Hvordan påvirker Solen klimaet?

[hvordan påvirker solen klimaet]: Effekt på 0,5 grader C

Viden om hvordan påvirker solen klimaet skaber grundlag for at identificere naturlige kræfter bag de atmosfæriske ændringer i vores verden. Solens stråling driver planetens overordnede kredsløb og påvirker de ydre lag gennem vedvarende udsving i den tilførte energi. Denne forståelse sikrer bedre forberedelse af landbrug og samfund mod uforudsete temperaturændringer.

Hvordan påvirker Solen klimaet og vores atmosfære?

Når vi undersøger, hvordan påvirker solen klimaet, ser vi at den fungerer som den ultimative energikilde for alt liv på Jorden, og dens aktivitet har i årtusinder styret vores planets naturlige klimasvingninger. Selvom solens samlede lysstyrke kun varierer med omkring 0,1 procent over en typisk 11-årig cyklus^[1], har de små ændringer i de specifikke bølgelængder - især ultraviolet stråling - en uforholdsmæssig stor effekt på de øvre lag af atmosfæren.

Når solens aktivitet svinger, påvirker det ikke bare temperaturen direkte gennem varme, men ogsaa gennem komplekse kemiske reaktioner i ozonlaget. Men der er en faktor, som de fleste glemmer, når de kigger på solens lys - og det er ikke varmen i sig selv. Jeg forklarer denne skjulte atmosfæriske kobling i afsnittet om stratosfæren længere nede. Grundlæggende handler det om, hvordan små variationer i stråling forstærkes gennem Jordens egen atmosfæriske kemi.

UV-stråling og den komplekse ozonbalance

Ultraviolet stråling (UV) udgør kun en lille del af den samlede energi fra solen, men dens variabilitet er ekstremt høj. Mens den samlede udstråling kun ændrer sig en smule, kan UV-strålingen variere med op til 10-20 procent i visse bølgelængder i løbet af en solcyklus. Dette har en direkte indflydelse på produktionen af ozon i de højere luftlag.

Mindre UV-stråling fører til en interessant omfordeling af ozon. Når solen er i en svag fase, aftager produktionen af ozon i de øverste lag af atmosfæren markant, fordi der er mindre energi til at spalte iltmolekylerne. Dette ændrer på, hvordan energien absorberes som varme i stratosfæren. I nogle tilfælde kan det paradoksalt nok føre til, at der dannes mere ozon i de lavere lag af stratosfæren, hvilket ændrer hele atmosfærens temperaturprofil vertikalt.

Jeg har ofte oplevet, at folk bliver forvirrede over dette. Man skulle tro, at mindre energi fra solen bare betyder mindre af det hele. Men atmosfæren er ikke en passiv modtager - den reagerer aktivt på de skiftende input. Denne vertikale ændring i varmefordelingen kan skubbe til de store jetstrømme, som styrer vores vejr ved overfladen. Det er her, vi ser hvad betyder solens aktivitet for vejret i praksis, når det påvirker, om vi får en våd eller kold vinter i Nordeuropa.

Mekanismen bag energifordelingen

Når ozonlaget absorberer UV-stråling, fungerer det som en varmekilde i stratosfæren. Hvis mængden af ozon og UV-stråling falder, afkøles stratosfæren. Denne afkøling er ikke ensartet, og det skaber en temperaturgradient, der kan ændre vindmønstrene i de øvre luftlag.

Det er en delikat proces. Små ændringer i højden - og her taler vi om 20 til 50 kilometer oppe - kan forplante sig ned gennem troposfæren, hvor vi bor. Det svarer lidt til at flytte en lille brik i et kæmpe dominospil; effekten forstærkes, efterhånden som den bevæger sig nedad.

Solen vs. menneskeskabte klimaforandringer

Det er vigtigt at sætte solens rolle i klimaforandringer i perspektiv i forhold til den nuværende globale opvarmning. Selvom solen styrer de naturlige cyklusser, viser data fra de seneste årtier en tydelig adskillelse mellem solaktivitet og jordens temperatur. Faktisk har solens aktivitet været svagt nedadgående eller stabil siden 1970erne, mens den globale gennemsnitstemperatur er steget markant.

