太陽からのエネルギーが11年間の太陽サイクル中に0.1％しか変化しない場合、そのような小さな変化が地球の気象パターンに大きな変化をもたらす可能性はありますか？はい、国立大気研究センター（NCAR）の研究者が、1世紀以上の気象観測と3つの強力なコンピューターモデルを研究に使用したと言います。彼らは太陽の周期、成層圏、そして熱帯太平洋の間の微妙な関係を発見しました。これらは同期して働き、地球の多くに影響を与える周期的な気象パターンを生成します。科学者たちは、これがインドのモンスーンや熱帯太平洋の降雨など、特定の気候現象の激しさを何年も前に予測するのに役立つだろうと述べています。
「太陽、成層圏、そして海洋は、北米の冬の降雨などのイベントに影響を与える可能性のある方法で接続されています」と、NCARの科学者であるGerald Meehlは筆頭著者として述べています。 「太陽サイクルの役割を理解することは、科学者が次の20年間の地域の気象パターンを予測するための作業を行うときに、追加の洞察を提供できます。」
新しい調査では、一見関係のない2つの地域に対する太陽の影響の関係を調べました。成層圏の化学物質と太平洋の海面温度は、太陽の最大時に、空気の動きのいくつかの側面に対する太陽の影響を増幅する方法で反応します。これにより、風と降水量が激化し、特定の熱帯および亜熱帯地域で海面温度と雲量が変化し、最終的には全天候に影響を与える可能性があります。
チームは最初に、太陽黒点のピーク生成中の太陽エネルギーのわずかな増加が成層圏オゾンによって吸収されるという以前の理論を確認しました。このエネルギーは、太陽光が最も強い熱帯地方の成層圏の空気を暖めると同時に、さらに多くの太陽エネルギーを吸収する追加のオゾンの生成を刺激します。成層圏は不均一に温暖化し、最も顕著な温暖化は低緯度で発生するため、成層圏の風は変化し、相互に関連する一連のプロセスを通じて、最終的に熱帯降水量が増加します。
同時に、太陽の最大時の太陽光の増加により、日差しを遮る雲が通常不足している亜熱帯太平洋全体の海面水がわずかに温暖化します。その少量の余分な熱はより多くの蒸発をもたらし、追加の水蒸気を生成します。次に、湿気は貿易風によって熱帯太平洋西部の通常雨が降る地域に運ばれ、より激しい雨に燃料を供給し、成層圏メカニズムの影響を強化します。
成層圏のトップダウンの影響と海洋のボトムアップの影響が連携して、このループを強化し、貿易風を強めます。より多くの日光がより乾燥した地域に当たるにつれて、これらの変化が互いに補強し、亜熱帯の雲が少なくなり、さらに多くの日光が地表に届くようになり、気候応答をさらに拡大する正のフィードバックループが生成されます。
太陽の極大時のこれらの成層圏と海洋の反応は、赤道東太平洋を通常よりも涼しく、より低く保ち、ラニーニャ現象に似た状態を作り出します。しかし、華氏約1〜2度の冷却は、典型的なラニーニャよりも東に集中しており、約半分の強さであり、成層圏のさまざまな風パターンに関連付けられています。
太陽周期に対する地球の反応は、太陽黒点の活動がピークに達してから1〜2年続きます。太陽の最大値によって引き起こされるラニーナのようなパターンは、緩やかに流れる海流が東部熱帯太平洋の冷たい水を暖かい水に置き換えるため、エルニーニョに似たパターンに進化する傾向があります。オーシャンレスポンスはエルニーニョの約半分の強さであり、遅れた暖かさは太陽サイクルのピーク時に発生するラニーナのようなパターンほど一貫していません。
太陽の最大値は、実際のラニーナイベントを強化したり、実際のエルニーニョイベントを弱める可能性があります。 1988年から89年のラニーニャは太陽の最大値のピーク近くで発生しました。ラニーナは異常に強くなり、米国南西部の異常に穏やかで乾燥した冬など、気象パターンの大幅な変化に関連付けられました。
インドのモンスーン、太平洋の海面温度と降水量、その他の地域の気候パターンは、主に地球の熱帯と亜熱帯の空気の上昇と下降によって引き起こされます。したがって、新しい研究は、科学者が太陽循環予測を使用して、その循環とそれに関連する地域の気候パターンが次の10〜2年でどのように変化するかを推定するのに役立ちます。
チームは3つの異なるコンピューターモデルを使用してすべての変数を調べ、それぞれが同じ結果を導き出しました。太陽のエネルギーの小さな変動でも地球に大きな影響を与える可能性があるということです。
「計算能力の向上とモデルの改善、および観測による発見のおかげで、太陽の変動性を天気と気候に結びつけるためにメカニズムがどのように組み合わされているかをさらに明らかにしている」とMeehlは言う。
チームの研究はジャーナルに掲載されました 理科。
