Aiheuttaako Aurinko ilmastonmuutosta?

Helios

Helios

Aurinko on 1,4 miljoonan kilometrin kokoinen plasmapallo, jota Maa kiertää elliptisellä radalla 144 miljoonan kilometrin etäisyydellä. Auringon pintalämpötila on 5780 astetta ja ytimen lämpötila viisitoista miljoonaa astetta. Auringon ytimessä tapahtuvat fuusioreaktiot tuottavat kaiken Auringon säteilemän energian. Fuusiossa vetyatomit yhtyvät muodostaen heliumia. Vetyä fuusioituu heliumiksi 700 miljoonaa tonnia sekunnissa. Tästä syntyy 3,827 × 10^26 Watin teho josta Maahan päätyy 0,000000000045 %.

Auringon tyyppisen K-sarjan tähden ominaisuuksiin kuuluu erittäin vakaa toiminta, keskipitkä elinikä, n. 10 miljardia vuotta, sekä säteilytehon tasainen kasvu koko eliniän aikana. Maan elämän syntymisen jälkeen se on kasvanut 20%, ja se kasvaa edelleen siten, että ehkä jo muutaman sadan miljoonan vuoden jälkeen Aurinko haihduttaa Maan meret avaruuteen ja hävittää kaiken elämän Maan pinnalta.

Kun vety Auringon ytimestä joskus alkaa loppua, fuusioreaktiot siirtyvät pintakerroksiin, Aurinko paisuu punaiseksi jättiläiseksi ja haihduttaa koko planeettamme, nielaisee sen sisäänsä tai vähintään kärventää lopullisesti elottomaksi. Kun vety loppuu pintakerroksistakin, Aurinko hiipuu ja luhistuu valkoiseksi kääpiöksi, jäähtyy lopulta mustaksi kääpiöksi. Vielä ei tiedetä miten Maalle käy, mutta yhtä kaikki, elämä täältä häviää viimeistään Auringon kuoleman myötä.

Joten vastaus otsikon kysymykseen on kyllä, Aurinko aiheuttaa ilmastonmuutosta.

Lyhyemmillä aikaväleillä Aurinko on kuitenkin hyvin vakaa ja ilmaston näkökulmasta jokseenkin yllätyksetön tähti. Sinä aikana kun Aurinkoa on tutkittu ja mitä sen aiemmasta käyttäytymisestä tiedetään, vaihtelut Auringon säteilytehossa ovat olleet 1..2 tuhannesosan luokkaa. Maan etäisyydellä muutokset Auringon säteilytehossa, eli Aurinkovakiossa, ovat näin ollen olleet n. 1..2 wattia neliömetrillä.

Auringon vaikutusta nykyiseen ilmaston muutokseen on selvitetty mm. tässä raportissa:

http://spaceweb.oulu.fi/~kalevi/publications/non-refereed2/CoolStar13_SA-T.pdf

Raportista löytyy yllättävästi ”lätkämailakäyrä”, jonka mukaan Auringon säteilytehon trendi viimeisen 200 vuoden ajalta on ollut nouseva. Globaalilämpötila seuraa tätä käyrää, jonka tarkempi tarkastelu osoittaa kuitenkin Auringon kokonaissäteilyn tasaantuneen ja kääntyneen laskuun 30 vuotta sitten, mutta lämpötila on jatkanut nousuaan.

Tarkastelujakso alkaa vuodesta 850. Raportista selviää, että ilmaston lämpötila pohjoisella pallonpuoliskolla, ei eteläisellä, seuraa jossain määrin Auringon aktiivisuutta. Korrelaatio on parempi 10 vuoden viiveellä. Raportin loppuyhteenvedossa todetaan selkeästi, että viimeisen 30 vuoden lämpenemiselle täytyy olla joku muu syy kuin Auringon muutokset.

Auringolla on jokseenkin säännöllinen 11 vuoden mittainen auringonpilkkusykli, jonka aikana auringonpilkkujen määrä vaihtuu minimistä maksimiin ja takaisin minimiin. Säteilyteho vaihtelee vastaavasti ollen pilkkumaksimin aikaan suurin, ja pilkkuminimin aikaan pienin. Muutos voidaan havaita jossain määrin Maan säätilassa. Auringon säteilyteho vaihtelee 0,1 % pilkkuminimin ja -maksimin välillä. Maan etäisyydellä tehon vaihtelu on alle 1 W/m2 vastaa lämpötilan muutoksena 0,1 astetta. Pitkän aikavälin tehonvaihtelu voi olla suurempi kuin yhden auringonpilkkusyklin aikainen vaihtelu, joten eri aurinkonpilkkusyklit voivat olla erilaisia. Peräkkäisten vuosien lämpötila korreloi huonosti Auringon säteilytehon kanssa. Korrelaatio paranee, jos verrataan peräkkäisiä auringonpilkkusyklejä.

