Cumulatieve impact zon op oceaan & klimaat flink onderschat:
zonnecyclus bodemjaren tonen sterkste verband met zowel opwarming aarde als 66-jarige cyclus
1-11-2019 - Auteur: Martijn van Mensvoort
In de klimaatbrochure van de Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen wordt beschreven dat de impact van zonneactiviteit op het klimaat niet goed worden begrepen; overtuigende mechanismen waren in 2011 niet bekend.1 Desondanks wordt op de website van het KNMI in de vorm van een lezing beschreven dat het erop "lijkt" dat de Gleissberg cyclus van de zon verantwoordelijk mag worden gehouden voor de opwarming tussen de jaren 1910s en 1940s; de daling die volgde tot de 1970s wordt in de lezing toegeschreven aan een een lagere activiteit van de zon - welke deels gecompenseerd zou zijn door een temperatuurstijging t.g.v. broeikasgassen. Deze laatste factor zou verantwoordelijk zijn voor de stijging die nadien volgde2. Echter, in de wetenschappelijke literatuur wordt beschreven dat naast een dalende trend in de piekwaarden van de zonnevlekkencyclus afgelopen decennia ook een relatief kleine stijgende trend bij de minima in de cyclus van de totale zonnestraling [TSI] wordt aangetroffen3. Bovendien werd door bijvoorbeeld het Max Planck instituut vastgesteld dat de gemiddelde activiteit van de zon in de laatste 6 decennia de hoogste was van de afgelopen 8.000 jaar4.
In dit artikel wordt eerst aangetoond dat in het perspectief van de totale zonnestraling [TSI] bodem jaren een fors hogere correlatie (+0,81; p<0,001) tonen met de temperatuur op aarde dan bij piekjaren (+0,18; p=N.S.) het geval is; dit fenomeen kan worden verklaard m.b.v. de 22-jarige magnetische cyclus van de zon. Vervolgens wordt beschreven dat na verwijdering van de fluctuaties gerelateerd aan de 11-jarige zonnevlekken cyclus, het rest-signaal [SI-basic] een patroon toont waarbij de hoogste waarde in 2015 wordt aangetroffen, wat een nieuwe verklaring oplevert m.b.t. het recordjaar 2016 waarover consensus bestaat dat dit het warmste jaar is geweest sinds de Kleine IJstijd.
Ook wordt aangetoond dat de cumulatieve impact van de zon bij het meerjarige gemiddelde van de TSI en de SI-basic correlaties oplevert met de temperatuur op aarde die bijna lineair toenemen met de lengte van de periode. Op basis van de lengte van de zonnevlekkencyclus wordt bij het 11-jarig gemiddelde van de SI-basic voor de periode vanaf 1980 een hogere correlatie (+0,90; p=0,000) met de temperatuur op aarde aangetroffen dan de omvang van de correlatie tussen CO2 en de temperatuur (+0,87; p=0,000); op basis van de langst mogelijke periode wordt ook voor de gehele 20ste eeuw een hogere correlatie aangetroffen t.o.v. CO2.
Op basis van de bodemjaren bij zowel de TSI, de zonnevlekkencyclus als ook bij de magnetische cyclus wordt uiteengezet dat onder soortgelijke omstandigheden bij de zon op aarde een opvallend regelmatige oscillatie wordt aangetroffen - welke eerder in augustus 2019 is beschreven als de 66-jarige cylcus. Vervolgens wordt op basis van deze 3 fenomenen in combinatie met PAGES 2k proxies vastgesteld dat de temperatuur op aarde sinds het Dalton zonneminimum onder invloed van de zon bij benadering met gemiddeld ongeveer 0,2 °C per eeuw is gestegen tussen 1800 en 1940. Tevens wordt beschreven dat in alle jaren waarin het magnetisch veld van de noordpool van de zon begon met omslaan, op aarde een negatieve ENSO waarde wordt aangetroffen en meestal in combinatie met La Nina omstandigheden die gepaard gaan met afkoeling. Ook dit fenomeen kan voor deze jaren worden verklaard op basis van het relatief lage niveau van magnetisme van de zon, welke gepaard gaat met een relatief hoog niveau van kosmische straling5. Tenslotte wordt getoond dat op basis van het in augustus 2019 gepresenteerde perspectief t.g.v. de verhoogde activiteit van de zon in combinatie van de opwaartse fase van de 66-jarige cyclus een antropogeen trendkanaal resteert dat minder dan de helft van de opwarming sinds de jaren '70 kan worden verklaard.
