A atividade solar durante o frio Mínimo de Maunder

O que é surpreendente é apenas a quantidade de dados que temos sobre o SOL em 400 anos para alguns aspectos da atividade solar.

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Fig 3 (Parte VI) do desenho de Sunspot por  Cassini em 1671 (Oldenburg, 1671c).

Por exemplo, as mudanças espectrais solares: UV e luz infravermelha oscilam para cima e para baixo ao longo do ciclo solar, mas nós só temos uma boa aderência sobre essas mudanças importantes nos últimos 10 anos com a missão SORCE.

Mas em outros aspectos da atividade solar há muito mais a longo prazo de dados do que eu esperava: há 400 anos algumas pessoas estavam gravando cuidadosamente desenhos detalhados de manchas solares (como Cassini em 1671). Outros estavam relatando auroras – até 150 por ano nos registros paroquiais, reportagens de jornais e observações científicas, o que nos diz algo sobre a força do vento solar . Também houve observações da coroa solar durante os momentos das eclipses, o que sugere que o sol estava menos ativo também.

Ultimamente alguns (Zolotova et al) disseram que a atividade solar não foi baixa durante o período frio do Mínimo de Maunder de 1645 – 1715. Usoskin e outros responderam  acumulando um “Compedium” de dados históricos que demonstram que algo muito incomum estava acontecendo com o sol durante esse tempo. Eles não só olharem para as manchas de sol, mas auroras, observações da coroa solar, berílio em núcleos de gelo, Carbono 14 em troncos de árvores, e titânio em meteoritos.

Sabemos que as auroras eram mais raros ou menor durante o mínimo de Maunder, porque por 80 anos praticamente não houve relatos de auroras na Grã-Bretanha, embora observadores argutos estavam procurando por eles, e gravação era de “céu limpo” dia após dia.

Houve relatos de auroras no final dos anos 1500, no Reino Unido, Dinamarca, e Praga, mas, em seguida, no início dos anos  1600  caíram ou quase desapareceram. O silêncio era alto. No final do período de Maunder, no norte da Europa em “Terça-feira 17 de março de 1716” as pessoas de todo o norte da Europa informaram que estavam olhando para as auroras, incluindo o astrônomo Edmund Halley na Grã-Bretanha, que nunca tinha visto um antes, mas tinha lido sobre eles, e olhou para eles . Ele tinha começado a se desesperar por nunca pode ver um.  Petter Dass na Noruega, ele diligentemente gravou o céu noturno desde 1645 até 1707, quando ele morreu, e embora ele tinha lido muitos relatos históricos de auroras, ele nunca gravou um ou vendo  ele mesmo. Sua má sorte, era de ser um astrônomo e toda a sua vida adulta foi gasto durante o período mais silencioso do Sol durante séculos.

O papel Usoskin é uma leitura interessante para as pessoas interessadas na história da ciência precoce, bem como para a história da atividade solar.

Os níveis totais de luz solar sugerem que o Sol era muito tranqüilo há 300 anos

O mundo tem aquecido desde 1680, o melhor que posso dizer, é que a atividade solar aumentou desde então também. Este gráfico da ETI (irradiância solar total) mostra  o aumento – embora a mudança absoluta é pequena. Mudanças na ETI são pequenos, mas parece ser um outro indicador da atividade solar.

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Fig. 17. Selecionadas reconstruções ETI desde 1600, rotulados na trama são: Sea09 -Steinhilber et al. (2009); DB11 – Delaygue & Bard (2011); Wea05 – Wang et al. (2005); Kea10 – Krivova et ai. (2010);Dea14 – Dasi-Espuig et ai. (2014); Vea11 – Vieira et ai. (2011). Os tons de cor verde, azul e vermelho são utilizados para as reconstruções com base no 10Be, 14C manchas solares e de dados, respectivamente. A linha pontilhada preta marca o valor ETI na atividade solar condições mínimas modernas de acordo com as medições SORCE / TIM.

Enquanto nós continuamos sugerindo, algum outro fator sobre o Sol, como as  alterações espectral magnéticas ou vento solar pode ser responsável pela mudança do clima na Terra. Correlação não é causalidade, mas também não é nada. No entanto, os modelos climáticos principais assumem que todos os  fatores solares são irrelevantes.

Isso é baixa atividade registro

O papel Zolotova e Ponyavin sugeriu que a atividade solar era muito mais elevadas (traços vermelhos) em comparação com outros relatórios.

