Nový článek: Mraky přivanuté slunečním větrem

style="border: 0px solid ; height: 120px;" alt=""
src="http://www.usc.edu/dept/space_science/links/magfield.jpg"
align="left">
Tento článek naznačuje
dopady na pokryv oblačností vyvolávané meziplanetárním elektrickým
polem (IEF)
prostřednictvím globálního elektrického obvodu (GEC). Upoutávkové video
ke globálnímu
elektrickému obvodu níže.
Mraky přivanuté
slunečním větrem
M Voiculescu et
al
2013 Environ.
Res. Lett.
8 045032 href="http://dx.doi.org/10.1088/1748-9326/8/4/045032">doi:10.1088/1748-9326/8/4/045032 src="//www.youtube.com/embed/X7-0YRiln7E?feature=player_detailpage"
allowfullscreen="" frameborder="0" height="360" width="560">


Abstrakt

V tomto spise
zkoumáme možný vztah mezi pokryvem oblačnosti (CC) a meziplanetárním
elektrickým polem (IEF), které je modulováno rychlostí slunečního větru
a
meziplanetárním magnetickým polem. Ukazujeme, že CC ve středních a
vysokých
zeměpisných šířkách systematicky koreluje s pozitivním IEF, což
vnáší
jasný energetický vklad do atmosféry, nikoliv však s negativním
IEF, což
je v obecné shodě s předpověďmi, že je to spojeno
s mechanismem globálního
elektrického obvodu (GEC). Jelikož IEF reaguje na sluneční aktivitu
odlišně,
než např. tok kosmických paprsků nebo sluneční osvit, tak jsme
rovněž ukázali,
že takováto studie umožňuje rozlišovat mezi sluncem taženým mechanismem
evoluce
oblačnosti přes GEC a jinými mechanismy.

Úvod

Dnes existuje
velký zájem o vyčíslení slunečního příspěvku ke klimatické změně. I
přes pokrok
v pochopení procesů hýbajících se zemským klimatem, vyčíslení
přirozených
zdrojů klimatické variability, zvláště těch týkajících účinků slunce,
zůstává
dosud obtížně postižitelné (Solomon et al
href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib32">2007,
Gray et al href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib13">2010)..

Ač jsou
klimatické modely vysoce sofistikované a zahrnují mnohé účinky, zdaleka
nejsou
perfektní a jejich doloženost pozorováními je prozatím dost skromná a
nejednoznačná.
Empirické důkazy naznačují příčinnou souvislost mezi sluneční
variabilitou a
klimatem, zvláště v předindustriální epoše (Bond et al href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib1">2011),
ale možné mechanismy nejsou
jasné a jsou jen kvalitativní. Rovnováha mezi odraženým zářením
z vesmíru a
ze Země na různých vlnových délkách významně přispívá
k variabilitě teplot
(Hartmann
et al href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib20">1992),
takže pokryv oblačností
hraje v radiační rovnováze Země významnou roli. Modelování
příspěvků
oblačnosti ke klimatu v různých prostorových a teplotních škálách
je
nejspíš největší výzvou pro klimatické studie (Vieira and da Silva href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib42">2006).
I přes narůstající počet studií
o vztazích slunce-mraky nedošlo k jasnému pochopení slunečního
účinku na
pokryv oblačností. Navrženy byly nepřímé mechanismy, které by mohly
zesílit
relativně malý sluneční vklad a mohly by vysvětlit se sluncem spojenou
variabilitu pozorovanou v různých časových škálách (od dnů po
desetiletí)
u různých parametrů oblačnosti, jako např. pokryv oblačností (Udelhofen
and Cess
href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib40">2001,
Marsh and Svensmark href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib25">2000,
Voiculescu and Usoskin href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib43">2012)
nebo výška
základny oblačnosti (Harrison et al
href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib17">2011,
Harrison and Ambaum href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib16">2013).

