Il ciclo solare numero 24 vicinissimo al massimo. Mai così debole nell'ultimo secolo.

Da un po' di tempo la stampa generalista di tutto il mondo si occupa molto di attività solare. Un interesse che dal punto di vista giornalistico non trovo del tutto giustificato, ma che non può che farmi piacere. Un recente articolo del Wall Street Journal, "Strange doings on the sun" ha ispirato moltissime altre testate a occuparsi del massimo del ciclo solare in corso - il 24esimo nella numerazione degli scienziati solari. Un massimo molto "minimo", addirittura il meno intenso registrato dai primi del novecento a oggi. Il segno distintivo di un massimo solare non è solo rappresentato dal numero di macchie che appaiono sulla superficie della stella, ma da un fenomeno magnetico massivo che investe la polarità del campo magnetico del sole. Ogni undici anni circa questa polarità si inverte e i poli geografici cambiano il segno magnetico. La prima notizia dell'imminenza di questo "rivoltamento" è arrivata alla fine di agosto dalla NASA, che ha prodotto anche un filmato illustrativo:

Il sole è talmente esteso rispetto a noi, che il meccanismo di inversione della polarità, la cosiddetta dinamo solare, non procede in modo repentino e uniforme. Ai due poli magnetici del sole il cambio avviene fuori sincrono e in un arco di tempo che può durare più di un anno. In questo momento, per esempio, il polo nord ha già cambiato la sua polarità magnetica e il sole si trova a essere una strana combinazione di due monopoli fusi insieme (la compensazione avviene sommando tutti i fenomeni su scala locale). Ma secondo la NASA ci sono tutti i segni di un possibile completamento del processo da qui alle prossime settimane. Nel periodo di inversione si verificano turbolenti cambiamenti anche nel "lenzuolo" di corrente elettrica generata dal movimento del sole immerso nel suo campo e questa corrente a sua volta può interagire con il sistema terrestre. Alcuni ipotizzano anche possibili influssi sul nostro clima, che in questo caso potrebbero anche compensare, in parte (anche se non arrestare), il surriscaldamento globale.

Per chi ascolta la radio l'attività solare e il suo influsso sulla ionosfera è molto importante anche su scale temporali molto brevi, la regola generale è che la propagazione sulle frequenze più alte delle onde corte può trarre molti benefici dalla forte attività, mentre viceversa un sole tranquillo è più amico dei segnali che si propagano nelle frequenze basse e nelle onde medie.

Sole e clima, le possibili conseguenze di Maunder

Archiviato il ciclo solare numero 23, siamo ormai entrati ufficialmente nel numero 24, ma il sole è ben lontano dall'essere pirotecnico. Anzi, i modelli che cercano di prevedere l'andamento del ciclo producono risultati rivisti costantemente al ribasso. All'inizio di gennaio il Marshall Space Flight Center della NASA ha pubblicato le ultime stime e se i fatti le confermeranno ci troviamo indiscutibilmente in un "minimo di Maunder", una condizione solare caratterizzata da un numero di macchie estremamente basso. Secondo la NASA il picco del ciclo 24 si raggiungerà nel giugno del 2013 e avrà un numero massimo "normalizzato" di sole 59 macchie, contro al valore superiore a 110 calcolato per il massimo del ciclo 23.

Ho trovato a questo proposito un commento sul blog americano di geopolitica Fabius Maximus, in cui queste stime vengono prese in esame alla luce dei potenziali effetti di raffreddamento del clima e di conseguente impatto sui prezzi agricoli:

Summary: Yesterday we asked if food prices will continue to rise, destabilizing the third world? Today we ask the same question, with the Sun as the suspect. This takes us to the frontier of science, beyond the cartoon certainties fed to us by the news media. This is un-news, hidden from the public as these uncertainties challenge the story of human-emitted CO2 as the driver of Earth’s climate. If the sun continues to slow, and if that cools our world, then the resulting cool phase will send food prices on a one-way trip to the moon, which will rock the world. But despite the confident assertions on many sceptic website, this remains just speculation. One of the many shockwaves (low probability, high inpact) scenarios for which we should prepare — but not panic.

Naturalmente la questione della correlazione tra ciclo solare e clima è lungi dall'essere risolta, ma gli scienziati ne discutono da tempo (il post di Fabius Maximus è ricco di riferimenti ad articoli, alcuni dei quali da me già citati in passato). Qui su RP interessano soprattutto le correlazioni, decisamente più strette, ampiamente dimostrate, ma mai del tutto spiegate e forse inspiegabili, tra attività solare, attività geomagnetica e propagazione dei segnali radio. Ma tutto quello che riguarda lo "space weather" esercita un enorme fascino.

Sole senza macchie, possibili effetti climatici?

