Το κλίμα της Γης δεν εξαρτάται μόνο από όσα συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα και στους ωκεανούς. Ο Ήλιος και οι πολύ αργές μεταβολές στην τροχιά και στον άξονα του πλανήτη μας έχουν επηρεάσει το κλίμα πολλές φορές στην ιστορία της Γης.
Δεν έχουν όμως όλα τα αστρονομικά φαινόμενα την ίδια σημασία. Οι εκλείψεις προκαλούν μόνο προσωρινές τοπικές μεταβολές, οι ηλιακές καταιγίδες απειλούν κυρίως την τεχνολογία, ενώ οι κύκλοι της τροχιάς της Γης μπορούν να επηρεάζουν το κλίμα σε βάθος δεκάδων ή εκατοντάδων χιλιάδων ετών.
Ποια φαινόμενα μπορούν πραγματικά να επηρεάσουν το κλίμα;
Το κλίμα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ισορροπία ανάμεσα στην ενέργεια που λαμβάνει η Γη από τον Ήλιο και στην ενέργεια που επιστρέφει στο διάστημα.
Οτιδήποτε μεταβάλλει αυτή την ισορροπία για αρκετό χρόνο μπορεί να επηρεάσει το κλιματικό σύστημα. Στους φυσικούς παράγοντες περιλαμβάνονται οι μεταβολές της ηλιακής ακτινοβολίας, οι αργές αλλαγές στην τροχιά της Γης και μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις.
Αυτό όμως είναι διαφορετικό από τον διαστημικό καιρό. Μια ισχυρή ηλιακή καταιγίδα μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα στο GPS ή στα ηλεκτρικά δίκτυα χωρίς να προκαλεί μακροχρόνια αλλαγή του παγκόσμιου κλίματος.
Πόσο επηρεάζει η ηλιακή δραστηριότητα τη θερμοκρασία της Γης;
Ο Ήλιος δεν εκπέμπει ακριβώς την ίδια ποσότητα ενέργειας κάθε στιγμή. Η δραστηριότητά του ακολουθεί έναν κύκλο περίπου 11 ετών, κατά τον οποίο μεταβάλλονται ο αριθμός των ηλιακών κηλίδων, οι εκλάμψεις και άλλα ηλιακά φαινόμενα.
Στη διάρκεια ενός τέτοιου κύκλου, όμως, η συνολική ενέργεια που εκπέμπει ο Ήλιος μεταβάλλεται μόνο κατά περίπου 0,1%. Η διαφορά είναι μετρήσιμη και λαμβάνεται υπόψη στα κλιματικά μοντέλα, αλλά είναι μικρή σε σχέση με τις αλλαγές που μπορούν να προκαλέσουν μεγάλες μεταβολές στη συγκέντρωση των αερίων του θερμοκηπίου.
Γιατί περισσότερες ηλιακές κηλίδες σημαίνουν ελαφρώς περισσότερη ενέργεια;
Οι ηλιακές κηλίδες είναι πιο ψυχρές και σκοτεινές από το περιβάλλον τους. Θα μπορούσε επομένως να φαίνεται παράξενο ότι ο Ήλιος είναι συνολικά ελαφρώς φωτεινότερος στις περιόδους μεγάλης δραστηριότητας.
Ο λόγος είναι ότι μαζί με τις κηλίδες εμφανίζονται και πιο φωτεινές ενεργές περιοχές. Η επιπλέον ακτινοβολία από αυτές υπερκαλύπτει τη μείωση που προκαλούν οι σκοτεινές κηλίδες.
Μπορεί η χαμηλή ηλιακή δραστηριότητα να ψυχράνει τη Γη;
Μεγάλες και παρατεταμένες μεταβολές της ηλιακής δραστηριότητας μπορούν να επηρεάσουν το κλίμα. Από περίπου το 1645 έως το 1715, για παράδειγμα, καταγράφηκαν εξαιρετικά λίγες ηλιακές κηλίδες σε μια περίοδο γνωστή ως Maunder Minimum.
Η περίοδος αυτή συνέπεσε με μέρος μιας ψυχρής ιστορικής φάσης που αποκαλείται συχνά «Μικρή Εποχή των Παγετώνων». Η εικόνα όμως είναι πιο σύνθετη: η μειωμένη ηλιακή δραστηριότητα δεν θεωρείται η μοναδική αιτία, καθώς συνέβαλαν επίσης ηφαιστειακές εκρήξεις και εσωτερικές μεταβολές του κλιματικού συστήματος.