Jeden z nepřímých
mechanismů je spojen s faktem, že spektrální složení slunečního
osvitu se
v UV pásmu významně mění, a jeho účinek se omezuje na stratosféru,
tudíž je
v tom zapotřebí účinek stratosféricko-troposféricko-oceánské vazby
‚odshora až
dolů‘ (Gray
et al href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib13">2010,
Meehl et al href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib26">2009,
Haigh et al href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib14">2010).
Další mechanismus spočívá
na možné variabilitě vlastností atmosférických aerosolů, tedy i mraků,
které
ovlivňují průhlednost, absorpci a odrazivost atmosféry a
v důsledku toho i
množství absorbovaného slunečního osvitu. K tomuto byly navrženy
dvě možné
vazby: jedna je přes vyvolanou ionizaci zprostředkovávající nukleaci
kondenzačních jader mraků u kosmickými paprsky vyvolané ionizace (CRII)
(Dickinson href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib7">1975,
Svensmark and Friis-Christensen href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib35">1997,
Carslaw et al href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib5">2002,
Kazil and Lovejoy href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib21">2004,
Yu and Turco href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib47">2001),
a další je
přes účinek globálního elektrického proudu (GEC) na vlastnosti aerosolů
a tudíž
i mraků (Tinsley
href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib36">2000,
Harrison and Usoskin href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib19">2010).
Ten první mechanismus se možná
těžko rozlišuje od šumu, zvláště v krátkodobém měřítku, jak bylo
demonstrováno při in situ laboratorních experimentech (např. Carslaw href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib4">2009,
Kulmala et al href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib24">2010,
Enghoff et al href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib10">2011,
Kirkby et al href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib22">2011)
a ve statistických
studiích (např.,
Calogovic et al
href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib3">2010,
Dunne et al href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib9">2012).
Oponující studie Svensmark et al ( href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib33">2009),
Enghoff et al
( href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib10">2011),
Svensmark et al
( href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib34">2013),
Yu et al ( href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib48">2008)
však ukázaly,
že dopad ionizace na formování nových aerosolových částeček a
kondenzačních
jader mraků (CCN) fakt existuje. Je tudíž možné, že mechanismus
nukleace CRII
funguje v delších časových škálách, může být ale možná i
prostorově omezen
na polární stratosféru (Mironova et al
href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib27">2012).
Na druhou stranu
mechanismus spojený s GEC může být důležitý (např. Tinsley href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib36">2000,
Harrison and Usoskin href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib19">2010,
Rycroft et al href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib30">2012)
zvláště pro
nízkou oblačnost a ukazuje se existence některých vazeb mezi
vlastnostmi
atmosférické elektřiny a vývojem, tj. formováním mraků (Harrison et al
href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib18">2013).

Jelikož všechny
sluneční hybné faktory v jisté míře korelují, tak asi bude těžké
určit,
který z těchto faktorů či z kombinací těchto faktorů je
nejlepším
kandidátem pro modulaci pokryvu oblačností. Pokus o rozlišení mezi
slunečním
osvitem (celkovým nebo UV) a CRII na pokryv oblačností učinili
Kristjánsson et al ( href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib23">2004),
Voiculescu et al
( href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib44">2006, href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib45">2007),
Erlykin et al
( href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib11">2010),
kteří ukázali, že různé
mechanismy můžou fungovat různě v různých výškách a v různých
geografických
umístěních. Avšak globální elektrický obvod GCE je ovlivněn sluneční
aktivitou
odlišným způsobem přes meziplanetární elektrické pole (IEF), takže roli
hraje
pouze pozitivní IEF, přičemž negativní neúčinkuje. Pozitivní IEF
koresponduje s meziplanetárním
magnetickým polem (IMF), tedy s jeho na jih směřující složkou,
čili s negativní
z-komponetou, která pomáhá přímému přenosu energie ze slunečního větru
do
magnetosféry a ionosféry. Pro negativní IEF (pozitivní z-komponentu
IMF) je
přenos daleko méně účinný a jen malé procentu energie slunečního větru
se do
magnetosféry přenese (např. Dungey href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib8">1961,
Papitashvili and Rich href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib28">2002,
Siingh et al href="http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article#erl489096bib31">2005).
Tudíž na rozdíl od
ostatních potenciálních slunečních hybných faktorů, o nichž se
předpokládá, že
budou vyvíjet monotónní vliv, se od IEF očekává, že mraky ovlivní, jen
když je
IEF pozitivní. Tato vlastnost v sobě má potenciál odlišit účinek
IEF od
dalších hybných faktorů. Zde prezentujeme výsledky korelačních studií
mezi
meziplanetárním elektrickým polem (IEF) a pokryvem oblačností, které by
mohly
naznačovat nejpravděpodobnější mechanismus, který by mohl ovlivňovat
pokryv
oblačností. Zde budeme diskutovat hlavně o výsledcích získaných
z nízkého pokryvu
oblačností (LCC), ale o střední (MCC) a vysoké (HCC) oblačnosti budeme
referovat také.