Auringon säteilytaso kääntyi siis laskuun vuonna 1975, mutta ilmaston lämpeneminen on jatkunut voimakkaasti sen jälkeen. Auringon säteilytaso ei näin ollen selitä lämpenemistä, sen aiheuttaa joku muu ilmiö. Muuta selitystä lämpenemiselle ei tiedetä kuin kasvihuoneilmiön voimistuminen, johon vaikuttaa ihmiset tuottamat kasvihuonekaasut.

Kalevi Mursulan mukaan

http://thule.oulu.fi/suomi/tutkimus/tiedepv2008/Mursula.pdf

Auringosta löytyy suure, jonka arvo on ollut kasvussa viimeiset 100 vuotta, myös viimeiset 30 vuotta: ”Aurinkotuulen häiriöt”. Ne korreloivat hyvin ilmaston lämpenemisen kanssa viimeisen 140 vuoden ajan.

Mursula toteaa heti perään, että ”Auringon kaikkia ilmastovaikutuksia ei vielä tunneta riittävästi.” Hän toteaa myös, että

Auringon muiden vaikutusten pitkäaikaismuutos on merkittävän samanlainen ilmaston muutoksen kanssa. Näitä ei mukana IPCC-arviossa !

Tilastollinen korrelaatio ei kerro fysikaalisesta syy-seuraussuhteesta mitään, eikä siksi riitä todisteeksi. Sen takia IPCC lienee jättänyt ne tarkastelusta pois. Tutkimusaineistoa ei ole riittävästi, jos ollenkaan. En ole löytänyt.

Auringon toiminnan vaihtelua, ennen kuin suoria mittauksia oli olemassa, on selvitetty mm. Beryllium-10 -isotoopin määrästä puiden vuosirenkaissa ja jäänäytteissä. Tätä isotooppia syntyy kosmisen säteilyn osuessa ilmakehään. Auringon aktiivisuuden kasvaessa, aurinkotuuli voimistuu ja muualta avaruudesta tulevan kosmisen säteilyn määrä vähenee. Be-10 -korrelaatio ei ole täydellinen ja lisäksi näyttää siltä, että ilmaston muuttuminen itse asiassa vaikuttaa myös Be-10 määrään. Näin ollen on epävarmaa, onko ilmaston lämpenemisen kanssa korreloiva Be-10 osoitus Auringon osallisuudesta lämpenemiseen, vai onko muutokset Be-10 määrässä seurausta muuttuneesta ilmastosta.

Tanskalainen tutkija Henrik Svensmark on esittänyt teorian, jonka mukaan Aurinko vaikuttaa Maan ilmastoon epäsuorasti kosmisen säteilyn kautta, vaikuttamalla pilvisyyteen. Teoriaa tutkitaan kokeellisesti CERN:issä, mutta se on vielä vahvistamatta. Vastaavia teorioita on esitetty aikaisemminkin, mutta ne ovat kaatuneet tilastollisen korrelaation puuttumiseen.

Näissä ”vaihtoehtoisissa” aurinkoteorioissa on niin paljon aukkoja, että niitä ei mitenkään voi käyttää oikeastaan mihinkään. Ongelmista kirjoittaa RealCimate:

http://www.realclimate.org/index.php/archives/2006/10/taking-cosmic-rays-for-a-spin/

Heikki Nevanlinna kertoo varsin havainnollisesti tässä rapotissa,

http://helda.helsinki.fi/bitstream/handle/10138/1063/2004no4.pdf?sequence=1

että Aurinko ei selitä viimeisten vuosikymmenten lämpenemistä.

Lainaus Nevanlinnan tekstistä:

Auringon irradianssin muutokset selittävät 1900-luvun alkukymmeninä tapahtuneesta lämpötilan kohoamisesta noin 10 %, mutta ei lainkaan vuoden 1970 jälkeistä kasvua. Muut ilmakehän lämpötilaan vaikuttavat tekijät (mm. kasvihuoneilmiön voimistuminen) dominoivat lämpötilan kasvua 1970-luvulta eteenpäin.

