Artikkel

Norges “sommerparadis” 2018: Er solen ansvarlig?

solmontasje, Huk
Til venstre sees en montasje av ti sol-røntgenbilder av solaktivitet mellom 1991 og 2001, tatt av Yohkoh Soft X-ray-teleskopet. Til høyre: Hukodden i Oslo en sommerdag i juli i år. Foto: Martina D'Angelo

Norges “sommerparadis” 2018: Er solen ansvarlig?

Årets norske sommer er uforglemmelig med sine varmerekorder. Solen er kilden til all energi som gjør jordkloden beboelig, så hvor mye har den bidratt til hetebølgen?

Varmen og tørken i sommer hadde store konsekvenser for mennesker, dyr, avlinger og miljøet. For å forstå det som skjer her på jorden, må vi også ta i betraktning det som skjer på vår egen livgivende stjerne.

«Sola fremstår for oss mennesker som en statisk og rolig, gul skive på himmelen», skriver solforsker Pål Brekke i boken Den stormfulle sola. Imidlertid har professor Sami K. Solanki, som er direktør ved Max Planck Institute og var årets Rosseland-foreleser ved UiO, vist oss at solen egentlig er en urolig og varierende stjerne, en enorm lyskilde som påvirker klima og miljø over hele kloden.

Solen, en kjedelig stjerne?

Rosseland-forelesningen

Hvert år arrangerer Institutt for teoretisk astrofysikk ved UiO en halv-populærvitenskapelig forelesning til minne om Norges fremste astrofysiker og grunnlegger av instituttet, professor Svein Rosseland (1894-1985).

Foreleserne er internasjonalt kjente, fremragende astrofysikere. Årets foreleser var professor Sami K. Solanki, direktør ved Max Planck Institute for Solar System Research.

Årets tilhørere fikk et fascinerende innblikk i hvordan solaktiviteten har spilt en rolle i forbindelse med klima og verdens globale oppvarming. Og den varmeste maimåneden i norsk historie var det perfekte utgangspunktet.

Se opptak av professor Solankis forelesning her.

Gjennom de siste 70 år har solforskningen i økende grad fokusert på de intrikate strukturene og dynamikken til solens magnetfelt, som er opphav til en rekke av de energetiske aktivitetene som observeres i fotosfæren, dominerer energien i den ytre solatmosfæren (kromosfæren, overgangssonen, koronaen), regulerer solvinden og påvirker den utvidede heliosfæren inn i jordens øvre atmosfære.

– Uten magnetfelt ville Solen vurderes som en relativt kjedelig stjerne, sier professor Solanki.

Han forklarer at Solens magnetisme er mye mer avansert enn den på Jorden og dannes av dynamoprosesser i solens indre.

– Solen er laget av plasma, en gasslignende materie der elektroner og ioner har skilt lag og laget en heftig miks av ladede partikler. Når ladede partikler beveger seg, skaper de magnetfelt, som igjen forsteker hvordan partiklene beveger seg. Plasmaen i solen skaper dermed et komplisert årsak-effekt-system, forklarer han. Dette er kjent som solens dynamo.

11-årig syklus

Solen roterer ikke som et fast legeme. På det ytterste laget roterer plasma raskere ved ekvator (ca. 25 dager) enn ved høyere breddegrader (ca. 35 dager nær polene). Denne ulikheten gjør at magnetfeltlinjene plutselig kobler seg sammen, og da frigjøres enorme mengder energi i form av lys og varme.

sol, solflekker
Gjennom spesielle DARK-filtre kan solflekker på solskiven se ut som bildet til venstre. Til høyre er et nærbilde av noen andre solflekker. Den største til høyre er større enn jorden. Foto: SOHO (NASA og ESA) og Kungliga Vetenskapsakademien

Dette ustabile magnetfeltet forårsaker solflekker, fakler og andre flammelignende strukturer (protuberanser), voldsomme eksplosjoner (flare) og raskt, kraftig utbrudd av gass (koronamasseutbrudd). Denne vridningen av magnetfeltlinjene er grunnlaget for den elleveårige solsyklusen, tror solforskerne.

