Hoeveel invloed hebben de variaties van de zonnecyclus op ons klimaatsysteem? Kunnen stijgende aardtemperaturen als gevolg van antropogene effecten in de toekomst gedeeltelijk worden gecompenseerd door een vermindering van zonne-forcering? Deze vragen zijn al lang onderwerp van klimaatonderzoek. Onderzoekers moeten de fluctuaties van zonneforcering op de tijdschaal van de 11-jarige zonnevlekkencyclus zo nauwkeurig mogelijk kennen om deze te gebruiken als invoerparameters voor simulaties van klimaatmodellen. Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van het GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel en het Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) in Granada (Spanje) heeft nu een nieuwe dataset gepubliceerd, die als basis zal worden gebruikt voor alle toekomstige modelvergelijkingsstudies, en vooral, het volgende klimaatbeoordelingsrapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

"Voor zonnestraling, we hebben in wezen twee datasets gecombineerd, een van onze Amerikaanse collega's en een van het Max Planck Institute for Solar System Research in Göttingen, " legt de eerste auteur Prof. Dr. Katja Matthes van GEOMAR uit. "In deze nieuwe dataset, de variabiliteit in het UV-bereik is sterker dan voorheen. Dit leidt tot een opwarming van de stratosfeer en een verhoogde ozonproductie bij de maximale activiteit van de zon."

De wetenschappers verwachten dat deze nieuwe zonneforcering zal leiden tot meer uitgesproken signalen in de stratosfeer op hoogtes tussen 15 en 50 kilometer, die het oppervlakteklimaat kunnen beïnvloeden door gecompliceerde interactiemechanismen. Verdere innovaties van de dataset zijn een nieuwe referentiewaarde voor de zogenaamde "zonneconstante, " de totale zonnestraling, d.w.z. de bestralingssterkte gemiddeld over alle golflengten. De nieuwe schatting is met 1, 361 watt per vierkante meter lager dan voorheen. In aanvulling, de effecten van energetische deeltjes worden beschouwd.

De nieuwe dataset zal de komende jaren worden gebruikt als referentie voor de zesde cyclus van een internationaal gecoördineerd intervergelijkingsproject van gekoppelde oceaan-atmosfeermodellen. De zogenaamde CMIP-experimenten (Coupled Model Intercomparison Project) zijn een belangrijke kwaliteitscontrole van klimaatmodellen en vormen de basis voor de klimaatrapporten van het IPCC.

Wat verwachten wetenschappers van de nieuwe dataset? "In ons toekomstscenario voor CMIP6, we geven een meer verfijnde schatting van de toekomstige ontwikkeling van zonneactiviteit na 2015, " legt Dr. Bernd Funke uit, co-auteur van de studie. "Tegen 2070, een afname van de gemiddelde activiteit van de zon tot een kleiner zonneminimum wordt verwacht. Dit gaat het antropogene signaal van de opwarming van de aarde tegen, maar geen significante invloed zal hebben op de ontwikkeling van de mondiale gemiddelde oppervlaktetemperaturen, " Dr. Funke gaat verder. Echter, regionale effecten mogen niet te verwaarlozen zijn. In aanvulling, Voor de eerste keer, een kwantificering van zonnestraling en deeltjeseffecten zal mogelijk zijn.

De nieuwe dataset is het resultaat van een grote, interdisciplinaire teaminspanning, van zonnefysici en energetische deeltjesexperts tot klimaatmodelleurs. Dit werk is uitgevoerd als onderdeel van een internationaal project van het World Climate Research Programme. Onder leiding van Katja Matthes en Bernd Funke, de wereldwijde expertise over dit onderwerp werd gecombineerd om de best mogelijke beoordeling van het verleden, huidige en toekomstige zonnevariabiliteit.

"De nieuwe dataset zal ons helpen om ons begrip van natuurlijke decadale klimaatvariabiliteit verder te verbeteren en om natuurlijke en antropogene processen duidelijker te onderscheiden, ’ concludeert prof. Matthes.