Den strålingspåvirkning, der kommer fra drivhusgasser, er i dag omkring 2,7 Watt per kvadratmeter højere end i førindustriel tid. Til sammenligning har ændringerne i solens stråling i samme periode kun bidraget med cirka 0,05 Watt per kvadratmeter.^[3] Det betyder, at drivhusgasserne i øjeblikket påvirker klimaet over 25 gange kraftigere end variationerne i solens aktivitet. Selvom solen stadig er vigtig for de naturlige variationer, er den altså ikke hovedansvarlig for den hurtige opvarmning, vi ser nu.

Sjældent har vi set en så direkte modstrid mellem en naturlig kilde og den observerede temperaturstigning. Her er den skjulte atmosfæriske kobling, jeg nævnte tidligere: Hvis solen var årsagen til opvarmningen, ville vi se opvarmning i alle lag af atmosfæren. Men vi observerer det modsatte - en varmere troposfære og en koldere stratosfære. Dette er et klassisk fingeraftryk fra drivhuseffekten, ikke fra solen.

Solpletter og historiske klimasvingninger

Historisk set findes der en sammenhæng mellem solpletter og temperatur, da perioder med meget lav solaktivitet har været forbundet med køligere perioder på Jorden. Et af de mest kendte eksempler er Maunder Minimum i perioden 1645 til 1715, hvor solpletterne næsten forsvandt. Denne periode faldt sammen med den koldeste del af Den Lille Istid, hvor floder som Themsen og Donau frøs til is om vinteren.

Nye analyser tyder på, at den samlede globale temperatur faldt med cirka 0,3 til 0,5 grader C i denne periode på grund af solens manglende aktivitet.^[4] Det lyder måske ikke af meget, men det var nok til at ændre landbrugsvilkårene i hele Europa radikalt. Det viser, at selvom de absolutte energimængder er små, kan solens humørsvingninger have store konsekvenser for menneskers levevilkår gennem historien.

Jeg kan huske, da jeg første gang læste om Maunder Minimum - det føltes som et bevis på, at solen var altforskende. Men virkeligheden er mere nuanceret. Den Lille Istid blev sandsynligvis også forstærket af øget vulkansk aktivitet, som sendte aske op i atmosfæren og blokerede for sollyset. Det er altid en kombination af faktorer.

Sammenligning af påvirkningsfaktorer på klimaet

Solens variabilitet (Solcyklus)

• Påvirker primært stratosfæren og ozonkemien

• Stabil eller svagt faldende aktivitet siden midten af det 20. århundrede

• Kortvarige cyklusser (11 år) og langvarige minima (århundreder)

• Varierer med ca. 0,1 procent (1,3 W/m2) over 11 år

Drivhusgasser (Antropogen påvirkning) ⭐

• Varmer den nedre atmosfære (troposfæren) og afkøler stratosfæren

• Kraftigt stigende koncentration af CO2, metan og lattergas

• Vedvarende og accelererende stigning over årtier og århundreder

• Øget varmeophobning på ca. 2,7 W/m2 siden 1750

Amatørastronomen og den manglende varme

Lasse, en passioneret amatørastronom fra Aarhus, har i tyve år talt solpletter og korreleret dem med sine lokale temperaturmålinger i haven. Han var overbevist om, at solens nuværende svage fase ville føre til en koldere verden, ligesom i 1700-tallet.

Vinteren 2024 var solens aktivitet usædvanlig lav, og Lasse forventede rekordkulde. Men i stedet oplevede han en af de vådeste og mildeste vintre i mands minde, hvilket efterlod ham frustreret og forvirret over sine egne observationer.

Han indså, at hans lokale målinger blev overskygget af de globale trends. Ved at studere stratosfæriske data forstod han, at selvom solen var svag, betød de varme oceaner og drivhuseffekten mere for hans lokale danske vejr end solpletterne.

Efter 4 måneders intens læsning konkluderede Lasse, at solen stadig påvirker 'hvor' varmen ender (via jetstrømmen), men at drivhusgasserne bestemmer, 'hvor meget' varme der i alt er i systemet.