(Opmerking over bijlage + Excel file)
op basis van het meerjarige gemiddelde van de TSI aangetoond dat de cumulatieve impact van de zon op het oceaan systeem een grote rol heeft had op de temperatuurontwikkeling in de 20ste eeuw. Na verwijdering van de variaties t.g.v. de 11-jarige zonnevlekkencyclus wordt tussen de HadCRUT4 temperatuur serie en het 40-jarig gemiddelde van het TSI-restant bij de periode 1880-1998 een zeer hoge correlatie [+0,869; p=0,000] aangetroffen die de correlatie tussen HadCRUT4 en CO2 overtreft [+0,816; p=0,000]. Een correctie voor respectievelijk vulkanisme en de ENSO cyclus, als ook de combinatie van beide factoren resulteert in correlaties met nog iets grotere omvang. Tevens wordt een beschrijving gepresenteerd waaruit blijkt dat het mechanisme zeer waarschijnlijk ontstaat uit de 20-jarige cyclus in de kosmische beweging van de zon rond het zwaartekrachtcentrum [barycentrum] van ons zonnestelsel, welke ten grondslag ligt aan het ontstaan van zowel de 22-jarige magnetische cyclus van de zon als de 66-jarige quasi-cyclus in het klimaat systeem van de aarde. Het TSI-restant is in 2015 op een recordniveau beland; ook dit levert een duidelijke parallel op bij de temperatuur op aarde waarvoor geldt dat 2016 het jaar is geweest met de hoogste gemiddelde temperatuur wereldwijd - welke is ontstaan onder invloed van een sterke El Nino die zich in de 2de helft van 2015 reeds heeft aangediend. Omdat de correlatie tussen het meerjarig gemiddelde van het TSI-restant en CO2 ook hoger blijkt te zijn dan de correlatie tussen de HadCRUT4 en CO2, biedt het beschreven mechanisme in potentie een empirische verklaring voor de mogelijkheid dat de zon mogelijk grotendeels verantwoordelijk kan zijn geweest voor de temperatuurstijging van de afgelopen decennia. In dat geval heeft CO2 minder impact op de temperatuur dan door het IPCC wordt verondersteld; in ieder geval staat onmiskenbaar vast dat de temperatuurstijging zelf een directe invloed (~15%) heeft gehad op de stijging van CO2 in de atmosfeer terwijl het omgekeerde effect nog steeds niet is aangetoond op basis van emprisiche waarnemingen in het klimaatsysteem.
(PAGES 2k proxies ook ergens noemen?)
M.b.v. de 22-jarige magnetische cyclus van de zon wordt aangetoond dat de variaties in de TSI t.g.v. de zonnevlekkencyclus niet correleren met de nadat de fluctuaties gerelateerd aan de zonnevlekkecyclus uit de TSI zijn verwijderd, het 40-jarig voortschrijdend gemiddelde van het restsignaal een curve voor de zon oplevert waarbij de pieken en bodems niet meer dan 2 jaar afwijken van de 66-jarige cyclus in het klimaat systeem op aarde. Bovendien heeft deze curve voor de periode 1880-1998 een correlatie met zowel CO2 [+0,790; p=0,000] als ook met de GISSTEMP v4 [+0,800; p=0,000] & HadCRUT4 [+0,793; p=0,000] temperatuur series die slechts iets lager liggen dan de correlatie tussen CO2 en de beide temperatuur series. Na correctie voor vulkanisme wordt tussen het restsignaal van de zon en de HadCRUT4 [+0,813; p=0,000] een waarde aangetroffen die de correlatie tussen CO2 en de HadCRUT4 [+0,830; p=0,000] nog dichter benaderd. Bij het 40-jarig van de TSI worden iets minder sterke correlaties aangetroffen, echter hierbij ontbreekt het patroon met de pieken en bodems van de 66-jarige cyclus. Uit de analyse blijkt dat de zon d.m.v. een cumulatief effect (via opslag van zonnestraling in het oceaan systeem) waarschijnlijk grotendeels verantwoordelijk is voor zowel de opwarming tussen de jaren 1910s en 1940s, de daling tot de 1970s, als ook de stijging die in het restant van de 20ste eeuw volgde.
Volgens de wetenschappelijke literatuur wordt de impact van de fluctuaties in de zonnevlekkencyclus op het klimaat niet goed begrepen; door wetenschappelijke experts op het terrein van de zon wordt het fenomeen zelfs omschreven als "controversieel"4. Wel is duidelijk dat de correlatie tussen de zonnevlekkencyclus en de jaarlijkse fluctuaties in de gemiddelde temperatuur op aarde gering is. In het verre verleden werd zelfs nog gesproken over een 'zonneconstante' maar satellietmetingen hebben definitief duidelijk gemaakt dat de pieken in de zonnevlekkencyclus lang niet altijd corresponderen met de pieken in de TSI. Dit betekent dat onder de fluctuaties in de TSI t.g.v. de zonnevlekkencyclus ook een patroon schuil gaat waarbij ook andere variaties worden aangetroffen waaronder het fenomeen van de stijgende bodempatronen waarnaar is gerefeerd in de introductietekst. De analyse in dit artikel is gericht op de variaties in de TSI die door de zonnevlekkencyclus als het ware worden 'gecamoufleerd'.
Figuur 1: Het 40-jarig voortschrijdend gemiddelde van het zonne restsignaal (TSI zonder fluctuaties t.g.v. zonnevlekkencyclus) toont een patroon met pieken en dalen dat in hoge mate overeenkomt met de 66-jarige cyclus in het klimaat systeem op aarde; dit patroon ontbreekt bij de CO2, welke in de 20ste eeuw het bodem patroon van de temperatuur (GISSTEMP v4) heeft gevolgd.