[img]http://ej.iop.org/images/1748-9326/8/4/045032/Full/erl489096f5_online.jpg[/img]

Obrázek 5. Variabilita
pokryvu nízké oblačnosti (zelená plná čára) ve středních až vysokých
zeměpisných šířkách (30°-75° na severu i jihu) a meziplanetárního
elektrického
pole (černá tečkovaná) a ionizace vyvolané kosmickými paprsky (CRII) na
700 hPa
(červená čárkovaná). CRII se počítá za pomoci modelu atmosférické
ionizace od
Usoskin et al (2010).

Závěr

Zde
prezentujeme výsledek empirické studie ukazující, že existuje sice
slabá, ale
statisticky významná korelace mezi pokryvem oblačností ve středních a
vysokých
zeměpisných šířkách na obou zemských polokoulích a meziplanetárním
elektrickým
polem, které konkrétně podporují mechanismus nepřímého vlivu sluneční
aktivity
na klima přes globální elektrický obvod ovlivňující formování mraků.

Ukazujeme, že všechny
charakteristicky vztahů jsou v souladu s tím, co jsme
předpokládali,
pokud by meziplanetární elektrické pole ovlivňovalo pokryv oblačností
přes
globální elektrický obvod:

(1)
Pokryv nízkou oblačností
vykazuje systematickou korelaci na meziroční časové škále
s pozitivním meziplanetárním
elektrickým polem v oblastech středních a vysokých zeměpisných
šířek na
obou polokoulích.

(2) Neexistuje žádná korelace
mezi pokryvem nízkou oblačností a meziplanetárním elektrickým polem
v tropických
oblastech.

(3) Po celé planetě neexistuje
žádná korelace mezi pokryvem nízkou oblačností a negativním
meziplanetárním
elektrickým polem.

I tok
kosmických paprsků může jako další faktor ovlivňovat pokryv oblačností
v přítomnosti
meziplanetárního elektrického pole. Žádný účinek toku kosmických
paprsků během
období negativního IEF však při tom nalezen nebyl.

Podobné, ale
méně statisticky významné výsledky byly zjištěny i u pokryvu střední a
vysokou
oblačností, což naznačuje, že tento účinek je primárně na nízké mraky.
Skutečnost, že zjištěné statistické vztahy existují pouze
v obdobích pozitivního
IEF a nikoliv negativního IEF znevýhodňuje další potenciální mechanismy
vztahů
mezi sluncem a mraky ve středních a vysokých zeměpisných šířkách, jako
je přes
ionizací vyvolané zprostředkování tvorby kondenzačních jader nebo přes
vliv
ultrafialového spektra UVI. Ovšem ten druhý by mohl fungovat ve
středních a
nízkých zeměpisných šířkách. Ač tato empirická studie neposkytuje
vodítka pro
přesný fyzikální mechanismus ovlivňování mraků, jak bylo diskutováno
výše,
podporuje jako konkrétní sluneční hybný faktor sluneční vítr
s v sobě
zmrazeným meziplanetárním magnetickým polem, které ovlivňuje systém
globálních
elektrických proudů Země. Tento výsledek naznačuje, že další výzkum
vlivu
Slunce na Zemi by se měl více zaměřit tímto směrem.

=============================================================

Tento článek
je možno jako otevřený zdroj možno nalézt zde:

http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/4/045032/article

Related:
href="http://www.leif.org/research/No%20Increase%20VxB%20Since%201926.pdf"
target="_blank">No increase of the interplanetary electric field since
1926 (Sager and Svalgaard 2004)

Posted on href="http://wattsupwiththat.com/2013/12/26/new-paper-clouds-blown-by-the-solar-wind/"
title="12:01 am">December
26, 2013 by href="http://wattsupwiththat.com/author/wattsupwiththat/"
title="View all posts by Anthony Watts">Anthony
Watts

Zdroj: href="http://wattsupwiththat.com/2013/12/26/new-paper-clouds-blown-by-the-solar-wind/">http://wattsupwiththat.com/2013/12/26/new-paper-clouds-blown-by-the-solar-wind/




Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Můžete používat následující HTML značky a atributy: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Upozornění: Příspěvky trolů jsou mazány, proto neodpovídejte na komentáře, které zjevně rozbíjejí rozumnou diskuzi!
Diskutujte k věci, nepište nesmysly, které nikoho nezajímají.

NEKRMTE TROLY!