Professor Solanki forklarer at i løpet av ca. 11 år går solen gjennom både stille perioder – det vil si at det er få solflekker og ikke så mange utbrudd og eksplosjoner fra sola – og mer aktive perioder. Solflekker er mørke områder på soloverflaten med spesielt sterkt magnetfelt.

«Ved å observere antall solflekker kan vi dermed kartlegge hvor store magnetiske krefter som er i sving på sola og når vi vil få kraftige solstormer», forklarer Pål Brekke i boka si.

Er du interessert i forskningsnyheter om realfag og teknologi? Følg Titan.uio.no på Facebook eller abonner på nyhetsbrevet vårt

Den lille istid

Antallet solflekker og plasseringen deres er blitt studert systematisk siden 1610, da Galileo Galilei tok i bruk sitt nylagde teleskop. Ut fra tidligere observasjoner av solflekker kan man se at i perioden 1645 til 1715 hadde Solen særlig få flekker. Perioden, som kalles Maunder Minimum, også omtalt som “Den lille istid”, tilsvarte en lengre kuldeperiode i det nordlige Europa.

solflekker
Gjennomsnittlig antall solflekker de siste 400 år.  Illustrasjon: N.A. Krivova

Forskerne har kunnet finne liknende forandringer i aktivitet (med liten eller ingen aktivitet på solen) inntil 7000 år tilbake i tid ved å undersøke blant annet vekstringer i trær og variasjoner i radioaktivt karbon i avleiringer som kan knyttes til solaktivitet. Dette tyder på at det er sammenheng mellom solaktivitet og klima.

Ulike retninger

I tillegg til at solen forandrer seg raskt, er den en enorm lyskilde. I 4,6 milliarder år har kjernefusjon omgjort hydrogen til helium i solens kjerne, og denne energien vil holde solen strålende i 5 milliarder år til.

Solens energiproduksjon er så ufattelig stor (385 milliarder milliarder megawatt) at hvis den kunne samles på Jorda i rundt 30 minutter (på ekvator, ved middagstid og ingen skyer), ville det være nok til å dekke verdens årlig energibehov, sier professor Solanki.

temperaturøkning
Global temperatur i rødt og total solutstråling i blått. Illustrasjon: Skepticalscience.com/CC BY 3.0

Solen er dermed vår egentlige energikilde, og hver endring i solens strålingsutgang påvirker også energibalansen på jordens overflate og atmosfære, slik at det påvirker vårt klima.

De siste 400 år har jordens temperatur og solutstrålingen gått parallelt. Kombinasjonen av solintensiteten og vulkanutbrudd har hatt betydning for visse klimaforandringer, for eksempel Maunder Minimum.

Men i løpet av de siste 50 år med global oppvarming viser data at solintensiteten og temperaturen har gått i ulike retninger. Selv om det ikke har vært noen vesentlig endring i solens tilstand siden 1950-tallet (i løpet av/gjennom en solflekksyklus regnes variasjonen i solens utstråling til ca. 0,1 %), er det blitt registrert en kraftig temperaturstigning.

Den globale oppvarmingen siden 1980-tallet kan ikke tilskrives solaktiviteten eller andre naturlige årsaker, konkluderer Solanki.

Det er klart at konsentrasjonene av drivhusgassene er blitt den dominerende faktor utover i vårt århundre.

LES OGSÅ: Vil knekke varmekoden på sola

Ute av balanse

«Det er Jordas atmosfære som gjør det mulig for oss mennesker å leve her på Jorda», kommenterer Pål Brekke i boka si.

Ja, den beskytter oss mot farlig ultrafiolett stråling fra solen og holder oss samtidig passe varme både dag og natt, som en teppe. Denne effekten kalles drivhuseffekten. Ulike hendelser fører til endringer i tilstanden til vår atmosfære ved å sette den “ut av balanse” og har dermed en innflytelse på klimaet.