In figuur 1 wordt m.b.t. de periode 1880-1998 beschreven dat het 40-jarig voortschrijdend gemiddelde van het zonne restsignaal een patroon met pieken en dalen toont dat in hoge mate overeenkomt met de 66-jarige cyclus in het klimaat systeem op aarde zoals beschreven door de temperatuur serie van de NASA (GISSTEMP v4). De vijf grootste fluctuaties (voor beide factoren weergegeven met de letters A t/m E) doen zich voor binnen een tijdsbestek van hooguit 2 jaar. Dit patroon ontbreekt geheel bij de CO2; bovendien is het opmerkelijk dat de correlatie tussen CO2 en de temperatuur niet veel hoger is dan tussen het TSI restsignaal en de temperatuur - terwijl het hierbij gaat om 2 fenomenen die zich op een veel grotere afstand van elkaar afspelen.
De keuze om een analyse te maken op basis van het TSI restsignaal (= TSI na verwijdering van de fluctuaties gerelateerd aan de zonnevlekkencyclus) is gemaakt mede op basis van een aantal fenomenen gerelateerd aan de 22-jarige magnetische cyclus van de zon, welke fundamenteel bezien als meer relevant wordt herkend dan de 11-jarige zonnevlekkencyclus5. Figuur 2a toont het verloop van de zonnevlekkencyclus en figuur 2b toont het verloop van de magnetische noord- en zuidpool van de zon6; hieruit blijkt dat het omslagpunt van de magnetische cyclus altijd plaatsvind op een moment waarbij de zonnevlekkencyclus zich in een hoge fase begeeft.
Figuur 2: ...
In combinatie met het patroon van stijgende bodems dat afgelopen decennia is waargenomen in de TSI is in deze analyse daarom de impact van de fluctuaties van de zonnecyclus
Hieruit kunnen 2 fundamentele inzichten wordt gedestilleerd: (1) de zon heeft een cumulatieve impact die in het oceaan systeem zit opgeslagen welke
Een cruciaal punt van aandacht vormt het fenomeen van de stijgende minimia in de cyclus van de totale zonnestraling [TSI]; Bovendien wordt in klimaatmodellen te weinig rekening gehouden met de cumulatieve impact3 die de zon via het oceaan systeem heeft op het klimaat.
In dit artikel wordt aangetoond dat de fluctuatie in de zonnestraling gerelateerd aan de zonnevlekkencyclus vooral voor klimaat ruis zorgt waarbij de impact van de magnetische cyclus van de zon wordt gemaskeerd. Natuurkundig bezien wordt in de jaren waarbij het magnetisch veld van de noordpool van de zon begint met omslaan op aarde altijd omstandigheden aangetroffen die veelal gepaard gaat met een La Nina effect, dan wel met negatieve ENSO waarden. Hierbij wordt tevens een patroon aangetroffen dat duidelijke parallel toont met de multi-decennia oscillatie die in zowel de HadCRUT4 als de GISS temperatuurreeks wordt aangetroffen. Omdat in de klimaatmodellen van het IPCC deze oscillatie ontbreekt lijkt het beschreven fenomeen een aanwijzing dat de invloed van de zon vaak fors wordt onderschat in de modellen. Wanneer de variaties gerelateerd aan de zonnevlekkencyclus uit de TSI worden verwijderd wordt de impact van de hogere minima duidelijk zichtbaar en toont de resterende zonnestraling een aanzienlijk hogere correlatie met de temperatuur; bij het 40-jarig voortschrijdend gemiddeld wordt voor de periode 1880-1998 zowel bij de HadCRUT4 als GISStemp een correlatie aangetroffen van ongeveer +0,80 [p=0,000], waarbij het significantie niveau van het statistische verband tussen CO2 en de temperatuur in orde van grootte dicht wordt benaderd.
(3 Argumenten omschrijven: 1 - controverse over impact zonnevlekkencyclus correleert nauwelijks met de temperatuur + correleert negatieve met de ENSO index; 2 - magnetische cyclus heeft een veel grotere impact dan de zonnevlekken cyclus; 3 - mechanisme beschrijft osciallatie in temperatuur. In discussie benoemen dat het ontstaan van de 66-jarige quasi-cyclus benoemen in een volgende artikel..?)
Ondanks alle aandacht voor CO2, beschrijft het KNMI op haar website in de vorm van een lezing dat de zon op basis van de Gleissberg cyclus nog steeds verantwoordelijk mag worden gehouden voor zowel de opwarming tussen de jaren 1910s en 1940s, de daling die volgde tot de 1970s, als ook de onbegrepen temperatuur fluctuaties in de 20ste eeuw1. In 2004 is door onderzoekers van het Max Planck Institute for Solar System Research bovendien zelfs vastgesteld dat de zon in de vorm van de zonnevlekkencyclus [Schwabe cyclus] een periode van 60 jaar achter de rug heeft waarin de activiteit hoger was dan afgelopen 8.000 jaar het geval is geweest2.
