Homepage Prof. dr. C de Jager

Onlangs werd ons onderzoek over de zon-klimaat relaties gepubliceerd. Het volledige artikel is te lezen op deze website op de pagina ‘Sun-Earth publications’ door daar te gaan naar ‘2010-Quantifying ,,, enz.’

Titel: Quantifying and specifying the solar influence on terrestrial surface temperature

Door Cornelis de Jager, Silvia Duhau and Bas van Geel

Gepbliceerd in: Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, vol. 72, 926 – 937, 2010.

Samenvatting: De zon is een uiterst stabiele lichtbron: de totale stralingsstroom neemt geleidelijk toe, maar met niet meer dan 0,15% per miljoen jaar, onmeetbaar gering. Maar daarop gesuperponeerd zijn er talloze uitingen van kortdurende activiteit, zoals de zonnevlekken, verhoogde straling (hoofdzakelijk ultraviolet; de ‘Total Solar Irradiance’ – TSI), de variabele zonnewind, de explosieve zonnevlammen, de eveneens explosieve magnetisme meedragende gaswolken die Coronale Massa Emissies (CME) worden genoemd. Om een indruk van de energieën te geven: een zonnevlam zowel als een CME hebben beide een totale energie van de orde van een tot tien miljard Hirosjima atoombommen. Tijdens de laatste helft van de vorige eeuw waren er per dag gemiddeld ca. 3 tot 8 zonnevlammen en even zoveel CME’s.

Al deze kortdurende verschijnselen vinden hun oorsprong in twee gebieden van verhoogde magnetische veldsterkte op de zon. Het meest opvallend zijn de equatoriale magnetische gebieden, die gekenmerkt worden door de zonnevlekken. Dit zijn op zichzelf inactieve structuren, maar ze vallen op. Bovendien zijn ze de kernen van de equatoriale Activiteitsgebieden, waar onder meer de verhoogde straling, de zonnevlammen en de CME’s hun oorsprong vinden. Wat de meest onderzoekers van de zon-klimaat relaties niet in acht nemen is dat er ook een polair magnetisch veld is, in totale sterkte (totale magnetische flux) geheel vergelijkbaar met het equatoriale veld. Samen zijn deze twee velden verantwoordelijk voor het gehele complex van kortdurende veranderingen, dat zonsactiviteit wordt genoemd. De twee velden wisselen in sterkte in een 11 jaarlijkse cyclus. Als het equatoriale veld maximaal is, is het polaire minimaal en omgekeerd. Betrouwbare gegevens over het equatoriale veld zijn beschikbaar vanaf 1610; over het polaire vanaf 1844.

We hebben, als eersten, de samenhang tussen de aardse grondtemperatuur en de totale variatie (dus: beide magnetische componenten) van de zonsactiviteit onderzocht. We deden dat voor de periode 1610 resp. 1844 tot 1970 (dat laatste jaartal is opzettelijk zo gekozen, het is vóór de periode van significante globale opwarming, boven de sinds de 17e eeuw optredende gestage opwarming). We middelden overal de kortperiodieke (11-jaarlijkse) veranderingen uit en concentreerden ons zo op de variatie op wat langere termijn.

Waarom hebben andere onderzoekers dit niet gedaan? Vermoedelijk omdat men, onder de indruk van de zichtbare zonnevlekken tot de gedachte kwam dat dit het enige veranderlijke zou zijn in de zonsactiviteit.

We bestudeerden de zeven meest recente temperatuur datareeksen van verschillende bronnen en instituten, waarbij we ons beperkten tot publicaties uit de gereferee-de internationale tijdschriften. We vonden voor de periode 1610 – 1970 een gemiddelde temperatuurtoename van 0,087 graad per eeuw. Ook de twee aspecten van zonsactiviteit, de equatoriale en polaire magnetische fluxen, namen toe gedurende deze periode. Dat alleen al suggereert een samenhang. Van die temperatuurtoename van 0,087 graad per eeuw komt 0,077 graad per eeuw op rekening van het equatoriale magneetveld. Dit kan geheel verklaard worden: de helft van die toename komt door de gelijktijdige toename van de ultraviolette straling in het equatoriale magneetveld die op zichzelf al leidt tot een toename van de aardse grondtemperatuur, maar de andere helft van de aardse opwarming wordt veroorzaakt door ‘positieve terugkoppeling’ door toenemende verdamping van zeewater. Waterdamp is een zeer sterk broeikasgas. Als het warmer wordt verdampt meer water; er komt dus meer waterdamp in de atmosfeer en door het zo versterkte broeikaseffect stijgt de temperatuur verder, en dat geeft nog meer verdamping, nog meer opwarming, enz. In totaal verdubbelt dit het effect. Er zijn vele terugkoppelingsmechanismen, sommige negatief, andere positief. Waterdamp heeft een sterke positieve terugkoppeling, die ruwweg tot een verdubbeling van de initiële temperatuurverhoging leidt. Deze terugkoppeling wordt door veel onderzoekers veronachtzaamd en dat verklaart waarom de invloed van de zon op het klimaat doorgaans insignificant wordt genoemd.

