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Estas seis imágenes del Sol en el ultravioleta extremo, captadas por el
Observatorio de Dinámica Solar de la NASA, registran el creciente nivel
de la actividad solar conforme el Sol se acerca hacia la cúspide del
ciclo de manchas solares de 11 años de duración
Diagrama que muestra cómo los rayos cósmicos galácticos y los protones
solares penetran en la atmósfera. FUENTE: C. Jackman, Centro Goddard
para Vuelos Espaciales, de la NASA, "El Impacto de la Precipitación de
Partículas Energéticas sobre la Atmósfera", presentado en el Taller de
Efectos de la Variabilidad Solar sobre el Clima Terrestre, el 9 de
septiembre de 2011
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En la escala galáctica, el Sol es una estrella notablemente constante.
Mientras que algunas estrellas experimentan dramáticas pulsaciones, y
como consecuencia varían mucho en tamaño y brillo, e incluso explotan
ocasionalmente, la luminosidad de nuestro Sol varía apenas un 0,1% a lo
largo de su ciclo solar de 11 años.
Sin embargo, los investigadores están comenzando a darse cuenta de que
estas aparentemente diminutas variaciones pueden tener un efecto
significativo sobre el clima de la Tierra. Un nuevo informe, publicado
por el Consejo Nacional de Investigaciones de Estados Unidos (National
Research Council o NRC, por su sigla en idioma inglés), denominado "Los
Efectos de la Variabilidad Solar sobre el Clima Terrestre", expone
algunos de los sorprendentemente complejos mecanismos mediante los
cuales la actividad solar puede hacerse sentir en nuestro planeta.
Entender la conexión entre el clima terrestre y el Sol requiere una
amplia experiencia en campos como la física de plasmas, la actividad
solar, la química atmosférica y la dinámica de fluidos, la física de
partículas energéticas e incluso la historia de la Tierra.
Es de particular importancia la radiación solar en el ultravioleta
extremo (UVE), la cual alcanza su punto de mayor intensidad durante los
años cercanos al máximo solar. Dentro de la relativamente estrecha banda
de las longitudes de onda del UVE, la producción solar varía no por un
minúsculo 0,1%, sino por enormes factores de 10 o más. Esto puede
afectar considerablemente la química y la estructura térmica de la
atmósfera superior.
Varios investigadores discutieron formas en las cuales los cambios en la
atmósfera superior pueden influir sobre la superficie de la Tierra. Hay
muchos caminos "de arriba hacia abajo" para que el Sol ejerza su
influencia. Por ejemplo, Charles Jackman, del Centro Goddard para Vuelos
Espaciales describió cómo el óxido nitroso (NOx) creado por partículas
energéticas solares y rayos cósmicos en la estratósfera puede reducir
los niveles de ozono en varios puntos porcentuales. Debido a que el
ozono absorbe la radiación UV, tener menos ozono implica que más rayos
UV del Sol pueden llegar a la superficie de la Tierra.
Isaac Held, de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica NOAA,
describió cómo la pérdida de ozono en la estratósfera podría alterar la
dinámica de la atmósfera en las capas inferiores. "El enfriamiento de la
estratósfera polar asociado con la pérdida de ozono incrementa el
gradiente horizontal de temperatura cerca de la tropopausa", explica.
"Esto altera el flujo de momento angular en los vórtices de latitudes
intermedias. En otras palabras, el efecto de la actividad solar en la
atmósfera superior puede, a través de una complicada cadena de
influencias, empujar a las tormentas que se encuentran en la superficie
fuera de su curso natural.
Gerald Meehl, del Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas,
indicó que la variabilidad solar está produciendo un efecto sobre el
clima, traducido en un incremento de los tornados, especialmente en el
Pacífico. Según el informe, cuando los investigadores analizan los datos
correspondientes a la temperatura superficial del océano durante los
años en que hay más manchas solares, el Pacífico tropical muestra un
pronunciado patrón similar a "La Niña", con regiones del Pacífico
ecuatorial oriental que pueden enfriarse hasta un 1°C. Además, "hay
indicios de incrementos de precipitación en la ZITC (Zona Inter–Tropical
de Convergencia) del Pacífico y en la ZCPS (Zona de Convergencia del
Pacífico Sur), así como depresiones a nivel del mar que están por encima
de lo normal en latitudes intermedias del Pacífico Norte y Sur", las
cuales se correlacionan con los picos del ciclo de manchas solares.
En los últimos años, los investigadores han considerado la posibilidad
de que el Sol desempeñe un papel en el calentamiento global. Después de
todo, el Sol es la fuente principal de calor de nuestro planeta.
Ya se ha estudiado extensamente la probable conexión entre el Mínimo de
Maunder, un déficit en la cantidad de manchas solares, de 70 años de
duración, que ocurrió durante finales del siglo XVII y principios del
siglo XVIII, y el período más frío de la Pequeña Era de Hielo, durante
la cual Europa y América del Norte estuvieron sometidas a inviernos
crudamente fríos. El mecanismo para ese enfriamiento geográfico pudo
haber sido una disminución en la producción de la radiación en el UVE
del Sol; sin embargo, esto es todavía especulativo.
Matt Penn y William Livingston, del Observatorio Solar Nacional,
predicen que para cuando llegue el Ciclo Solar 25, los campos magnéticos
del Sol serán tan débiles que se formarán muy pocas manchas solares, o
quizás ninguna. Otras líneas de investigación independientes
relacionadas con el campo de la heliosismología y con el estudio del
campo magnético superficial polar tienden a respaldar esta conclusión.
"Si en efecto el Sol está entrando en una fase desconocida del ciclo
solar, debemos entonces redoblar nuestros esfuerzos por entender el
vínculo entre el Sol y el clima".
Debido a que los mecanismos de la influencia solar sobre el clima son
tan complicados, es necesario que colaboren investigadores de muchos
campos para, de esta manera, crear modelos exitosamente y así comparar
los resultados. Para este fin, es crucial continuar y mejorar la
colaboración entre la NASA, la NOAA y la NSF (National Science
Foundation).
La clave para descifrar el vínculo entre el Sol y el clima puede
encontrarse a partir de registros paleoclimáticos, como los anillos de
los árboles y los núcleos de hielo.
Un registro más apropiado de la irradiación solar podría estar escondido
en las rocas o los sedimentos de la Luna o de Marte. De ahí que estudiar
otros mundos podría ser la clave para comprender el nuestro.
El informe completo, denominado: "The Effects of Solar Variability on
Earth's Climate" ("Los Efectos de la Variabilidad Solar sobre el Clima
Terrestre"), puede consultarse en la página web de National Academies
Press: http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=13519.
Fuente: NASA (Dra. Ruth Netting)
www.ciencia.nasa.gov
Los efectos de las radiaciones solares sobre las condiciones
ambientales, se pueden estudiar a escala de laboratorio con las cámaras
climáticas.
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