Estatísticas solares

Existem várias maneiras de analisar dados de séries de clima, como a temperatura global média anual. Uma maneira comum é decompor-lo em seus componentes cíclicas usando análise de Fourier. Isto é muito útil para conjuntos de muitos  dados, mas não tão bom para o post-1860 instrumental chamado período de leituras de temperatura da terra-não houve tempo suficiente para determinar seus componentes. A análise de Fourier tem suas limitações para determinados tipos de série de tempo que tecnicamente é descrita como não-linear e não-fixas.

Cerca de uma década atrás uma nova abordagem foi sendo desenvolvida para a análise de séries temporais que, de certa forma, é uma técnica mais geral do que a análise de Fourier. É chamada de decomposição de modo empírico (EMD). Ele pode isolar todos os componentes de uma série de tempo cíclicos. Em termos técnicos decompõe-se a uma série de tempo em uma soma finita dos chamados “funções de base”, cuja amplitude e freqüência são funções de tempo.

Tem sido usado para analisar as chuvas, ritmos do coração, ecos de radar e ondas, para dar alguns exemplos de água.

Um novo papel (decomposição de modo empírico Barnhart, B.L., Eichinger, W.E., aplicado a irradiação solar, temperatura global, o número de manchas solares, e…. Jornal da atmosférica e Solar-Terrestrial Physics (2011), doi:10.1016/j.jastp.2011.04.012) utiliza EMD para olhar a temperatura global da terra, o número de manchas solares, a radiação total provenientes do sol e a concentração de dióxido de carbono na atmosfera da terra. Ela produz alguns resultados surpreendentes.

O forma como ele funciona é encontrar e subtrair um ‘ intrínseca modo função (FMI)’ nos dados e manter repetindo o processo até que ele não pode ser feito mais nada. O FMI último será a tendência longest-term dos dados (seu componente de freqüência mais baixa), o FMI primeiro serão as mudanças que ocorrem com freqüência mais alta, isto é, o mais rapidamente.

Os pesquisadores realizar análise EMD

1. Números de mancha solar entre 1749 e 2009.

2. Total de irradiação Solar (ETI) reconstruída entre 1749 até à década de 1970 quando as medições por satélite estão disponíveis.

3. Terra oceano temperatura índice da Nasa, LOTI.

4. As concentrações de dióxido de carbono medida desde 1959 no Mauna Loa.

Dióxido de carbono é a análise mais simples. Clique na imagem para ampliar.

carbonone

O FMI mostra três componentes, ruído de alta freqüência, uma oscilação anual e uma tendência ascendente. Isto é como seria de esperar.

A análise de outros conjuntos de dados são mais interessantes.

Temperatureone

totalsolarone

sunspotone

As manchas solares e dados ETI são sobre o mesmo. Isso é de se esperar que a ETI fora era do satélite é estimada usando o número de manchas solares.

IMF1 dos dados sunspot mostrar ruído de alta freqüência que, curiosamente, é mais evidente nos últimos 50 anos. Há menos ruído de alta freqüência quando o número de manchas solares é baixo. (Note que de acordo com o IPCC antes de 50 anos atrás o sol foi a influência dominante na temperatura da terra. Post há 50 anos é gases de efeito estufa que são o principal motor).

IMF6 mostra o componente de freqüência mais baixo – a tendência nos dados – que mostra atividade de mancha solar tinha uma baixa em 1850 e desde então tem vindo a aumentar para 2009. Isso é interessante, uma análise da atividade solar por suavizar o número de manchas solares mostra que mancha solar atividade atingiu o pico na década de 1950, diminuiu um pouco e, em seguida, atingiu o pico na década de 1980 antes de diminuir novamente.

A possibilidade de uma correlação entre ETI e a temperatura média global foi amplamente discutida na literatura científica. Nesta análise ETI e temperatura oscila entre ser correlacionados e que não pode ser.

Especificamente, entre 1880 – 1945 não correlacionado (ou tenha sido pequeno ou negativo). Entre 1940 – 2009 tem sido. Os pesquisadores chamam a isto um “aumento dramático na correlação”.

Este trabalho está em sua infância, mas mostra que existem outras maneiras de observar a atividade solar que apenas suavização da contagem de número de manchas solares com uma média de execução e comparando-a com a temperatura global. Estes novos resultados levará algum tempo para digerir. Mas eles lançam nova luz sobre o comportamento de mudança do sol e sua possível ligação a temperatura da terra.

SAND-RIO

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