Muut tutkimuksen sanovat mm:

Näiden tutkimusten mukaan näyttää siltä, että muutokset Auringon kokonaissäteilyssä, UV-säteilyssä tai kosmisessa säteilyssä EIVÄT selitä viimeisten vuosikymmenten lämpenemistä. On joitakin tilastollisia havaintoja ja teorioita, joiden mukaan Auringon muutokset voisivat epäsuorasti selittää lämpenemisestä suuremman osan kuin tähän asti on oletettu. Ne tilastolliset korrelaatiot jotka Auringon aktiivisuuden muutoksista löytyvät, vaihtelevat suuresti eri tarkastelujaksojen välillä. Tästä voidaan päätellä, että muut ilmakehän ilmiöt vaikuttavat lämpötilaan enemmän kuin Aurinko.

Oleellinen kysymys kuuluukin, voidaanko ilmastonsuojelu laiminlyödä sillä perusteella, että jotkin toistaiseksi tuntemattomat ilmiöt ja keskeneräiset teoriat tulevaisuudessa EHKÄ osoittavat Auringon vaikuttavan ilmastoon enemmän kuin tällä hetkellä tiedetään? Vaikka näin kävisikin, aurinkotutkimus ei mitenkään voi mitätöidä kasvihuonekaasupäästöjen eikä muiden ihmisperäisten syiden vaikutuksia ilmastoon, joiden tiedetään olevan todellisia.

Lähteitä:

7 thoughts on “Aiheuttaako Aurinko ilmastonmuutosta?

  1. Mursulan yleisöluentoa olen joskus kuunnellut, eikä hänen argumentointinsa ilmastoasioiden osalta ollut minusta kovin vakuuttavaa. Hän tuntui kokonaan sivuuttavan sen, että vaikka Auringolla olisikin joitakin vielä tuntemattomia vaikutusmekanismeja ilmastoon, tämä ei muuttaisi kasvihuonekaasujen ominaisuuksia millään tavalla. Voisihan sitä toki arvuutella, että tässä tapauksessa ilmasto olisikin paljon epäherkempi säteilypakotteelle kuin on luultu. Olisihan kokonaispakote tällöin ilmeisesti luultua suurempi, jos kerran tunnettujen pakotteiden lisäksi olisi vielä muita paljon suurempi tekijä, Auringon epäsuora vaikutus. Nykyisistä arvioista suuresti poikkeava ilmastoherkkyys olisi kuitenkin tietääkseni ongelmallinen ainakin tulivuorenpurkausten ilmastovaikutusten arvioinnin kannalta. Samoin jääkausien selittäminen voisi olla vaikeaa, ja varmaan muitakin ilmastoherkkyyteen sidottavissa olevia havaintoja tunnetaan. Tästä syystä odotankin korrelaatioita parempia todisteita, ennen kuin otan näitä vaihtoehtoisia selityksiä kovin vakavasti.

    Tykkää

  2. Minä olin Mursulan yleisöluennolla Turussa viime syksynä, olikohan lokakuun lopussa. Hän sanoi siihen tyyliin, että IPCC on ottanut hyvin huonioon Auringon kokonaissäteilyn, eikä se selitä lämpenemistä. Mutta korrelaatioihin vedoten heitti heti perään ilmoille ajatuksen, että Aurinko saattaa selittää suuremman osan lämpenemisestä kun on oletettu. Sinänsä ihan ok, hypoteeseja tarvitaan, muuten tiede ei kehity, pitää olla suunta mihin tutkumus etenee. Se sitten joko on totta tai ei ole. Mutta juuri niin kuin sanoit, korrelaatioiden lisäksi tarvitaan fysiikkaa.

    Nämä korrelaatiot lähtevät kyllä hyvin lentoon. Parhaan tiedeblogin maininnan viime vuonna voittanut (!) Wattsupwiththat kirjoitti toissapäivänä otsikolla Beryllium 10 and climate, jossa korrelaatiota tarjotaan todisteeksi. Hyvä esimerkki tee-se-itse -tieteestä. Tuokin on puoliksi totta ja Aurinko lienee aikaisemmin vaikuttanut ilmastoon enemmän, koska kasvihuonekaasujen pakotetta ei ollut vielä olemassa.

    Kuvan teksti: ”This graph alone demonstrates that the warming of the 20th century was solar-driven.”

