Tag Archives: Słońce

Czy czeka nas Mała Epoka Lodowa w 2030 roku?

W ostatnich dniach ze wszystkich mediów bombarduje nas wieść o nadchodzącej nowej Małej Epoce Lodowej. Ma ona dopaść nas już za 15 lat, a prorokiem jej nadejścia jest prof. Zharkova, pracująca w Wielkiej Brytanii, która wyniki swoich badań przedstawiła niedawno przed Royal Society.

Naukowcy wolą wypowiadać się o artykułach naukowych, a nie ich prasowych streszczeniach. Na szczęście artykuł prof. Zharkowej ukazał się w 2014 roku [1], czyli nie jest to nawet żadna nowość, ale media dopiero teraz dowiedziały się o tej prognozie aktywności słonecznej.

Prof. Zharkova na podstawie modelu czysto statystycznego przepowiada nowe Minimum Maundera za 15 lat. OK, ale prawdziwe Minumum Maundera z lat 1645-1717, okres, w którym prawie nie występowały plamy na Słońcu i w związku z tym było one nieco zimniejsze niż zwykle, co wiązało się (jak się ocenia [2]) z ujemnym wymuszeniem radiacyjnym rzędu 0,6 W/m2, czyli obniżeniem temperatury o jakieś 0,3 C, czyli tyle, ile grzejemy przez 30 lat.

Czy zatem cofniemy się w 2030 roku klimatycznie do roku 2010? Też niekoniecznie, bo przewidywane w artykule zmniejszenie aktywności słońca o 60% w latach 2030-2040 (w cyklu słonecznym 26) nie oznacza zmniejszenia stałej słonecznej o taką wartość, a raczej zmniejszenie liczby plam na słońcu o 60%. To nie to samo. W prawdziwym Minimum Maundera aktywność słoneczna była zmniejszona o prawie 100%, praktycznie nie było plam słonecznych przez kilkadziesiąt lat.

Plamy słoneczne
Liczba plam słoecznych jest niezła miarą aktywniości słonecznej. Na szczęście mamy dane od ok. roku 1600. Mała Epoka Lodowa ma różne definicje, ale wszystkie obejmują Minimum Maundera. Źródło: Wikipedia

Nawet jeśli to prawda, to do Minumum Maundera mamy jeszcze daleko, a o małej epoce lodowej nie ma w ogóle co mówić. Minimum Maundera to był przecież spadek aktywności słonecznej o prawie 100% przez parędziesiąt lat, a nie o 60% przez kilkanaście. Te 60% spadku aktywności słonecznej odpowiadałoby [2] wymuszeniu radiacyjnemu rzędu -0,4 W/m2, czyli oziębieniu globalnemu o jakieś 0,2 C. A biorąc pod uwagę, że w każdym 11-letnim cyklu słonecznym ocieplamy Ziemię gazami cieplarnianymi o około 0,15 C, to oznaczałoby raczej paręnaście lat przerwy w ocieplaniu niż oziębienie. A potem pewnie przez paręnaście lat mielibyśmy podwójnie szybkie ocieplenie. Bo to prognozowane obniżenie aktywności słonecznej ma wynosić o 20% w cyklu 25 (około lat 2019-2029) i 60% w następnym (lata 2030-2040). A potem, jak rozumiem, znów aktywność zacznie rosnąć. Trzeba przy tym pamiętać, że w prawdziwej Małej Epoce Lodowej stężenie CO2 w atmosferze wynosiło 280 ppm, a nie 400 ppm jak dziś i zapewne ponad 430 ppm w roku 2030, czyli byliśmy wtedy w reżimie klimatycznym globalnie o około 1 stopień zimniejszym niż współcześnie.
W dodatku ani z artykułu, ani z żadnego z tekstów na ten temat dostępnych w Internecie nie wynika, jak długo miałoby trwać to nowe minimum. Czy tylko jeden cykl słoneczny czy dłużej? Trzeba też pamiętać, że takie minimum nie tylko się zaczyna, ale też się kończy. A wtedy globalnie ocieplenie znów pokaże swoje możliwości.