Οι ηλιακές εκλάμψεις αλλάζουν το κλίμα;
Όχι με τον τρόπο που συχνά υπονοείται. Μια ηλιακή έκλαμψη είναι μια απότομη απελευθέρωση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από τον Ήλιο. Η ακτινοβολία της μπορεί να φτάσει στη Γη σε περίπου οκτώ λεπτά και να επηρεάσει την ιονόσφαιρα.
Ισχυρές εκλάμψεις μπορούν έτσι να προκαλέσουν προβλήματα στις ραδιοεπικοινωνίες και να επηρεάσουν συστήματα που βασίζονται σε σήματα πλοήγησης. Δεν αποτελούν όμως μηχανισμό μακροχρόνιας κλιματικής αλλαγής.
Τι προκαλεί τις ισχυρές γεωμαγνητικές καταιγίδες;
Εδώ χρειάζεται μια σημαντική διάκριση. Η στεμματική εκτίναξη μάζας ή CME δεν είναι το ίδιο πράγμα με μια ηλιακή έκλαμψη.
Μια CME είναι ένα τεράστιο νέφος πλάσματος και μαγνητικού πεδίου που εκτοξεύεται από τον Ήλιο. Όταν κατευθύνεται προς τη Γη και το μαγνητικό της πεδίο αλληλεπιδρά κατάλληλα με το γήινο μαγνητικό πεδίο, μπορεί να προκαλέσει ισχυρή γεωμαγνητική καταιγίδα.
- Μπορεί να επηρεάσει δορυφόρους και διαστημικά οχήματα.
- Μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα σε συστήματα GPS και επικοινωνιών.
- Μπορεί να επάγει ηλεκτρικά ρεύματα σε μεγάλα δίκτυα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας.
- Μπορεί να προκαλέσει εντυπωσιακό σέλας σε πολύ χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη από το συνηθισμένο.
Αυτές είναι κυρίως επιπτώσεις του διαστημικού καιρού, όχι μεταβολές του μακροχρόνιου κλίματος της Γης.
Μπορούν οι εκλείψεις να επηρεάσουν τη θερμοκρασία;
Μια ολική έκλειψη Ηλίου μειώνει απότομα την ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Η θερμοκρασία του αέρα μπορεί έτσι να πέσει προσωρινά, ενώ μπορούν να αλλάξουν για λίγο ο άνεμος και άλλες τοπικές ατμοσφαιρικές συνθήκες.
Η μεταβολή διαρκεί λίγο και αφορά περιορισμένη περιοχή. Δεν είναι κλιματική αλλαγή, επειδή το κλίμα περιγράφει μακροχρόνια μοτίβα σε πολύ μεγαλύτερες χρονικές και γεωγραφικές κλίμακες.
Μια έκλειψη Σελήνης είναι ακόμη πιο απλή περίπτωση: η Γη ρίχνει τη σκιά της πάνω στη Σελήνη και δεν προκαλεί ουσιαστική μεταβολή στην ενέργεια που δέχεται η ίδια η Γη.
Πώς οι κύκλοι Milankovitch άλλαξαν το κλίμα της Γης;
Πολύ σημαντικότεροι για τη μακροχρόνια ιστορία του κλίματος είναι οι κύκλοι Milankovitch. Δεν πρόκειται για μία μόνο αλλαγή αλλά για τρεις αργές μεταβολές στην κίνηση της Γης.
1. Εκκεντρότητα της τροχιάς
Η τροχιά της Γης αλλάζει πολύ αργά από πιο κυκλική σε ελαφρώς πιο ελλειπτική και ξανά πίσω. Ο σημαντικότερος κύκλος της εκκεντρότητας έχει διάρκεια περίπου 100.000 χρόνια.
2. Κλίση του άξονα
Η κλίση του άξονα της Γης μεταβάλλεται περίπου από 22,1 έως 24,5 μοίρες σε έναν κύκλο περίπου 41.000 ετών. Μεγαλύτερη κλίση σημαίνει γενικά εντονότερη διαφορά ανάμεσα στις εποχές.
3. Μετάπτωση
Ο άξονας περιστροφής της Γης αλλάζει αργά κατεύθυνση, όπως ο άξονας μιας σβούρας. Σε συνδυασμό με τη μεταβολή της ίδιας της τροχιάς δημιουργεί έναν κύκλο περίπου 23.000 ετών που αλλάζει τη σχέση των εποχών με την απόσταση της Γης από τον Ήλιο.