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Figo. 1. grupo de manchas solares Anual números durante e em torno do mínimo de Maunder , de acordo com Hoyt & Schatten (1998) – GSN, Zolotova & Ponyavin (2015) – ZP15, e modelos soltos e estritamente conservadores de Vaquero et al. (2015a) (ver Sec. 2.1), como indicado na legenda.

 

RESUMO

Embora o tempo do mínimo de Maunder (1645-1715) é amplamente conhecido como um período de extremamente baixa atividade solar, as reivindicações são debatidos ainda que a atividade solar durante esse período ainda poderia ter sido moderada, ainda maior do que o atual ciclo solar de 24.  Veremos todas as peças existentes de provas e conjuntos de dados, entre diretos e indiretos, para avaliar o nível de atividade solar durante o mínimo de Maunder.  Discutimos as observações a olho nu no Leste Asiático (China) de manchas solares, as observações solares telescópicos, a fração de dias ativos de manchas solares, a extensão latitudinal de posições de manchas solares, avistamentos de auroras em altas latitudes, os dados de radionuclídeos cosmogénicos, bem como observações do eclipse solar para esse período.Consideramos também características peculiares do Sol (muito forte assimetria hemisférica de localização das manchas solares, rotação diferencial incomum e a falta do K-corona) que implicam um modo especial de atividade solar durante o mínimo de Maunder. Resultados. O nível de atividade solar durante o mínimo de Maunder é atualizado, em função de todos os conjuntos de dados disponíveis. Conclusões. Conclui-se que a atividade solar era de fato a um nível excepcionalmente baixo durante o mínimo de Maunder. Embora o nível exato ainda não é claro, foi definitivamente abaixo que, durante o mínimo de Dalton por volta de 1800 e significativamente inferior ao do atual ciclo solar  24. Alegações de um nível moderado a alto de atividade solar durante o mínimo de Maunder forem rejeitadas em um nível de confiança elevado.

Olhe o detalhe deste desenho por Cassini, 1671

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Figo. 2. Desenho de um grupo de manchas solares observadas em agosto de 1671, conforme publicado no número 75 da Philosophical Transactions, correspondendo a 14 de agosto de 1671.

A quantidade de dados é notável de aurore

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Fig. 11. Ocorrência de relatórios auroral, 1700-1900. A linha verde é o número de noites de auroras em latitudes geomagnéticas abaixo 56◦ de uma combinação de vários catálogos (Nevanlinna, 1995; Fritz, 1873, 1881; Legrand & Simon, 1987). Os pontos mostram a latitude geomagnética e tempo de avistamentos auroral do catálogo de V’azquez et al. (2014) (a Figura 9). Os diamantes pretos, quadrados vermelhos e triângulos vermelhos são, respectivamente,
para a observação de locais na Europa e Norte da África, América do Norte e Ásia. Azul linhas tracejadas marcar a latitude mínimo de relatórios radiantes no último ciclo solar do mínimo Maunder (MM) e nos dois ciclos de Dalton Minimum (DM).

Existe uma carência gritante de auroras gravado durante o Mínimo de Maunder:

Graph, Aurora, maunder o mínimo, atividade solar, Usoskin 2015

Fig. 12 . O mesmo que a Figura 10 (veja legenda abaixo caixa gráfico), mas compilado a partir de 41 catálogos diferentes de observações auroras em latitudes magnéticas abaixo 55◦ na Europa, Ásia, Norte de África, a Nova Inglaterra e Grã-Bretanha. A série temporal abrange tanto o Maunder e o Dalton mínimos.

[ Fig. 10. ( a) O histograma cinza mostra o número de noites auroral, NA, em anos civis para observações na Grã-Bretanha, reunidos pelo EJ Lowe (1870) com a adição das observações por Thomas Hughes (Harrison, 2005) e John Dalton ( Dalton, 1834). A linha preta mostra o número de manchas solares grupo anual de Hoyt & Schatten (1998), com a adoção de correções recentes por Vaquero et al. (2011) e Vaquero e Trigo (2014). Lowes cópia pessoal de seu catálogo de fenómenos naturais (incluindo auroras) só foi descoberta recentemente e foi compilado de forma completamente independente de outros catálogos. No entanto, ele mostra, como os outros, a escassez de avistamentos durante o mínimo de Maunder, alguns eventos em 1707 e 1708 eo retorno de avistamentos regulares em 1716. (b) a variação anual do NA no mesmo conjunto de dados e do RG.]