Należy dodać, że w omawianym artykule nie ma żadnej fizyki, tylko statystyka. Czysto statystyczne prognozy dopasowane do danych z pewnego okresu bardzo często mają tendencje do „chodzenia w krzaki” poza tym okresem czasowym. Jak jest w tym wypadku?

Otóż trudno stwierdzić, gdyż autorzy nie pokazali, jak ich model „przewidzi” przeszłość sprzed okresu, dla którego go stworzyli (to fachowo nazywa się hindcast), czyli nie pokazali, jak ten model pasuje do historycznych danych z cykli od 1 do 20. Dlaczego nie pokazali, mimo że wzmocniłoby to bardzo wiarygodność modelu w przypadku zgodności modelu z danymi historycznymi? Szczególnie, że tekst artykułu świadczy o tym, iż autorzy zdawali sobie sprawę z takiej możliwości (“one is able to use these equations to make predictions in time, both forward and backward, from the current epoch”). Może właśnie dlatego, że brak zgodności wykazałby jawnie, że model działa tylko dla okresu, dla którego dopasowywano go do danych?

Shepard Zharkov Zharkova 2014 - Fig4
Prognoza aktywności słonecznej z omawianego artykułu (tamtejszy Rys. 4). Prognoza to cykle 24-26, a try poprzednie to dane na podstawie których opracowano model. Co ciekawe linia kropkowana i przerywana to nie obserwowana aktywność ale… wyliczona z pola magnetycznego Słońca.

Jednak istnieją dane, na których można przetestować model. Model „uczono” na danych z cykli 21-23, czyli z lat 1976-2007. Obecnie dysponujemy danymi o aktywności słonecznej do połowy 2015 roku. Jak wyszło autorom przepowiedzenie ponad siedmiu lat obecnie trwającego cyklu 24? O dziwo, artykuł w ogóle tym się  nie zajmuje. Chociaż może nie powinno to dziwić, bo jeśli porównać cykl 24 (obecny) z rysunku 4 w artykule z pomiarami
http://www.sidc.be/images/wolfmms.png , to nie widać zbyt dużego podobieństwa. Autorzy artykułu przepowiedzieli cykl 24 z maksimum większym niż w poprzednim cyklu 23. W rzeczywistości obecny cykl charakteryzuje się aktywnością o około 40% mniejszą niż poprzedni. Logicznie rozumując, jeśli im się już cykl 24 rozjechał z prognozą, to jaka jest szansa, że 25 i 26 będą trafne? To pytanie retoryczne.

Measured solar spots
Dla porównania mierzona liczba plam na słońcu. Warto zwrócić uwagę na mniejszą aktywność w cyklu 24 w porównaniu z poprzednim, nie przewidzianą modelem prof. Zharkovej.

Co ciekawe na prezentowanym powyżej Rys. 4 autorzy nie porównują aktywności z modelu z jakimikolwiek pomiarami aktywności (liczba plam, jasność Słońca itp.) ale z aktywnością… wyliczoną z pola magnetycznego. Dla cyklu 24 zgadza się to pięknie, ale, jak wiemy, nie zgadza się z obserwacjami. Jaki z tego wniosek? Stosowana w artykule metoda wyliczania aktywności z pola magnetycznego też niezbyt dobrze działa.

I jeszcze jedno. Wbrew prognozie z artykułu już obecnie aktywność słoneczna spadła do wartości poniżej przewidywanej przez autorów dla następnego cyklu 25 (20% „normalnej”). W gruncie rzeczy prognoza spadku aktywności na rok 2030 już zrealizowała się w co najmniej połowie (obecny cykl jakieś 30-40% słabszy niż poprzednie). Czy zatem mamy Małą Epokę Lodową? Nie, mamy najcieplejszy globalnie rok (2014) w historii i kolejny (2015) zapowiadający się na jeszcze cieplejszy. Tyle jest warte wróżenie ze Słońca.

Dotychczas tylko opisywałem treść artykułu. Teraz jednak podzielę się z Wami moją prywatną opinią na jego temat. Niestety, moim zdaniem, ten artykuł ma wszelkie cechy pseudonauki. Wybrano w nim taki zestaw danych i taki okres prognozy, aby wyszło to, czego od początku usiłowano dowieść. Postaram się uzasadnić niżej, dlaczego tak sądzę.