Een fractie van – 0,040 graad per eeuw komt op rekening van het polaire veld. Als dat veld minimaal is, is de opwarming het sterkst. Daarvoor is nog geen verklaring gevonden, maar we denken aan de invloed van de zeer versterkte zonnewind die optreedt tijdens het minimum van het polaire veld (nog te onderzoeken!).

Een toename van 0,051 graad per eeuw heeft atmosferische oorsprong. Een eenduidige verklaring hiervoor is niet bekend, maar diverse mogelijke componenten worden genoemd.

We tellen daarna alle componenten op en vergelijken het resultaat met de gemiddelde temperatuur van de laatste 200 jaren. Afb. 3 van onze publicatie (zie de pagina ‘Sun-Earth relations’ van deze website (2010-Quantifying ..enz.) toont de residuen over de periode 1800 – 2000. Er blijken flinke fluctuaties voor te komen, De meeste daarvan zijn van de orde van 0,1 graad maar er is een opvallend negatief residu van 0,2 graad omstreeks 1960 en een maximum van 0,3 graad rond 2000. Dat laatste is de huidige opwarming.

Uit onderzoek van het zongekoppelde temperatuurverloop gedurende het Holoceen blijkt de sterke invloed van de (hierboven beschreven) positieve terugkoppeling door waterdamp. Dat effect werd, onterecht, in vele onderzoeken niet in rekening gebracht. Opnieuw: dit verklaart waarom de invloed van de zon op klimaatveranderingen door velen insignificant werd genoemd. Een heel recent voorbeeld: tussen de jaren ca. 1000 tot ca. 1300 was de zonsactiviteit sterker dan normaal. Recent onderzoek aan Siberische boorkernen (Dergachev en Raspopov; Reconstruction of the Earth’s surface temperature based on data of deep boreholes, global warming in the last millennium, and long-term solar cyclicity; in Geomagnetism and Aeronomy  50, 383 – 402, 2010) heeft bevestigd dat gedurende dit zo geheten Middeleeuwse Maximum ook de aardse temperatuur hoger was dan normaal. Ze was zelfs vergelijkbaar met de huidige opwarming. In ons artikel worden meer van zulke door terugkoppeling versterkte opwarmingsperioden beschreven.

In het juli-augustus nummer van het tijdschrift ZENIT beschrijf ik de episode van intensieve onderhandelingen tussen drie organisaties die zich met de popularisering van sterrenkunde, ruimteonderzoek en weerkunde bezig hielden. De onderhandelingen, die waren aangedreven door de staatsecretaris Vonhoff van het toenmalige Ministerie van Cultuur, Recreatie en Maarschappelijk werk, leidden uiteindelijk tot de oprichting van de voorlichtingsorganisatie De Koepel, die ook een nieuw tijdschrift zou gaan uitgeven, waarvoor de naam ZENIT werd bedacht. De Koepel geeft nu ook jaarlijks twee sterrengidsen uit, een gedetailleerde en een eenvoudigere. In deze sterrengidsen worden de hemelverschijnselen van het komende jaar beschreven, naast meer algemene gegevens.

De Koepel is nu gevestigd in de Sterrenwacht annex museum Sonnenborgh in Utrecht, waar ook een goedlopende winkel is gevestigd

Onlangs (juni 2010) hebben Silvia Duhau en ik onze verwachting en de argumentering ervan gepubliceerd dat de 21st eeuw gekenmerkt zal worden door een langdurige periode van zeer geringe zonsactiviteit. We verwachten ook dat de 11-jaarlijkse periode, die dit jaar begonnen is zich te ontwikkelen, een verlaat en laag maximum aan zonsactiviteit zal tonen, de prelude op de komende periode van minieme zonsactiviteit. Het artikel is na te lezen op http://journalofcosmology.com/ClimateChange111.html

Mijn ‘Terugblik’ in het Meinummer van ZENIT is getiteld ‘Retourtje Venus’ en beschrijft een bezoek aan Nederland in 1959 van de fantast/oplichter Adamski. Deze beweerde ruimtevoertuigen van elders te hebben gezien en met een bemannningslid te hebben gesproken. Als klap op de vuurpijl werd hij door enkele van hen meegenomen naar de planeet Venus, waar hij hartelijk werd ontvangen. Na zijn bezoek werd hij, met enkele geschenken, keurig teruggebracht. Maar we weten – ook toen al – dat Venus een grondtemperatuur heeft ver boven het kookpunt van water, en dat de atmosfeer uit bijna zuiver koolzuurgas bestaat. Daarin had Adamski nog geen seconde kunnen overleven.

Zijn bezoek aan Nederland was ongeven door sensatie en publiciteit.