    Tykkää

  3. Oma lehmä tukevasti sarviaan myöten ojassa olen sitä mieltä että nämä mahdolliset auringon aktiivisuus – pilvisyys – kytkennät ovat ilmakehätieteiden kinnostavimpia tutkimusaiheita tällä hetkellä. Mitään käsittämättömän suurta ja kaiken mullistavaa vaikutusmekanismia sieltä tuskin löytyy – se olisi hyvin todennäköisesti löytynyt jo, ja meillä olisi asiasta kunnollista kvantitatiivista dataa – mutta jotain korjaustermejä sieltä voi tulla. Data-analyysia hankaloittaa tässä jo mainittujen seikkojen lisäksi vielä sellainenkin asia, että myös hiukkasmuodostukseen todennäköisesti osallistuvien kaasujen pitoisuudet ilmakehässä ovat ihmisen toiminnan myötä muuttuneet aika paljon, myös ”puhtailla” tausta-alueilla. Esim rikkidioksidia on ilmassa monin paikoin reippasti enemmän kuin esiteolliseen aikaan. Täten vaikkapa kosmisen säteilyn vaikutus pilvisyyteen (sikäli kun se on olemassa) on todennäköisesti hieman erilainen nykyään kuin esiteolliseen aikaan.

    Tykkää

  4. Kiitos kommentista!

    Minähän suorastaan toivon, että Auringosta löytyisi joku kaiken selittävä tekijä, ja että tiede olisi tehnyt historiansa suurimman munauksen selittämällä jotakin muuta. Tehkää te työnne hyvin ja kertokaa sitten miten asiat ovat. Siihen asti kaikki tieteestä poikeavat selitykset ovat toiveajattelua, ja sanoisinko huuhaata, ja siihen perustuva politiikka on venäläistä rulettia.

    Tykkää

  5. Onkohan sama ohjelma joka tulee TV:stä uusintana 22.7:

    http://ohjelma.yle.fi/ohjelmat/184052

    Svensmarkin teorioita tutkitaan CERN:issä. Mielenkiintoista nähdä, millaiseen tulokseen päätyvät. Oli se millainen hyvänsä, se voi selittää lämpenemisestä tietyn osan, mutta se ei voi selittää pois kasvihuoneilmiön voimistumista.

    Kannattaa avata tämä

    http://katja.kumpula.helsinki.fi/dspace/bitstream/10138/1063/1/2004no4.pdf

    laittaa hakusanaksi Svensmark, ja katsoa mitä löytyy.

    Tykkää

  6. Korrelaatioista ja syy- ja seuraussuhteesta:

    Syy- ja seuraussuhteen on kyseenalaistanut jo David Hume 1700-luvulla. Tiivistaen sanoen, monet ihmiset arvelevat, etta syy- ja seuraussuhteet olisivat valttamattomia seurauksia. Ne kuitenkin ovat samanlaisia kuin tilastolliset korrelaatiot eli satunnaisuuksia. Tama tarkoittaa sita, etta syy- ja seuraussuhteet pitavat mielestamme paikkansa siksi, etta olemme todenneet tietyn korrelaation. David Humen esimerkki on biljardipallo, joka lahtee liikkeelle, kun toinen pallo osuu siihen. Se etta iskun saanut pallo lahtee liikkeelle, on tosiseikka jonka olemme oppineet. Pallon liike on tavallista selittaa jonkinlaisella newtonilaisella teorialla. On syyta huomata, etta havaitsemme ensin korrelaation (pallo osuu toiseen ja toinen lahtee liikkeelle) ja vasta sen jalkeen keksimme luonnonlain, josta liike johtuu. Niinpa esim. gravitaatioteoria on teoria, joka on paatelty jalkikateen, kun on ensin huomattu korrelaatio, etta kappaleet putoavat alaspain. Sama asia on tietenkin huomattu jo aikaisemmin, mutta se on aikaisemmin selitetty erilaisella teorialla, jonka uusi tiede on sittemmin syrjayttanyt. Gravitaatioteoria on korvannut vanhan teorian siksi, etta se selittaa tuon korrelaation (esineet putoavat alaspain) paremmin. Se selittaa useampia asioita kuin vanha aristoteelinen teoria, joka siis on hylatty puutteellisena. Silti emme paase mihinkaan siita, etta havaitsemme ensin korrelaatioita ja vasta sitten keksimme luonnonlakeja, jotka selittavat korrelaatiot. Mutta korrelaatioissa on se hyva puoli, etta ne eivat ole selityksia, vaan havaintoja. Niiden selityksia ovat teoriat. Tasta johtuen teoriat voidaan hylata virheellisina, mutta korrelaatioista voidaan sanoa vain se, etta jotain on jaanyt huomaamatta.

    Tykkää

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s