Usoskin et al descrevem o avistamento extraordinária do primeiro aurora por décadas

O que é significativo sobre este evento é que muito poucas pessoas no país tinha visto uma aurora antes (Fara, 1996).Na verdade, o papel de Halley foi encomendado pela Sociedade Real para essa razão. Este evento era tão rara que provocou uma revisão semelhante, sob os auspícios de l’Academie des Sciences de Paris (por Giacomo Filippo Maraldi, também conhecido como Jacques Philippe Maraldi) e interesse gerado na Real Academia Prussiana de Ciências, em Berlim (por GottfriedWilhelmLeibnitz) .Todos esses comentários encontram evidências de auroras antes, mas nenhum no meio século anterior. Halley  tinha observado o evento em 1716 (e corretamente observou que as formas auroras foram alinhadas pelo campo magnetico), mas nunca antes tinha testemunhado o fenômeno. Vale a pena examinar suas palavras reais: “… [de] todos os vários tipos de meteoros de, este [aurora] foi o único que eu tinha como ainda não se viam, e do qual eu comecei a desesperar, pois é certo que tem não acontecido em qualquer grau notável nesta parte da Inglaterra desde que eu nasci [1656]; nem é o como registrado nos anais ingleses desde o Ano de Nosso Senhor 1574. “Isso é significativo porque Halley era um observador de fenômenos astronômicos e atmosféricos que ainda tinha um observatório construído no telhado de sua casa em New College Lane, Oxford, onde ele viveu de 1703 em diante. Em seu artigo para a Royal Society, Halley lista relatórios
do fenômeno, tanto do Reino Unido e no exterior, nos anos 1560, 1564, 1575, 1580, 1581 (muitos dos quais foram relatados por Brahe na Dinamarca), 1607 (relatados em detalhe por Kepler em Praga) e 1621 (relatado por Galileu em Veneza e Gassendi em Aix, França). Surpreendentemente, depois Halley não encontrou relatos credíveis até 1707 (Romer em Copenhaga e Maria e Gottfried Kirch em Berlim) e 1708 (Neve na Irlanda) .Ele escreve: “E desde então [1621] para acima de 80 anos, não temos conta de qualquer tal visão seja em nosso pais que ou no exterior “. Esta análise fez omitir alguns avistamentos isoladas em 1661 de Londres (relatados nas teses da Universidade de Leipzig por Starck e Fruauff).Além de ser a principal conclusão das avaliações de Halley, Miraldi e outros (na Inglaterra, França e Alemanha), uma re-aparição similar de auroras foi relatado em 1716-1720 na Itália e na Nova Inglaterra (Siscoe, 1980).

 

A ausência de avistamentos das auroras na Grã-Bretanha durante o MM é ainda mais extraordinário quando se considera os efeitos da mudança secular no campo geomagnético. Por exemplo, utilizando uma ranhura do IGRF (InternationalGeomagnetic Referência de campo, http://www.ngdc.noaa.gov/IAGA/ vmod / igrf.html) modelo depois de 1900 com o modelo gufm1 (Jackson et al., 2000) antes 1900 encontramos a latitude geomagnética de observatório Halley em Oxford foi 60.7◦ em 1703 e de Edimburgo estava em 63.4◦. Estatísticas de ocorrência de auroras foram tomadas na Grã-Bretanha entre 1952 e 1975, e destes anos o menor número de manchas solares média anual foi de 4,4 em 1954. Mesmo durante este ano de baixa atividade solar houve 169 noites com auroras observados na latitude magnético que teve durante o Edinburgh MM e 139 na latitude magnético que Oxford teve durante o MM (Paton, 1959). Em outras palavras, as ilhas britânicas estavam nas latitudes ideais para a observação das auroras durante o MM e ainda o número relatado foi zero. Isto é, apesar de algumas observações cuidadosas e metódicas reveladas pelos cadernos de vários cientistas: por exemplo, os cadernos de Halley regularmente e repetidamente usar o termo “céu limpo” que tornam inconcebível que ele não teria notado uma aurora se tivesse estado presente. O fracasso de Halley para encontrar avistamentos auroral nas décadas antes de 1716 está longe de ser único.

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REFERÊNCIA

Usoskin et al (2015) O Mínimo de Maunder (1645-1715) era de fato um grande mínima: Uma reavaliação de vários conjuntos de dados, arXiv: 1.507,05191 [astro-ph.SR]

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