Zie: ZENIT band 37, blz. 237, 2010

Mijn ‘terugblik’ van deze maand gaat over een gebeurtenis in de avond van 29 augustus 1975. Ik had het vreselijk druk, moest de volgende dag naar een congres in Frankrijk waarvoor ik nog een lezing moest voorbereiden, maar werd gestoord door de telefoon. Zoiets gebeurde geregeld, mensen die iets aan de hemel gezien hadden. Deze keer iemand die een nieuwe ster had gezien. Ik wilde van hem af, maar hij hield vol. Toen ik tenslotte, op zijn aandringen, toch  maar naar buiten ging stond daar een knalheldere nova aan de hemel te stralen: een ster waarvan de buitenmantel juist geëxplodeerd was. Wat een ervaring! Uniek! De nova bleef nog enkele dagen zichtbaar maar was snel uitgedoofd.

Deze ‘Terugblik’ is enkele dagen geleden gepubliceerd maar intussen kreeg ik reeds enkele berichten van mensen die hem toen ook gezien hadden. De herinnering aan de nova leeft blijkbaar nog sterk!

Zie ZENIT, jaargang 37, blz. 185, 2010   

 Aan de pagina ‘Presentaties’ zijn twee nieuwe toegevoegd; enkele verouderde zijn verwijderd. Een korte beschrijving volgt hieronder:

 IJSDWERG. Deze presentatie beschrijft de ontwikkelingsgang van ijsklompen die bij het ontstaan van het zonnestelsel in grote aantallen werden gevormd in de periferie van het planetenstelsel. Door de aantrekkende werkingen van de buitenplaneten werden ze weggeworpen, deels naar binnen, deels naar buiten. De Oortwolk, op grote afstand van de zon, is daar een gevolg van. Een komeet ontstaat wanneer een van deze ijsklompen zo dicht bij de zon komt dat ijs verdampt waardoor zich een gasstaart vormt.

 STILLE ZON. In deze presentatie ga ik in op de periode van uitzonderlijke stilte die de zon de afgelopen jaren doormaakte. Hij komt weer tot leven maar de volgende elf-jaarscyclus zal een zeer zwakke zijn en ik verwacht hierna een langdurig diep minimum. Ongeveer 40% van de gestage temperatuurtoeneming van de laatste eeuwen komt op rekening van de zon. Als we met de invloed van de zon rekening houden bedraagt de huidige opwarming 0.31 graden.

In mijn ‘Terugblik’ van maart 2010 bespreek ik het gevaar van onderzoekingen gebaseerd op correlaties: samenhangen tussen verschijnselen. Deze kunnen toevallig zijn, maar kunnen de onderzoeker op een dwaalspoor brengen en hem/haar doen denken dat een belangrijke ontdekking is gedaan. Een geval waarin het anders liep was de ontdekking van Gleissberg (1944) van een golfbeweging in de aantallen zonnevlekken. Deze Gleissbergperiode van 88 jaar blijkt reëel te zijn en terug te voeren op processen in het inwendige van de zon.(Zie ZENIT band 37, blz. 133, 2010)

VLUCHT OM DE AARDE

Mijn ‘terugblik’ van februari 2010 beschrijft een ervaring tijdens het tweede internationale congres over ruimteonderzoek, in april 1961 te Florence Italië. Tijdens een van de vergaderingen kwam iemand binnen met het bericht dat die morgen een mens vanuit de Sovjet Unie was gelanceerd en na een ruimtevlucht van 90 minuten weer as teruggekomen op de aarde. De eerste menselijke ruimtevlucht!

Zie ZENIT band 37, p. 83, 2010.

Mijn eerste ‘terugblik’ van 2010 beschrijft een spannende ervaring gedurende de tweede wereldoorlog. Ik was als voortvluchtige student ondergedoken in de Utrechtse sterrenwacht, maar besloot na een half jaar op een donkere helrfstavond eens naar mijn ouders en zusjes te gaan. Op de fiets, door het verduisterde Utrecht, kwam ik thuis, maar ik werd ongeweten gezien door een NSB-er uit onze buurt die dit onmiddellijk doorgaf aan de Duitse Grüne Polizei, die hem zei dat ik de volgende morgen opgehaald zou worden. Hij vertelde dit vol trots aan zijn partij-kameraad, de Utrechtse hoofdcommissaris van politie, die echter – tegen de verwachting – ervoor zorgde dat ik gewaarschuwd werd en op tijd kon ontsnappen.

Zie ZENIT, jaargang 37, blz. 28, 2010.

Met een snelheid van ongeveer 220 km per seconde raast de zon, met zijn gevolg van omlopende planeten, door het Melkwegstelsel in een baan die hij in ruim 200 miljoen jaar eenmaal aflegt. Gedurende de laatste vijf tot tien miljoen jaar liep hij door een vrij lege ruimte in het Melkwegstelsel. Hoe is deze Lokale Leegte ontstaan? En hoe lang blijven wij daar nog in? Het blijkt dat we aan de rand ervan zijn gekomen en dat we ‘binnenkort’  in een dichter deel van het Melkwegstelsel zullen komen.

Een artikel over dit onderwerp (‘De Grote Leegte’) verscheen van mijn hand  in het maandblad ZENIT, jaargang 37, blz. 4 – 7, 2010.