David Hathaway: Ultima Actualización del Ciclo Solar
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No todo es actividad solar - sismos. Ya he hablado algunas veces de otros efectos producidos por la actividad solar
en nuestro planeta. El siguiente artículo proporciona otro importante factor en juego con la actividad solar: La
variación climática. Espero sea de vuestro agrado.
***
DAVID HATHAWAY: ULTIMA ACTUALIZACIÓN DEL CICLO SOLAR
Desarrollado por Astro - Club de Astronomía
Junio 2010
Los Ciclos Solares son más Inestables de lo que se Pensaba
Desde mediados del siglo XVII y hasta nuestros días, el estudio de la actividad solar, ha alcanzado niveles de
profundidad impresionantes, hasta el punto que ha permitido generar, con extraordinaria precisión y
confiabilidad, diversos sistemas de pronóstico que han resultado extraordinariamente certeros. Junto a ésto, se
logró derribar el paradigma de que los ciclos solares son periódicos e invariables. Los estudios de Wolf (1852) ya
indicaban fluctuaciones del ciclo solar, que fueron posteriormente corroboradas por Waldmeier (1935) y Wilson
(1988). El sol no es una estrella invariable, y aunque los factores de su inestabilidad aún no están bien definidos, su
comportamiento ha de afectar estrechamente el vecindario del sistema solar, incluyendo el planeta Tierra.
Mecanismos de Análisis de la Actividad Solar en base al SSN
Un puñado de modelos han de ser utilizados para analizar el comportamiento solar, todos éllos en base al SSN
(solar spot number), o número de manchas solares. El modelo de Nordemman (1992), que permite predecir un
comportamiento a corto plazo (5-7 meses), el modelo de Ellie & Schwentek (1992) que utiliza promedios de
manchas solares trimestrales para obtener una media anual, y el más actualizado, el modelo de Hathaway y Wilson
(1993), que propone la observación del número mensual de manchas solares (MSSN).
En su trabajo "The Shape of the Solar Cycle"
http://solarscience.msfc.nasa.gov/papers/hathadh/HathawayWilsonReichmann1994.pdf, Hathaway y Wilson han
de estimar el comportamiento del ciclo en un rango no mayor a un mes, basado en el número internacional relativo
de manchas solares. El análisis gráfico logró finalmente demostrar una importante asimetría de los ciclos solares.
Así, mientras que los ciclos #18, #19, #20, #21, y #22 fueron bastante largos intensos, los ciclos #12-16 fueron
débiles y cortos. El trabajo de Hathaway también logró demostrar que la amplitud de los ciclos en el tiempo, que se
pensaba era constante de 11 años, podía tener fluctuaciones que iban entre los 9 y 14 años.
El Número de Manchas y la Radiación Solar TSI (Total Solar Irradiance)
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El Número de Manchas y la Radiación Solar TSI (Total Solar Irradiance)
Un disco solar poblado de manchas podría suponer una disminución de la radiación solar total. Esta aseveración es
falsa, puesto que la radiación solar aumenta considerablemente durante periodos con gran cantidad de manchas
solares. Si bien una mancha solar significa un oscurecimiento de pequeñas porciones del disco, las observaciones
indican que los bordes de estas anomalías emiten un 30% más de brillosidad de lo normal, aumentando la
radiación promedio. Entonces, es posible decir que un disco limpio (sin presencia de manchas) emite una
menor cantidad de radiación hacia la Tierra y el espacio. Esto es un dato no menor, puesto que en periodos
con bajo número de manchas, el calor (una de las formas de radiación proveniente desde el sol) podría,
eventualmente descender, descencadenando cambios globales en la mecánica del funcionamiento de nuestro
planeta. Esto ha quedado demostrado en las observaciones de los ciclos solares #5, #6, y #7, correspondientes al
Mínimo de Dalton (1800) (ver figura superior). Durante el primer cuarto del siglo XVII, gran parte de Europa
estuvo sumida bajo inviernos crudos y largos. Dalton atribuyó este anómalo comportamiento climatológico al
descenso del número de manchas solares durante ese periodo.