Sinds 2010 wordt in de wetenschappelijke literatuur op basis van een analyse van de zonnevlekkencyclus zelfs al rekening gehouden met de mogelijkheid dat de impact van de natuurlijke variabiliteit t.g.v. de zon zelfs gepaard kan gaan met een opwarming van +0,5°C per eeuw3, waarmee de opwarming sinds 1850 in potentie bijna geheel kan worden verklaard. Vooral de bodemfases van de totale zonnestraling [TSI] zijn afgelopen decennia voortdurend op steeds hogere niveaus beland4. De TSI exclusief de variaties van de zonnevlekkencyclus bereikte in 2015 een record en de jaren 2015 t/m 2018 behoren in dit perspectief tot de top 5 meest actieve jaren van de zon na het dieptepunt van het Maunder minimum aan het eind van de 17de eeuw.
In dit artikel wordt met behulp van de 22-jarige magnetische cyclus van de zon [Hale cyclus] - welke ten grondslag ligt aan de 11-jarige zonnevlekkencyclus5 - aangetoond dat de opwarming sinds 1850 gepaard is gegaan met een verhoogde activiteit van de zon met een impact van tenminste ongeveer +0,15°C/100 jaar. Bovenop deze trend wordt een 66-jarige quasi-cyclus aangetroffen. De antropogene 'voetafdruk' die zichtbaar is geworden na de jaren '70 blijft in het perspectief van de HadCRUT4 temperatuurserie beperkt tot een niveau van maximaal ongeveer +0,08°C per decennium - dit betreft minder dan de helft van de trend die wordt aangetroffen in de instrumentale metingen (bevestiging hiervoor wordt op basis van de gebruikte rekenmethode ook gevonden bij zowel de GISS temperatuur serie als ook de proxies van de PAGES 2k groep). De klimaatgevoeligheid wordt hierdoor beperkt tot maximaal 1,1°C; per CO2 verdubbeling; een verruiming in de definitie van het klimaat van 30 jaar naar 60 jaar is onvermijdelijk.
Hierbij wordt aan de hand van 3 fenomenen die betrekking hebben het complex van cycli dat wordt aangetroffen bij de zon, dieper ingegaan op zowel het natuurkundige mechansime waaruit de 66-jarige quasi-cyclus op aarde ontstaat als ook de impact van deze fenomenen tijdens de decennia van de 20ste eeuw waarin de temperatuur daalde (in paragraaf IV worden de 3 fenomenen in detail besproken):
- 1 Een opmerkelijk sterk effect wordt aangetroffen in de jaren waarin de magnetische noordpool van de zon begint met omkeren (dit gebeurde voor het laatst in 2011, vervolgens zijn in 2013 beide polen pas definitief omgekeerd); deze jaren blijken op de aarde 14x op rij gepaard te zijn gegaan met La Nina omstandigheden in de vorm van negatieve ENSO jaarwaarden. Dit fenomeen valt bovendien ook samen met de 2 sterkste La Nina jaren (in respectievelijk de jaren 1989 en 1917), welke in de ENSO reconstructies sinds 1866 worden aangetroffen.
- 2 De langste periodes van afkoeling hebben zich vooral voorgedaan in de kortste sub-fases van de 22-jarige magnetische cylcus van de zon. Sinds 1850 waren er binnen de magnetische cyclus van de zon drie sub-fases die ieder slechts 8 jaar in beslag hebben genomen; in elk van deze periodes worden maar liefst 2 tot 4 van top 15 sterkste La Nina jaren aangetroffen.
- 3 Naast de lengte van de magnetische cyclus en het jaar waarin de magnetische noordpool begint met omkeren, blijkt ook het samenvallen van de bodemfase van de zonnevlekkencyclus en de bodemfase van de beweging van de zon rond het barycentrum (= het zwaartekrachtcentrum van ons zonnestelsel) een rol te spelen bij het ontstaan van de 66-jarige quasi-cyclus op aarde.
De drie genoemde fenomenen zijn allen gerelateerd aan een situatie waarbij de magnetische activiteit van de zon zich op een een laag niveau begeeft, dan wel zich slechts een relatief kort aantal jaren op een hoger niveau begeeft. Omdat minder invloed van het magnetisme van de zon op aarde altijd gepaard gaat met omstandigheden waarbij het klimaat meer onder invloed staat van kosmische straling, lijken de drie fenomenen een nieuwe vorm van bewijsvoering te vormen voor de werking van de theorie van Svensmark6, welke beschrijft dat meer kosmische straling meer bewolking veroorzaakt met als eindresultaat: meer afkoeling.
