Astronomická hypotéza Sluneční aktivita Kamil Láska Pavel Prošek Geografický ústav PřF Masarykova Univerzita
[email protected]
Kurz polární ekologie, 13.-17.6.2011, České Budějovice 1
Změny teploty vzduchu na Zemi
2
→ dlouhodobé změny parametrů zemské dráhy
Oběh Země kolem Slunce - délka dnů a nocí na Zemi - střídání ročních období
Brázdil et al. (1986) 3
Za nejvěrohodnější hypotézu objasňující kvartérní klimatické cykly je považována Milankovičova astronomická hypotéza • • • • •
M. Milanković, 1930 (novojuliánský kalendář) glaciály (stadiály, interstadiály) a interglaciály (donau) günz, günz-mindel, mindel, mindel-riss, riss, riss-würm, würm kvartérní klimatický cyklus: 15-20 změny parametrů zemské dráhy: → sklon zemské osy → délka perihelu → výstřednost zemské dráhy
Zdroj: IPCC 2007
4
a) sklon zemské osy • ε = 22º04’ - 24°34’, perioda 41000 let • růst ε růst deklinace Slunce růst výšky Slunce nad obzorem v létě (léto teplejší) pokles výšky Slunce nad obzorem v zimě (zima chladnější)
Změny v hodnotách extraterestrální insolace v létě, v zimě a za rok v různých zeměpisných šířkách při nárůstu ε o 1º
5
b) délka perihelu Π (úhlová vzdálenost přísluní od jarního bodu) – perioda 21000 let (důsledek precese) • Země se dostává nejblíže ke Slunci v různých částech roku v přísluní jsou období kratší a teplejší • nastává následující cyklus: 1) Π = 0º - jarní rovnodennost v přísluní, podzimní v odsluní (léto odpovídá zimě) 2) Π = 90º - v přísluní Země v době zimního slunovratu, v odsluní v době letního slunovratu (zima kratší a teplejší, léto delší a chladnější) 3) Π = 180º - podzimní rovnodennost v přísluní, jarní v odsluní (léto odpovídá zimě) 4) Π = 270º - v přísluní Země v době letního slunovratu, v odsluní v době zimního slunovratu (léto kratší a teplejší, zima delší a chladnější)
6
Brázdil et al. (1986)
c) výstřednost zemské dráhy e • e = 0,0007-0,0658, perioda kolem 100 000 let • nejkratší období v přísluní, nejdelší v odsluní (relativně teplejší resp. chladnější období) → čím kratší je období, tím je teplejší
Vznik zalednění (akumulace x ablace) → zima relativně teplá, léto relativně chladné → na severní polokouli: nejmenší ε, největší e, Π blízké 90 nebo 270°
7
•
•
8
graf ekvivalentních šířek pro 65º s.š. (šířky, které dostávají v současnosti v tzv. letním kalorickém půlroce stejné množství slunečního tepla jako v minulosti 65º) růst ekvivalentní šířky = ochlazení a naopak
Zdroj: IPCC 2007
Pages News, Vol.13, No.3
- výsledky analýzy přírůstku korálů (oceány nízkých šířek) doplněné o relativní obsah izotopu kyslíku O18 → globální teplota Průměrná insolace na 65°s.š.
9
Pohled do budoucnosti – kdy přijde ochlazení?
Pages News, Vol.13, No.3
Sluneční aktivita – soubor různých jevů, vyskytujících se v některých obdobích a některých oblastech na Slunci, které ovlivňují tok elektromagnetického a korpuskulárního záření Slunce – sluneční protuberance, sluneční skvrny, chromosférické erupce, fakule
10
Ukazatel sluneční aktivity Wolfovo relativní číslo R = k (10g + f), g – počet skupin skvrn f – počet skvrn na viditelné polokouli Slunce k – konstanta závislá na použitém zvětšení dalekohledu
11
Brázdil et al. (1986)
Sluneční aktivita - periodicita
Benestad, R.E. (2003): Solar Activity and Earth’s Climate
Cykličnost hodnot Wolfových relativních čísel: a) 11-letý cyklus Schwabeho b) 22-letý cyklus Haleho c) 80-90-letý cyklus Gleissbergův d) 180-letý cyklus (pohyb Slunce kolem středu sluneční soustavy) 12
Změny solární konstanty I0 v závislosti na sluneční aktivitě - během 11-letého cyklu cca o 0,1 % - v letech 2003 – 2007 činila I0 1366,3 W.m-2
13
Solární konstanta v letech 1978-2007 (vytvořeno z několika družicových měření). Převzato z ftp://ftp.pmodwrc.ch/pub/Claus/ISSI_WS2005/ISSI2005a_CF.pdf
Důsledky tvaru Země Zonální rozdělení úhrnů slunečního záření na zemském povrchu
14
Vztah sluneční aktivity a teploty na Zemi (1)
15
Benestad, R.E. (2003): Solar Activity and Earth’s Climate
Vztah sluneční aktivity a teploty na Zemi (2)
16
Benestad, R.E. (2003): Solar Activity and Earth’s Climate
Radiační působení podle klimatotvorných faktorů
17
Příspěvek k radiačnímu působení v letech 1750 - 2005
18
Radiační působení podle klimatotvorných faktorů
Ramaswamy et al., 2001
Zdroj: IPCC 2007 19
Radiační působení podle klimatotvorných faktorů (časoprostorové hledisko)
Pages News, Vol.13, No.3
20