Po pierwsze, autorzy będąc świadomi, ze ich modelem można przepowiadać pole magnetyczne Słońca i słoneczną aktywność w przyszłości i przeszłości zdecydowali się nie pokazać wyników dla poprzednich cykli. W dodatku już dla cyklu 23, który jest częścią okresu, na którym dopasowywano parametry modelu, model rozjeżdża się z rzeczywistością (nie ma w nim drugiego maksimum cyklu, większego niż pierwsze, a w obserwacjach jest). Jeśli dodać, ze dla obecnego 24 cyklu model już się całkiem rozjeżdża z obserwacjami, to sytuacja staje się dość klarowna. Dlaczego nie poprawili modelu używając danych z cyklu 24? Bo pewnie wtedy cykl 26 nie będzie taki “lodowcowy”. To moje domysły, ale innego wytłumaczenia nie widzę. Moim zdaniem to artykuł pod gotową tezę. A model był “tweakowany” (poprawiano w nim parametry), aż wyszła żądana teza. Zgodność z obserwacjami już w cyklu 23 (nie wspominając o obecnym 24) padła ofiarą konieczności wyprodukowania “małej epoki lodowej” w cyklu 26.

Nauka pewnie zapomni niedługo o tym artykule. Jego prognozy na rok 2030 też pewnie się nie spełnią, skoro już dziś się nie spełniają. Jednak jego efekt medialny jest niestety większy niż jakiegokolwiek sensownego opublikowanego w ciągu ostatniego roku. A w dziedzinie klimatu rocznie publikuje się setki artykułów wartych zauważenia.

[1] S. J. Shepard, Zharkov and Zharkova, 2014, “Prediction of solar activity from solar background magnetic field variations in cycles 21-23”, The Astrophysical Journal 795(1):46-52, http://iopscience.iop.org/0004-637X/795/1/46/, pełna wersja dostępna jest tutaj ale nie wiem czy nie trzeba być zarejestrowanym użytkownikiem ResearchGate

[2] Drew T. Shindell, Gavin A. Schmidt, Michael E. Mann, David Rind, and Anne Waple, 2001, “Solar Forcing of Regional Climate Change During the Maunder Minimum”, Science, 294 (5549), 2149-2152, pełna wersja http://iri.columbia.edu/~goddard/EESC_W4400/Mann/Shindell_etal_2001.pdf

Czy globalne ocieplenie dotyczy także Marsa?

ResearchBlogging.orgJakie są przyczyny globalnego ocieplenia na Ziemi, jak się wydaje, wiemy. Jest to wzrost koncentracji gazów cieplarnianych w wyniku coraz większych emisji spowodowanych gospodarczą aktywnością ludzkości. Jednak istnieje argument podważający naszą wiedzę: Mars także się ociepla. Jeśli tak, to może przyczyną jest to samo zjawisko?
Continue reading Czy globalne ocieplenie dotyczy także Marsa?

Paradoks słabego Słońca – dlaczego młoda Ziemia nie była zamarznięta?


Gdy Ziemia była młoda, powiedzmy 4 miliardy lat temu (czyli w późnym hadeiku), Słonce świeciło o 25-30% słabiej niż obecnie. Wiemy to z astrofizycznych modeli ewolucji gwiazd i, o ile wiem, nikt temu wynikowi nie zaprzecza (to ciekawe, ale raczej nigdy nie było astrofizyko-denialistów, a od śmierci Hoyle’a nie ma już też chyba kosmologo-denialistów). Przy stałej słonecznej mniejszej o te 25-30% i dzisiejszym składzie atmosfery mielibyśmy średnio globalnie temperatury poniżej zera (obliczenie z samego prawa Stefana Boltzmanna – patrz wcześniejszy wpis – bez uwzględnienia sprzężeń zwrotnych dodatnich związanych np. ze zmianą średniej koncentracji pary wodnej z temperaturą, daje w jako wynik obniżenie temperatury o 21-26 K).

Dlaczego więc na młodej Ziemi były niezamarznięte oceany, o czym świadczy coraz więcej dowodów geologicznych? Continue reading Paradoks słabego Słońca – dlaczego młoda Ziemia nie była zamarznięta?