In het vervolg van dit artikel wordt o.a. een beschrijving worden gegeven betreffende de kosmische oorsprong van diverse cycli die bij de zon worden aangetroffen; hierbij wordt gerefereerd naar de kosmische theorie van Scafetta7 waarin wordt beschreven hoe het verband bestaat tussen de snelheid van de zon rond het Barycentrum en de temperatuur op aarde. Tenslotte zal op basis van de kosmische beweging van de zon ook een blik in de toekomst worden geworpen, waarbij zal blijken dat de magnetische activiteit van de zon na het jaar 2022 structureel op een lager niveau gaat belanden dan in de 20ste eeuw + de eerste 2 decennia van de 21ste eeuw het geval is geweest. Het gevolg van een lagere activiteit van de zon zou kunnen impliceren dat de trend in de opwarming komende decennia mogelijk zelfs geheel kan gaan verdwijnen.
INHOUD
• I - De zon toont diverse niet-alarmistische 'hockeystick' grafieken
• II - 'Pauze' in opwarming doorbroken mede dankzij stijgende bodemfases totale zonnestraling
• III - Over de 11-jarige zonnevlekkencyclus & de 'dans' van de zon rond het barycentrum
• IV - Wat maakt de 22-jarige magnetische cyclus van de zon belangrijk voor ons klimaat?
• V - Hoe ontstaat de 66-jarige quasi-cyclus?
• VI - Hoe groot is de impact van de zon op de temperatuurstijging sinds 1850?
• VII - Wat wordt de impact van de zon in de nabije toekomst?
• VIII - De definitie van klimaat is achterhaald
• IX - Discussie & conclusie
I - De zon toont diverse niet-alarmistische 'hockeystick' grafieken
In 2004 werd door een groep Europese wetenschappers onder aanvoering van een medewerker van het gerenomeerde onafhankelijke Max Planck Instituut een analyse gepresenteerd op basis van de zonnevlekkencyclus waaruit blijkt dat er een sterke parallel wordt aangetroffen tussen de activiteit van de zon en de temperatuur op aarde2. Uit de analyse blijkt dat het 10-jarige gemiddelde van de zonnevlekkencyclus vanaf 1980 voortdurend op een hoog is gebleven en een vergelijking met het verleden levert een zonnevlekken 'hockeystick' grafiek (zie figuur 1 & figuur 2) op die een bijzonder sterke parallel vertoont met de PAGES 2k 'hockeystick' grafiek voor de mondiale temperatuur ontwikkeling op basis van proxies (zie figuur 3) die afgelopen zomer werd gepresenteerd.
Figuur 1: Max Planck Instituut (2004) toont een 'hockeystick' grafiek gebaseerd op zonnevlekken (10 jarige gemiddelde);
periode: 11.400 jaar terug in de tijd2,8.
Figuur 2: 'hockeystick' grafiek (2003) gebaseerd op jaarlijks aantal zonnevlekken; periode: 1250 jaar terug in de tijd9.
Figuur 3: PAGES 2k 'hockeystick' grafiek (2019) gebaseerd op een bewerking van temperatuur proxies; periode: 2000 terug in de tijd10.
Uit de toelichting van het Max Planck Institute blijkt dat de zon zeer waarschijnlijk grotendeels verantwoordelijk is geweest voor de temperatuur ontwikkeling tot 19802:
"Because the brightness of the Sun varies slightly with solar activity, the new reconstruction indicates also that the Sun shines somewhat brighter today than in the 8,000 years before. Whether this effect could have provided a significant contribution to the global warming of the Earth during the last century is an open question. The researchers around Sami K. Solanki stress the fact that solar activity has remained on a roughly constant (high) level since about 1980 - apart from the variations due to the 11-year cycle - while the global temperature has experienced a strong further increase during that time. On the other hand, the rather similar trends of solar activity and terrestrial temperature during the last centuries (with the notable exception of the last 20 years) indicates that the relation between the Sun and climate remains a challenge for further research."
De complexiteit van de materie komt o.a. tot uitdrukking in het werk van Zharkova11 waarin wordt beschreven dat de opwarming t.g.v. de zon in een opwaartsgerichte trend zit die komende 600 jaar voor een gemiddelde temperatuurstijging wereldwijd van ongeveer 2,5° zou kunnen gaan zorgen; echter, tegelijkertijd wordt in dit perspectief rekening gehouden met de mogelijkheid dat de activiteit van de zon komende 3 decennia aanzienlijk kan gaan afnemen waarbij een 'Modern grand minimum' kan gaan ontstaan dat vergelijkbaar is met de impact van het Maunder minimum in de periode rond het jaar 1700 (zie Mm in figuur 2).
Anno 2019 is nog steeds niet duidelijk in welke mate de zon een bijdrage heeft geleverd aan de temperatuurstijging na 1980. Inmiddels is duidelijk geworden dat in het perspectief van het spectrum van de zonnestraling vooral de aandacht is gericht op de Lyman-alpha golflengte op het waterstofspectrum op 121,6 nanometer; hierbij wordt het sterkste effect aangetroffen dat illustratief voor de huidige kracht van de zon12.