De fleste klimaforskere mener at et økt innhold av såkalte drivhusgasser (karbondioksid (CO2), metan (CH4), lystgass (N2O)) i atmosfæren har gitt økt temperatur ved overflaten, og over lang tid har det ført til klimaendringer.

Siden den industrielle revolusjonen har menneskene bidratt til denne økningen gjennom forbrenning av kull, olje og gass. Ikke minst kommer omkring 30 % av CO2-utslippene fra avskoging og endret bruk av landarealer og bidrar dermed til oppvarming. Flere av disse tingene kan foregå samtidig, og de kan både forsterke og svekke hverandre, men ekskluderer ikke nødvendigvis andre årsaker. 

I et langtidsperspektiv er den sykliske endringen i solaktiviteten ikke den avgjørende grunnen til denne eksepsjonelt varme sommeren.

Ikke bare “lys og varm”

solen
Illustrasjonen viser hvordan partikler sendes ut fra solen og sniker seg inn der jordens magnetfelt er svakest, ved polene. Land langt sør og nord, som Norge, er derfor mest utsatt for skadelige konsekvenser av solstormer. Foto: NASA

Vår nærmeste stjerne bidrar med mye mer enn bare “lys og varme”. Til enhver tid sender solen ut en strøm av partikler (elektroner, protoner osv.) med høy hastighet (omtrent 450 km/sekund) som fyller heliosfæren, den enorme boblen i rommet hvor alle planetene i vårt solsystem befinner seg.

Heldigvis virker jordens magnetosfære som et usynlig skjold som beskytter oss mot disse farlige sol-partiklene, som er ansvarlige for både det vakre polarlyset (nordlys) og gir noen problemer for elektronisk utstyr og for kommunikasjonssatellittene som går i bane rundt jorden.

I perioder med høy solaktivitet blir solvinden ekstra kraftig, og da blir nordlyset sterkere enn vanlig. I tillegg opplever solen voldsomme og plutselige utbrudd der milliarder av tonn med gass slynges ut i verdensrommet. Slike utbrudd, kalt koronamasseutbrudd (CME), skaper en slags "storm" der det når fram til Jordas magnetfelt.

Solstormene kan true strømnettet, skade satellitter, være farlig for astronauter og sette navigasjonsinstrumenter på fly ut av drift. I dagens teknologibaserte samfunn får solstormene store konsekvenser.

– Vi kan foreløpig ikke forutsi når et CME  skal produseres fra solen og sendes mot jorden, sier Solanki.

Mer kunnskap, mindre overraskelse

Økt kunnskap om solaktivitet og dens innflytelse på Jordas klima gjennom avansert solfysikkforskning og ved bruk av satellitter som kan se inn i solens indre og varsle solstormer, kan bidra til å spare enorme ressurser.

”Vi må også klare å forvente det uventede, og det viser både forskning og erfaring at vi er lite flinke til. Årets sommer er et typisk eksempel”, sier CICERO-forsker Bjørn Hallvard Samset i en ytring på nrk.no.

Kontakt:

Rosseland Centre for Solar Physics (RoCS)

Mer på Titan.uio.no:

Skriv ny kommentar

Verifiser deg (din epost-adresse vil ikke bli vist offentlig)

Les også

Dagens islandshester nedstammer antakelig fra hestene som ble gravlagt sammen med vikinger på Island.

Mektige islandske vikinger fikk hingster med seg i graven

Eldgammelt DNA fra 19 hester i vikinggraver er undersøkt, og det viste seg at alle unntatt én var av hankjønn. Det tyder på at de virile og til dels aggressive dyrene ble slaktet som ledd i et gravferdsritual som skulle markere den avdøde vikingens status.

Else-Ragnhild Neumann

Et forskerliv i stein og vulkaner

Hun ble Norges første kvinnelige professor i geologi og er ikke minst kjent for sine funn om det vulkanske Oslofeltet. På hennes 80-årsdag, 7. desember, deles den første prisen ut i Else-Ragnhild Neumanns navn.