Sembra che alla fine la NOAA abbia rovinato la festa di chi in questi giorni ha celebrato il trascorso mese di agosto come "primo mese senza macchie solari" in un secolo. Se davvero la superficie del sole non avesse mostrato neppura una piccola macchia, sarebbe stata la prima volta dal 1913. In realtà ieri la NOAA ha modificato la sua statistica relativa all'agosto 2008 attribuendo a una formazione osservata sul sole nei giorni 21 e 22 lo status di "mezza macchia". Insomma, un sole quasi illibato ma non del tutto.
La discussione sul minimo solare sta raggiungendo un massimo. Pochi si occupano della questione pensando alla propagazione dei segnali radio (bassa attività equivale a dire bassa probabilità di propagazione sulle frequenze alte delle onde corte, mentre chi si interessa di onde medie è invece molto contento). Le macchie solari vengono piuttosto considerate come possibile fattore nei modelli di previsione del clima e questo articolo di Michael Asher su Dailitech ne parla diffusamente, citando tra l'altro un libro di un climatologo svedese Henrik Svensmark in cui si ipotizza come l'elevata attività solare faccia da schermo alla radiazione cosmica contrastando così la naturale formazione di nuvole e provocando un innalzamento delle temperature (meno nuvole = più radiazione solare che riscalda il terreno). Il discorso viene approfondito su Watts Up With That, il blog di un meteorologo televisivo in pensione che parla di macchie solari e di indice geomagnetico. Ho trovato anche un interessante spazio di discussione sul ciclo solare 24, che proprio non si decide a decollare, frequentato da molti radioamatori.

Sun Makes History: First Spotless Month in a Century
Michael Asher - September 1, 2008

Drop in solar activity has potential effect for climate on earth.

The sun has reached a milestone not seen for nearly 100 years: an entire month has passed without a single visible sunspot being noted.
The event is significant as many climatologists now believe solar magnetic activity – which determines the number of sunspots -- is an influencing factor for climate on earth.
According to data from Mount Wilson Observatory, UCLA, more than an entire month has passed without a spot. The last time such an event occurred was June of 1913. Sunspot data has been collected since 1749.
When the sun is active, it's not uncommon to see sunspot numbers of 100 or more in a single month. Every 11 years, activity slows, and numbers briefly drop to near-zero. Normally sunspots return very quickly, as a new cycle begins.
But this year -- which corresponds to the start of Solar Cycle 24 -- has been extraordinarily long and quiet, with the first seven months averaging a sunspot number of only 3. August followed with none at all. The astonishing rapid drop of the past year has defied predictions, and caught nearly all astronomers by surprise.
In 2005, a pair of astronomers from the National Solar Observatory (NSO) in Tucson attempted to publish a paper in the journal Science. The pair looked at minute spectroscopic and magnetic changes in the sun. By extrapolating forward, they reached the startling result that, within 10 years, sunspots would vanish entirely. At the time, the sun was very active. Most of their peers laughed at what they considered an unsubstantiated conclusion.
The journal ultimately rejected the paper as being too controversial.
The paper's lead author, William Livingston, tells DailyTech that, while the refusal may have been justified at the time, recent data fits his theory well. He says he will be "secretly pleased" if his predictions come to pass.
But will the rest of us? In the past 1000 years, three previous such events -- the Dalton, Maunder, and Spörer Minimums, have all led to rapid cooling. One was large enough to be called a "mini ice age". For a society dependent on agriculture, cold is more damaging than heat. The growing season shortens, yields drop, and the occurrence of crop-destroying frosts increases.
Meteorologist Anthony Watts, who runs a climate data auditing site, tells DailyTech the sunspot numbers are another indication the "sun's dynamo" is idling. According to Watts, the effect of sunspots on TSI (total solar irradiance) is negligible, but the reduction in the solar magnetosphere affects cloud formation here on Earth, which in turn modulates climate.
This theory was originally proposed by physicist Henrik Svensmark, who has published a number of scientific papers on the subject. Last year Svensmark's "SKY" experiment claimed to have proven that galactic cosmic rays -- which the sun's magnetic field partially shields the Earth from -- increase the formation of molecular clusters that promote cloud growth. Svensmark, who recently published a book on the theory, says the relationship is a larger factor in climate change than greenhouse gases.
Solar physicist Ilya Usoskin of the University of Oulu, Finland, tells DailyTech the correlation between cosmic rays and terrestrial cloud cover is more complex than "more rays equals more clouds". Usoskin, who notes the sun has been more active since 1940 than at any point in the past 11 centuries, says the effects are most important at certain latitudes and altitudes which control climate. He says the relationship needs more study before we can understand it fully.
Other researchers have proposed solar effects on other terrestrial processes besides cloud formation. The sunspot cycle has strong effects on irradiance in certain wavelengths such as the far ultraviolet, which affects ozone production. Natural production of isotopes such as C-14 is also tied to solar activity. The overall effects on climate are still poorly understood.
What is incontrovertible, though, is that ice ages have occurred before. And no scientist, even the most skeptical, is prepared to say it won't happen again.

Article Update, Sep 1 2008. After this story was published, the NOAA reversed their previous decision on a tiny speck seen Aug 21, which gives their version of the August data a half-point. Other observation centers such as Mount Wilson Observatory are still reporting a spotless month. So depending on which center you believe, August was a record for either a full century, or only 50 years.