Ondertussen lijkt weinig onderzoek bekend dat is gericht op het cummulatieve effect in het oceaan systeem van de relatief sterke zonneactiviteit gedurende afgelopen decennia. De zonnevlekkencyclus is in het jaar 2018 inmiddels al weer onder het niveau van 2007 beland, echter de totale zonnestraling is hierbij tegelijkertijd zelfs op een record-niveau beland voor een jaar dat volgt 10 jaar na de vorige bodem in de zonnevlekkencyclus (die in het jaar 2008 plaatsvond). Het lijkt erop dat in 2019 of 2020 mogelijk ook de hoogste bodem in de totale zonnestraling kan gaan ontstaan sinds het begin van de empirische metingen.
Via een principe dat bij benadering representatief is voor de 'zonneconstante' (in het vervolg aangeduid als proxy-zonneconstante) kan het cummulatieve effect van de zon worden aangetoond; hierbij wordt een duidelijke parallel met de 66-jarige quasi-cyclus in het klimaat op aarde zichtbaar. Wanneer de impact van de zonnevlekkencyclus wordt verwijderd uit de 'totale zonnestraling' (TSI) dan wordt direct duidelijk dat er een factor van invloed bij de zon werkzaam moet zijn geweest die in de 21ste eeuw duidelijk sterker is dan in de 20ste eeuw het geval is geweest - zie de groene en paarse curves in figuur 4 waarbij de paarse curve de vorm toont van een 'hockeystick'. Bij zowel de paarse als de groene curve onstaat de sterkste stijging pas vanaf de jaren '90 - dit betreft de periode waarin het IPCC in haar AR2 rapport in 1995 uitsprak dat in de periode 1860-1959 nog sprake is geweest van (normale) temperatuur fluctuaties13.
Figuur 4: De proxy-zonneconstante (TSI - zonnevlekkencyclus, waarbij de ruwe waarden van de laatste door 200 zijn gedeeld) is in de 21-ste eeuw op een hoogtepunt beland en steeg gestaag sinds de begin jaren '90, wat bij het 22-jarige gemiddelde resulteert in een 'hockeystick' grafiek vorm die pas in de loop van de 20ste eeuw is ontstaan. Tevens toont het 22-jarige gemiddelde van de proxy-zonneconstante dat de 7 laagste jaren worden aangetroffen bij de 2 periodes in de 20ste eeuw die bij de HadCRUT4 temperatuur serie (zie figuur 5 in volgende paragraaf) overeenkomen met de bodem-fases van de 66-jarige quasi-cyclus; bij de fase in de eind jaren '70 komt het gemiddelde van de 4 jaren met de laagste proxy-zonneconstante overeen met het jaar 1976, welke bij de HadCRUT4 het eindpunt vormt van de temperatuurdaling van 32 jaar die vanaf 1944 is ontstaan.14,15
In het profiel van de paarse curve kan een patroon worden herkend dat in grote lijnen overeenkomt met de 66-jarige quasi-cyclus in de HadCRUT4 temperatuur serie. De correlatie tussen de paarse curve en de HadCRUT4 serie bedraagt: +0,629 (p=0,000); de correlatie tussen de groene curve en de HadCRUT4 bedraagd +0,446 (p=0,???); hieruit blijkt dat er sprake is van een behoorlijk sterke correlatie bestaat tussen mondiale temperatuur en de vooral het meerjarige gemiddelde van de proxy-zonneconstante - waarmee de cummulatieve impact van de zon op de wereldwijde temperatuurontwikkeling via de gebruikte eenvoudige methode (d.m.v. de verwijdering van de zonnevlekkencyclus uit de TSI) is aangetoond. Overigens, de correlatie tussen de HadCRUT4 en de totale zonnestraling is aanzienlijk lager: +0,288 (p=0,???) en bij de zonnevlekkencyclus zelf is de correlatie duidelijk nihil: +0,037 (p=N.S.).
Ondertussen lijkt de wetenschap m.b.t. dit onderwerp nog steeds met haar handen in het haar te zitten om het verband tussen de temperatuurontwikkeling op aarde en de zonnevlekken cyclus te begrijpen; op Wikipedia wordt dit als volgt geformuleerd:
"Het is bekend is dat er statistisch een significante relatie bestaat tussen de gemiddelde wereldtemperatuur en de zonnevlekken-activiteit. Het causaal verband tussen deze twee zaken is onbegrepen."
M.b.t. de totale zonnestraling wordt in het perspectief van klimaatverandering elders op Wikipedia het volgende beschreven:
"Assessing the impact of long-term irradiance changes on climate requires greater instrument stability combined with reliable global surface temperature observations to quantify climate response processes to radiative forcing on decadal time scales. The observed 0.1% irradiance increase imparts 0.22 W/m2 climate forcing, which suggests a transient climate response of 0.6 °C per W/m2. This response is larger by a factor of 2 or more than in the IPCC-assessed 2008 models, possibly appearing in the models' heat uptake by the ocean."
Kortom, de impact van de toename in de totale zonnestraling wordt door het IPCC waarschijnlijk met tenminste een factor 2 onderschat.
