Een nieuwe studie toont een verband aan tussen het einde van zonnecycli en een overgang van El Nino naar La Nina-omstandigheden in de Stille Oceaan, wat suggereert dat zonnevariabiliteit seizoensgebonden weersvariabiliteit op aarde kan veroorzaken.

Als de verbinding beschreven in het journaal Aard- en ruimtewetenschap houdt stand, het zou de voorspelbaarheid van de grootste El Nino- en La Nina-evenementen aanzienlijk kunnen verbeteren, die een aantal seizoensgebonden klimaateffecten op het land hebben. Bijvoorbeeld, het zuiden van de Verenigde Staten is meestal warmer en droger tijdens een La Nina, terwijl de noordelijke VS de neiging hebben om kouder en natter te zijn.

"Energie van de zon is de belangrijkste motor van ons hele aardse systeem en maakt leven op aarde mogelijk, " zei Scott McIntosh, een wetenschapper bij het National Center for Atmospheric Research (NCAR) en co-auteur van het artikel. "Toch, de wetenschappelijke gemeenschap is onduidelijk geweest over de rol die de variabiliteit van de zon speelt bij het beïnvloeden van weers- en klimaatgebeurtenissen hier op aarde. Deze studie toont aan dat er reden is om aan te nemen dat dit absoluut zo is en waarom de verbinding in het verleden mogelijk is gemist."

De studie werd geleid door Robert Leamon van de Universiteit van Maryland-Baltimore County, en het is ook co-auteur van Daniel Marsh bij NCAR. Het onderzoek werd gefinancierd door de National Science Foundation, die de sponsor van NCAR is, en het NASA Living With a Star-programma.

Een nieuwe zonneklok toepassen

Het verschijnen (en verdwijnen) van vlekken op de zon - de uiterlijk zichtbare tekenen van zonnevariabiliteit - worden al honderden jaren door mensen waargenomen. Het toenemen en afnemen van het aantal zonnevlekken vindt plaats in cycli van ongeveer 11 jaar, maar deze cycli hebben geen duidelijk begin en einde. Deze vaagheid in de lengte van een bepaalde cyclus heeft het voor wetenschappers een uitdaging gemaakt om de 11-jarige cyclus te matchen met veranderingen die op aarde plaatsvinden.

In de nieuwe studie de onderzoekers vertrouwen op een nauwkeuriger 22-jarige "klok" voor zonneactiviteit afgeleid van de magnetische polariteitscyclus van de zon, die ze schetsten als een regelmatiger alternatief voor de 11-jarige zonnecyclus in verschillende begeleidende onderzoeken die onlangs in peer-reviewed tijdschriften zijn gepubliceerd.

De 22-jarige cyclus begint wanneer tegengesteld geladen magnetische banden die de zon omhullen, verschijnen in de buurt van de polaire breedtegraden van de ster, volgens hun recente studies. Over de cyclus, deze banden migreren naar de evenaar, waardoor zonnevlekken verschijnen als ze over de middelste breedtegraden reizen. De cyclus eindigt wanneer de banden elkaar in het midden ontmoeten, elkaar wederzijds vernietigen in wat het onderzoeksteam een ​​terminator-gebeurtenis noemt. Deze terminators bieden nauwkeurige wegwijzers voor het einde van de ene cyclus en het begin van de volgende.

De onderzoekers legden deze terminatorgebeurtenissen op boven de zeeoppervlaktetemperaturen in de tropische Stille Oceaan die teruggaan tot 1960. Ze ontdekten dat de vijf terminatorgebeurtenissen die plaatsvonden tussen die tijd en 2010-11 allemaal samenvielen met een omslag van een El Niño (wanneer de zeeoppervlaktetemperaturen warmer dan gemiddeld) tot een La Nina (wanneer de oppervlaktetemperaturen van de zee koeler zijn dan gemiddeld). Het einde van de meest recente zonnecyclus - die zich nu ontvouwt - valt ook samen met het begin van een La Nina-gebeurtenis.

"We zijn niet de eerste wetenschappers die bestuderen hoe de variabiliteit van de zon veranderingen in het aardsysteem kan veroorzaken, "Zei Leamon. "Maar we zijn de eersten die de 22-jarige zonneklok toepassen. Het resultaat - vijf opeenvolgende terminators in de rij met een schakelaar in de El Nino-oscillatie - is waarschijnlijk geen toeval."

In feite, de onderzoekers deden een aantal statistische analyses om de waarschijnlijkheid te bepalen dat de correlatie slechts een toevalstreffer was. Ze ontdekten dat er maar 1 op 5 was, 000 kans of minder (afhankelijk van de statistische test) dat alle vijf terminatorgebeurtenissen die in het onderzoek zijn opgenomen willekeurig zouden samenvallen met de verandering van de oceaantemperaturen. Nu een zesde terminator-gebeurtenis - en de overeenkomstige start van een nieuwe zonnecyclus in 2020 - ook samenviel met een La Nina-gebeurtenis, de kans op een toevallige gebeurtenis is nog kleiner, zeiden de auteurs.

Het artikel gaat niet in op welke fysieke verbinding tussen de zon en de aarde verantwoordelijk zou kunnen zijn voor de correlatie, maar de auteurs merken op dat er verschillende mogelijkheden zijn die verdere studie rechtvaardigen, inclusief de invloed van het magnetische veld van de zon op de hoeveelheid kosmische straling die naar het zonnestelsel ontsnapt en uiteindelijk de aarde bombardeert. Echter, een robuust fysiek verband tussen kosmische stralingsvariaties en klimaat moet nog worden bepaald.

"Als verder onderzoek kan aantonen dat er een fysieke verbinding is en dat veranderingen op de zon echt variabiliteit in de oceanen veroorzaken, dan kunnen we misschien ons vermogen om El Nino- en La Nina-gebeurtenissen te voorspellen verbeteren, ' zei McIntosh.