde je slnečné žiarenie najintenzívnejšie, pričom stimuluje aj tvorbu dodatočného ozónu, ktorý absorbuje ešte viac slnečnej energie. Pretože stratosféra sa nerovnomerne zahreje, pričom najvýraznejšie otepľovanie sa vyskytuje v nižších zemepisných šírkach, stratosférické vetry sa menia a prostredníctvom reťazca vzájomne prepojených procesov nakoniec posilňujú tropické zrážky.
Zvýšené slnečné svetlo pri maximálnom slnečnom žiarení zároveň spôsobuje mierne otepľovanie povrchových vôd oceánov cez subtropický Tichý oceán, kde sú oblaky blokujúce Slnko zvyčajne nedostatočné. Toto malé množstvo dodatočného tepla vedie k väčšiemu odparovaniu a produkuje ďalšiu vodnú paru. Na druhej strane je vlhkosť prenášaná vetrom obchodu do normálne daždivých oblastí západného tropického Tichého oceánu, ktoré poháňa silné dažde a zosilňuje účinky stratosférického mechanizmu.
Vplyv stratosféry zhora nadol a vplyv oceánu zdola nahor spolupracujú na zintenzívnení tejto slučky a posilnení obchodných vetrov. Keď viac slnečných lúčov zasiahne suchšie oblasti, tieto zmeny sa navzájom posilňujú, čo vedie k menšiemu počtu mrakov v subtropoch, čo umožňuje, aby sa ešte viac slnečného svetla dostalo na povrch, a vytvára pozitívnu spätnú väzbu, ktorá ďalej zväčšuje reakciu na podnebie.
Tieto stratosférické a oceánske reakcie počas maximálneho slnečného žiarenia udržujú rovníkovú oblasť východného Tichého oceánu ešte chladnejšiu a suchšiu, než je obvyklé, a vytvárajú podmienky podobné udalosti v La Nina. Chladenie asi 1 - 2 stupňov Fahrenheita je však sústredené ďalej na východ než v typickej La Nine, je iba asi polovičné a je spojené s rôznymi vzormi vetra vo stratosfére.
Reakcia Zeme na slnečný cyklus trvá rok alebo dva po maximálnej aktivite slnečných škvŕn. Vzor podobný La Nina vyvolaný solárnym maximom má tendenciu sa vyvíjať do podobného vzoru ako El Nino, pretože pomaly prúdiace prúdy nahrádzajú studenú vodu cez východný tropický Pacifik teplejšou vodou. Odozva oceánu je iba asi o polovicu silnejšia ako v prípade El Nino a oneskorené teplo nie je také konzistentné ako La Nina-podobné vzorce, ktoré sa vyskytujú počas vrcholov slnečného cyklu.
Solárne maximum môže potenciálne zvýšiť skutočnú udalosť La Nina alebo tlmiť skutočnú udalosť El Nino. La Nina z rokov 1988 - 1989 sa nachádzala blízko vrcholu maxima slnečnej energie. Že La Nina sa stala nezvyčajne silnou a bola spojená s výraznými zmenami v počasí, ako je nezvyčajne mierna a suchá zima v juhozápadných Spojených štátoch.
Indický monzún, teploty a zrážky v Tichom oceáne a ďalšie regionálne klimatické vzorce sú do veľkej miery poháňané stúpajúcim a klesajúcim vzduchom v zemských trópoch a subtropoch. Nová štúdia by preto vedcom mohla pomôcť predpovedať slnečný cyklus, aby odhadli, ako by sa táto cirkulácia as ňou súvisiace regionálne klimatické vzorce mohli meniť v priebehu nasledujúcich desiatich alebo dvoch rokov.
Tím použil tri rôzne počítačové modely, aby preskúmal všetky premenné a každá prišla s rovnakým výsledkom, že aj malá variabilita slnečnej energie by mohla mať na Zem hlboké účinky.
"S pomocou zvýšeného výpočtového výkonu a vylepšených modelov, ako aj pozorovacích objavov, objavujeme viac toho, ako sa kombinujú mechanizmy na spojenie slnečnej variability s naším počasím a klímou," hovorí Meehl.
Prieskum tímu bol uverejnený v časopise Science.