II - 'Pauze' in opwarming doorbroken mede dankzij stijgende bodemfases totale zonnestraling
Ondertussen word in de wetenschappelijke literatuur erkend dat de rol van de zon ook onderdeel vormt van de controverse rond klimaatverandering; een belangrijke kwestie betreft hierbij de toename van de minima in de totale zonnestraling tijdens de cyclus minima4. Overigens, het effect dat in de vorig paragraaf is beschreven op basis van het gebruik van een proxy-zonneconstante is in feite reeds sinds 199716 bekend maar in de rapportages van het IPCC wordt hierover niet of nauwelijks gesproken, danwel wordt het effect doodgezwegen in de conclusies van het IPCC.
In figuur 5 wordt het verband getoond tussen de proxy zonneconstante (plus het 11-jarig voortschrijdend gemiddelde) en de HadCRUT4 temperatuur serie; in tegenstelling tot de zonnevlekken cyclus toont de proxy-zonneconstante een duidelijke correlatie met de HadCRUT4 en bij het meerjarig gemiddelde ontstaat een behoorlijk sterk verband. Het verloop van de grafieken suggereert bovendien dat de proxy-zonneconstante heel duidelijk een rol (b)lijkt te hebben gespeeld bij de temperatuurstijging na de periode die bekend staat als het 'hiaat'. Al tijdens het 'hiaat' zijn hierbij "unprecedented" hoge bodems ontstaan in het verloop van de proxy-zonneconstante. Sinds 2015 begeeft de zonneconstante zich op een nieuw record-niveau, waarbij de gehele periode 2015-2018 tot de top 5 jaren behoren sinds 1850.
Figuur 5: De proxy-zonneconstante toont na de jaren '90 opvallend hoge bodems en lijkt een rol te spelen bij de temperatuur records die na het 'hiaat' vanaf 2015 zijn ontstaan.
Uit het beschreven perspectief voor de proxy-zonneconstante blijkt dat deze ogenschijnlijk een sterke parallel toont met zowel de 66-jarige quasi-cyclus van de HadCRUT4 als met het temperatuurverloop vanaf de jaren '80. Het is daarom merkwaardig om te constateren dat deze factor zowel in de klimaatmodellen als ook in de communicatie van het IPCC geen enkele rol speelt, terwijl in de wetenschappelijke literatuur sinds de jaren '80 bekend is dat de impact van de variabiliteit van de zon onvoldoende wordt begrepen en daarom tot de kern van de controverse rond het klimaatdebat kan worden gerekend.
Tenslotte kan m.b.t. het fenomeen van de natuurkundige 'zonneconstante' worden vermeld dat bekend is dat deze ongeveer 90 W/m2 hoger is in januari dan in juli, want in januari staat de aarde dichter bij de zon17. Dit verklaart waarom het effect van de temperatuurstijging van de afgelopen decennia vooral tijdens het winterseizoen van het noordelijk halfrond is waargenomen; het is dus geenszins verrassend dat de stijging in de mondiale temperatuur gepaard is gegaan met een relatief groot effect in het winterseizoen van de noordpool, terwijl ondertussen bij de zuidpool nauwelijks sprake is geweest van opwarming. Uit de data in de bijlage van een recente studie van het PAGES 2k consortium groep (2013) blijkt dat 1999 bij de zuidpool zelfs het koudste jaar was van de afgelopen 2 millenia18. Gezien de zeeijs maximum records die in 2012 en 2014 rond de zuidpool zijn geregistreerd is er in die regio ook in de 21ste eeuw geen sprake geweest van significante opwarming - ook niet na die records want HIER (zie 2de grafiek) blijkt dat de temperatuur anomalie in 2019 voor het continent van de zuidpool (Antarctica) gemiddeld duidelijk onder het gemiddelde zit van de periode 1979-2000.
III - Over de 11-jarige zonnevlekkencyclus & de 'dans' van de zon rond het barycentrum
De invloed van de zon op het klimaat op aarde kan niet goed worden beschrepen zonder stil te staan bij het feit dat bij de zon een complex van cycli wordt aangetroffen; de ijstijden cyclus (deze neemt ongeveer 100.000 jaar in beslag waarbij de kosmische Milankovich cycli een rol spelen) spreekt het meest tot de verbeelding. In het perspectief van de zorgen rondom 'klimaatverandering' wordt meestal enkel rekening gehouden met de 11-jarige zonnevlekkencyclus.
Om enig begrip te hebben voor het ontstaan van de zonnevlekkencyclus is het nutting om enige besef te hebben van de beweging van de zon rond het zwaartekrachtcentrum van ons zonnestelsel (zie video hieronder) + het feit dat de zonnevlekkencyclus voortkomt uit deze 'dans' van de zon rond dit punt - het zogenaamde 'barycentrum' (zie de figuur 6 onder de video).
VIDEO: Het barycentrum vormt het massamiddelpunt van ons zonnestelsel; de video beschrijft het verband tussen de beweging
van de zon in relatie tot de positie van de 4 grootste planeten (de aarde bevindt zich tussen jupiter en de zon).
Figuur 6: De beweging van de zon rond het barycentrum & de zonnevlekkencyclus (getoond als onderdeel van de TSI);
in de afbeelding wordt een zon getoond met het middelpunt in het barycentrum (= snijpunt van de beide assen).