Οι τρεις μεταβολές μαζί αλλάζουν κυρίως πού και σε ποια εποχή φτάνει περισσότερη ηλιακή ενέργεια στην επιφάνεια της Γης. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τα καλοκαίρια στα υψηλά γεωγραφικά πλάτη του βόρειου ημισφαιρίου.
Όταν τα καλοκαίρια είναι αρκετά δροσερά ώστε να μη λιώνει όλο το χιόνι του χειμώνα, οι πάγοι μπορούν σταδιακά να επεκτείνονται. Μέσα από τέτοιους μηχανισμούς, μαζί με ανατροφοδοτήσεις από τους πάγους, τους ωκεανούς και το διοξείδιο του άνθρακα, οι κύκλοι Milankovitch συνδέονται στενά με τις παγετωνικές και μεσοπαγετωνικές περιόδους.
Μπορούν ο Ήλιος ή η τροχιά να εξηγήσουν τη σημερινή υπερθέρμανση;
Όχι. Αυτό είναι ένα από τα πιο σημαντικά σημεία για τη σωστή κατανόηση του θέματος.
Οι κύκλοι Milankovitch εξελίσσονται σε χρονικές κλίμακες δεκάδων έως εκατοντάδων χιλιάδων ετών. Η σημερινή αύξηση της θερμοκρασίας έχει συμβεί πολύ ταχύτερα, μέσα σε δεκαετίες.
Παράλληλα, οι δορυφορικές μετρήσεις της ηλιακής ακτινοβολίας δεν δείχνουν αύξηση ικανή να εξηγήσει τη σύγχρονη θέρμανση. Η μεταβολή της φωτεινότητας του Ήλιου στον 11ετή κύκλο είναι επίσης πολύ μικρή για κάτι τέτοιο.
Το IPCC έχει καταλήξει ότι η ανθρώπινη επίδραση έχει θερμάνει αναμφισβήτητα την ατμόσφαιρα, τους ωκεανούς και την ξηρά. Η κύρια αιτία της σημερινής παγκόσμιας θέρμανσης είναι η αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου από ανθρώπινες δραστηριότητες, ιδιαίτερα από την καύση ορυκτών καυσίμων.
Υπάρχει μάλιστα ένα ενδιαφέρον στοιχείο: με βάση μόνο τη σημερινή φάση των τροχιακών κύκλων, η Γη θα αναμενόταν σε πολύ μεγάλη χρονική κλίμακα να ακολουθεί τάση αργής ψύξης και όχι την ταχεία θέρμανση που παρατηρείται.
Γιατί πρέπει να παρακολουθούμε τον Ήλιο αν δεν προκαλεί τη σημερινή θέρμανση;
Η παρακολούθηση του Ήλιου παραμένει εξαιρετικά σημαντική. Η ηλιακή ακτινοβολία αποτελεί τη βασική πηγή ενέργειας του κλιματικού συστήματος, επομένως ακόμη και οι μικρές φυσικές μεταβολές πρέπει να μετρώνται με ακρίβεια.
Ταυτόχρονα, η παρακολούθηση της ηλιακής δραστηριότητας επιτρέπει στους ειδικούς του διαστημικού καιρού να προειδοποιούν για εκλάμψεις, στεμματικές εκτινάξεις μάζας και γεωμαγνητικές καταιγίδες.
Τέτοιες προειδοποιήσεις μπορούν να βοηθήσουν εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας, διαχειριστές δορυφόρων, αεροπορικές εταιρείες και άλλες κρίσιμες υποδομές να περιορίσουν πιθανούς κινδύνους.
Το βασικό που πρέπει να θυμόμαστε
Το διάστημα έχει επηρεάσει το κλίμα της Γης σε όλη την ιστορία του πλανήτη, αλλά όχι όλα τα αστρονομικά φαινόμενα με τον ίδιο τρόπο.
Οι κύκλοι Milankovitch είναι σημαντικοί για τις μεγάλες κλιματικές μεταβολές σε βάθος χιλιάδων ετών. Η ηλιακή δραστηριότητα προκαλεί μικρότερες φυσικές διακυμάνσεις, ενώ οι ηλιακές καταιγίδες αφορούν κυρίως τον διαστημικό καιρό και την τεχνολογία. Οι εκλείψεις, τέλος, δημιουργούν μόνο σύντομες τοπικές αλλαγές.
Αυτοί οι φυσικοί μηχανισμοί είναι απαραίτητοι για να κατανοήσουμε το κλιματικό παρελθόν της Γης. Δεν μπορούν όμως να εξηγήσουν την ταχύτητα και το μέγεθος της σύγχρονης παγκόσμιας θέρμανσης.
Πηγές:
