Ja saules enerģija 11 gadu Saules cikla laikā mainās tikai par 0,1 procentiem, vai šāda neliela variācija varētu izraisīt lielas izmaiņas laika apstākļu izmaiņās uz Zemes? Jā, sakiet, ka Nacionālā atmosfēras pētījumu centra (NCAR) pētnieki, kuri savā pētījumā izmantoja vairāk nekā gadsimta laika novērojumus un trīs jaudīgus datoru modeļus. Viņi atrada smalkus savienojumus starp saules ciklu, stratosfēru un tropisko Kluso okeānu, kas darbojas sinhronizācijā, lai ģenerētu periodiskus laika apstākļus, kas ietekmē lielu daļu zemeslodes. Zinātnieki apgalvo, ka tas palīdzēs prognozēt noteiktu klimata parādību, piemēram, Indijas musona un tropiskā Klusā okeāna nokrišņu intensitāti gadus iepriekš.
"Saule, stratosfēra un okeāni ir savienoti tādā veidā, kas var ietekmēt tādus notikumus kā ziemas nokrišņi Ziemeļamerikā," saka NCAR zinātnieks Džeralds Meehls, galvenais autors. "Izpratne par saules cikla lomu var sniegt papildu ieskatu, jo zinātnieki strādā, lai prognozētu reģionālos laika apstākļus nākamajām pāris desmitgadēm."
Jaunajā pētījumā tika apskatīta saikne starp Saules ietekmi uz diviem šķietami nesaistītiem reģioniem. Ķīmiskās vielas stratosfērā un jūras virsmas temperatūra Klusajā okeānā saules maksimālā laikā reaģē tādā veidā, kas pastiprina Saules ietekmi uz dažiem gaisa kustības aspektiem. Tas var pastiprināt vēju un nokrišņu daudzumu, mainīt jūras virsmas temperatūru un mākoņu pārklājumu noteiktos tropu un subtropu reģionos un galu galā ietekmēt globālos laika apstākļus.
Komanda vispirms apstiprināja agrāku teoriju, ka stratosfēras ozons absorbē nelielu saules enerģijas pieaugumu laikā, kad tiek ražoti saules punkti. Šī enerģija sasilda gaisu stratosfērā virs tropiem, kur visintensīvākā ir saules gaisma, vienlaikus stimulējot arī papildu ozona veidošanos, kas absorbē vēl vairāk saules enerģijas. Tā kā stratosfēra sasilda nevienmērīgi un visizteiktākā sasilšana notiek zemākajos platuma grādos, stratosfēras vēji tiek mainīti un caur savstarpēji saistītu procesu ķēdi tiek pastiprināti tropiskie nokrišņi.
Tajā pašā laikā palielinātā saules gaisma pēc saules maksimuma rada nelielu okeāna virszemes ūdeņu sasilšanu pāri subtropu Klusajam okeānam, kur Sauli bloķējošu mākoņu parasti nav. Šis nelielais papildu siltuma daudzums noved pie lielākas iztvaikošanas, radot papildu ūdens tvaikus. Tirdzniecības vēji mitrumu parasti ved uz Klusā okeāna rietumu tropiskajiem apgabaliem, kas parasti ir lietaini, un tas veicina stiprākas lietavas un pastiprina stratosfēras mehānisma iedarbību.
Stratosfēras augšupējā un okeāna augšupējā ietekme darbojas kopā, lai pastiprinātu šo cilpu un stiprinātu tirdzniecības vēju. Tā kā arvien vairāk saules nokļūst sausākās vietās, šīs izmaiņas pastiprina viena otru, radot mazāk mākoņu subtropos, ļaujot vēl vairāk saules gaismai sasniegt virsmu un veidojot pozitīvas atgriezeniskās saites cilpu, kas vēl vairāk palielina reakciju uz klimatu.
Šīs stratosfēras un okeāna reakcijas saules maksimuma laikā uztur ekvatoriālo Klusā okeāna austrumu daļu vēl vēsāku un sausāku nekā parasti, radot apstākļus, kas līdzīgi La Nina notikumam. Tomēr apmēram 1–2 grādu pēc Fārenheita dzesēšana ir vērsta uz austrumiem vairāk nekā tipiskajā La Nina, ir tikai apmēram puse spēcīgāka, un tā ir saistīta ar dažādiem vēja modeļiem stratosfērā.
Zemes reakcija uz Saules ciklu turpinās gadu vai divus pēc maksimālā saules staru aktivitātes. La Nina līdzīgajam modelim, ko izraisa saules maksimums, ir tendence izvērsties par modeli, kas līdzīgs El Nino, jo lēni plūstošas straumes aizvieto vēsu ūdeni virs tropiskā Klusā okeāna austrumu daļas ar siltāku ūdeni. Okeāna reakcija ir tikai aptuveni puse spēcīgāka nekā El Nino gadījumā, un novēlotais siltums nav tik konsekvents kā La Nina līdzīgais modelis, kas notiek Saules cikla virsotnēs.
Saules maksimums potenciāli var uzlabot patiesu La Nina notikumu vai mazināt patiesu El Nino notikumu. La Nina 1988.-1989. Gadā notika tuvu Saules maksimuma virsotnei. Ka La Nina kļuva neparasti spēcīga un bija saistīta ar ievērojamām laika apstākļu izmaiņām, piemēram, ar neparasti maigu un sausu ziemu Amerikas Savienoto Valstu dienvidrietumos.
Indijas musonu, Klusā okeāna jūras virsmas temperatūru un nokrišņus, kā arī citus reģionālos klimata modeļus lielā mērā veicina paaugstinātais un grimstošais gaiss Zemes tropos un subtropos. Tāpēc jaunais pētījums varētu palīdzēt zinātniekiem izmantot saules cikla prognozes, lai novērtētu, kā šī cirkulācija un ar to saistītie reģionālie klimata modeļi nākamajās vai divās desmitgadēs varētu mainīties.
Komanda izmantoja trīs dažādus datoru modeļus, lai apskatītu visus mainīgos lielumus, un katrs nāca ar tādu pašu rezultātu, ka pat nelielam saules enerģijas enerģētiskajam lielumam varētu būt dziļa ietekme uz Zemi.
"Izmantojot palielinātu skaitļošanas jaudu un uzlabotus modeļus, kā arī novērojumu atklājumus, mēs vairāk atklājam, kā šie mehānismi apvieno, lai savienotu saules mainīgumu ar mūsu laikapstākļiem un klimatu," saka Meehl.
Komandas pētījums tika publicēts žurnālā Zinātne.
