Astronomická hypotéza Sluneční aktivita Kamil Láska Pavel Prošek Geografický ústav PřF Masarykova Univerzita laska@sci.muni.cz 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
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 8 Zdroj: IPCC 2007
Pages News, Vol.13, No.3 - výsledky analýzy přírůstku korálů (oceány nízkých šířek) doplněné o relativní obsah izotopu kyslíku O 18 globální teplota Průměrná insolace na 65 s.š. Pohled do budoucnosti kdy přijde ochlazení? 9 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 12 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)
Změny solární konstanty I 0 v závislosti na sluneční aktivitě - během 11-letého cyklu cca o 0,1 % - v letech 2003 2007 činila I 0 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
17 Radiační působení podle klimatotvorných faktorů
18 Příspěvek k radiačnímu působení v letech 1750-2005
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