Hathaway y la Predicción del los Ciclos Solares Venideros
Número Internacional Relativo de Manchas Solares. Nótese las fluctuaciones en amplitud para los
distintos ciclos registrados.
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De acuerdo a los últimos análisis realizados por David Hathaway, el panorama para el ciclo que estamos
comenzando (#24) se ve desalentador:
Como puede apreciarse, el número de manchas solares previsto será bastante menor que el observado en el pasado
ciclo #23. Esto implica una cantidad mayor de días con disco limpio, lo que conllevaría, en estricto rigor, a una
disminución del TSI. El siguiente gráfico muestra la tasa de radiación solar desde 1980 hasta abril de 2010:
Ultima Actualización del Modelo Predictivo de Actividad Solar de Hathaway
Radiación Solar (TSI) Periodo 1980-2010
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En el esquema, es posible notar una tendencia a la baja. Esto corrobora el modelo de Hathaway, sobre el indicio de
un ciclo #24 debilitado. De manera indirecta, nos permite inferir una disminución de la interacción energética
proveniente del sol, afectando algunas variables terrestres, como la temperatura superficial del mar (SST), el
albedo, y factores climatológicos (nubosidad, pluviosidad, etc).
Estudios revelaron que la radiación solar descendió algo más de un 0.1% durante el Mínimo de Dalton. Casi 120
años antes, durante el Mínimo de Maunder (1680) otro de los famosos mínimos solares modernos, disminuyó en
un 0.6% la radiación solar sobre la Tierra. Esto fue lo suficiente como para producir importantes cambios térmicos
en el hemisferio norte del planeta, como muestran los estudios paleoclimáticos recientes realizados por NASA:
Conclusiones y Discusión Final
Los últimos análisis realizados por David Hathaway indican una importante tendencia al debilitamiento de la
intensidad de los ciclos solares futuros. Sus estudios, basados en el número relativo de manchas solares,
proporcionan, de manera indirecta, un indicador de la radiación solar, puesto que la presencia de manchas en el
disco solar puede variar el valor del TSI. En los días con "disco limpio", la radiación disminuye, y ocurre lo
contrario en días con gran cantidad de manchas. Esta relación parece haber sido comprobada en los últimos dos
mínimos solares (Maunder y Dalton), en donde la disminución de la radiación solar significó la baja de la
temperatura global del planeta, sumiendo a la Tierra, especialmente el hemisferio norte, en crudos y largos
inviernos.
Se Viene Entonces una Época de Frío?
En base a lo expuesto en el presente documento, la posibilidad de una inminente "época de frío" parece ser
considerablemente cierta, Al ser información proveniente de data real, el error matemático se reduce en
sobremanera, por lo que la confiabilidad de la magnitud de los pronósticos es importante. Desafortunadamente, el
método de evaluación mensual de Hathaway es muy sensible a las variaciones, dado que el espacio muestral es
pequeño (un mes en un periodo de 11 años significa un porcentaje de representatividad del 0.75%). Las tendencias
tampoco logran ser lo suficientemente convincentes, pero si podrían ser de utilidad para determinar una
extrapolación en un periodo futuro, pequeño, pero significativo. Es por eso que el monitoreo solar DEBE ser diario,
porque las posibilidades de que una variable cambie repentinamente es bastante amplia, dada la impredicibilidad
del comportamiento de nuestro astro rey.
Referencias
The Maunder Minimum:
Temperaturas del Hemisferio Norte durante el Minimo de Maunder (1680)
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The Maunder Minimum:
http://bill.srnr.arizona.edu/classes/182h/Climate/Solar/Maunder%20Minimum.pdf
Little Ice Age - Michael E. Mann:
http://www.meteo.psu.edu/~mann/shared/articles/littleiceage.pdf
The Effect of the Solar Radiation Variation on the Climate of the Earth - M. I. Budyko
http://aos.princeton.edu/WWWPUBLIC/gkv/history/Budyko69.pdf
The Sun's Total Irradiance: Cycles, Trends and Related Climate Changes Uncertanties since 1976 - Claus
Fröhlich:
http://ieg.or.kr/abstractII/G0102523037.PDF
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Astro - Club de Astronomía 2010
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