De groene, oranje en rode cirkel-vormige bewegingen corresponderen met 3 specifieke zonnevlekkencycli.
TOELICHTING op de combinatie van de video & figuur 6:
De zon beweegt in kleine- en grote cirkel-achtige bewegingen rond het barycentrum onder invloed van de baan en het gewicht van de 4 buitenplaneten Jupiter, Saturnus, Uranus & Neptunu. Hierbij ontstaan patronen die gemiddeld ongeveer 20 jaar in beslag nemen (dus 2 jaar minder dan de 22-jarige magnetische cyclus), waarbij vaak de volgende combinatie van patronen ontstaat: (1) eerst wordt een kleine cirkel gevormd waarbij de zon het barycentrum behoorlijk dicht naderd, en (2) vervolgens wordt ongeveer driekwart van een grote cirkel gevormd op een relatief grote afstand van het barycentrum. Na gemiddeld ongeveer 60 jaar is een patroon ontstaan van 3 combinaties waarbij de kleine cirkels een hoek maken van gemiddeld ongeveer 60 graden t.o.v. van elkaar; de grote cirkeldelen vormen met elkaar een nog grotere complete cirkel.
De exacte oorzaak van het verschil tussen de lengte van de 22-jarige magnetische cyclus van de zon en de 20-jarige cyclus-beweging van de zon rond het barycentrum wordt nog niet geheel begrepen; echter, sinds 2016 hebben wetenschappers een rekenkundige onderbouwing gevonden voor de mogelijkheid dat dit waarschijnlijk een resonantie-effect betreft dat het gevolg is van het feit dat de aarde, venus en jupiter zich 1x in de 11,07 jaar in één lijn bevinden t.o.v. de zon. Dit effect zorgt ervoor dat het magnetische veld van de zon in staat wordt gesteld om te slaan; dit gebeurd tijdens de hoge fase van de zonnevlekkencyclus19.
IV - Wat maakt de 22-jarige magnetische cyclus van de zon belangrijk voor ons klimaat?
De zon vormt een ster in ons zonnestelsel met een radius van bijna 700.000 km. De zon bestaat uit plasma met een rotatiesnelheid die bij de evenaar hoger is dan bij de polen; door dit snelheidsverschil ontstaat het magnetisch veld van de zon. Het natuurkundig proces dat verantwoordelijk is voor het ontstaan van het magnetisch veld van de zon staat bekend als het 'zonnedynamo' [solar dynamo]. Het basisprincipe kan worden begrepen vanuit de beweging van de zon rond het zwaartekracht centrum (barycentrum) van ons zonnestelsel dat is beschreven in de vorige paragraaf.
Het magnetisch veld van de zon bestaat uit een poloïdale component en een toroïdale component, waarbij uit de interactie tussen beide componenten zonnevlekken kunnen ontstaan.
Onderstaande afbeelding uit het werk van Scafetta beschrijft de complexe dynamiek in de beweging van de zon; in figuur 7c wordt zowel de snelheid als het impuls-momentum van de zon beschreven voor de periode 1944-2020 - beide hebben een cyclus van ongeveer 20 jaar20. Vervolgens toont figuur 6 toont het verband tussen de snelheid van de zon rond het barycentrum en de temperatuur ontwikkeling op aarde; bij zowel de snelheid als de temperatuur is zowel een 20-jarige cyclus als een 60-jarige quasi-oscillatie zichtbaar21. En tenslotte toont figuur 7 dat het omslagpunt van het 22-jarige magnetisch cyclus van de zon meestal plaats vind rond het gemiddelde van de piekjaren van de totale zonnestraling (welke de zonnevlekkencyclus bevat), het zonne-impulsmomentum- en de snelheid van de zon rond het barycentrum.
Figuur 7: Afbeelding A & B tonen hoe de snelheid (speed) & het impuls-momentum (distance) van de zon rond het barycentrum ontstaan; afbeelding C toont hoe beide zich ontwikkelen in de periode 1944-202020.
Figuur 8: zowel de snelheid van de zon rond het barycentrum als het ~20 (15-25) jarig voortschrijdend gemiddelde van de temperatuur ontwikkeling op aarde toont zowel een 20-jarige cyclus als ook een 60-jarige quasi-oscillatie21. Deze 60-jarige quasi-cyclus bestaat zowel bij de snelheid van de zon als de temperatuur op aarde o.a. uit een patroon met 3 aflopende pieken.
Figuur 9: Het magnetisch veld van de zon gemeten door de WSO (Wilcox Solar Observatory) + de totale zonnestraling en respectievelijk: het zonne-impulsmomentum en de snelheid van de zon in haar beweging rond het zwaartekrachtmiddelpunt van het zonnestelsel.
TOELICHTING op figuur 9:
Uit figuur 9 blijkt dat het magnetisch veld van de zon altijd omslaat op een moment waarbij de zonnevlekkencyclus zich in een hogere fase begeeft; dit lijkt meestal te gebeuren binnen gemiddeld ~10 maanden voorafgaand aan het gemiddelde piekmoment van de combinatie van: de zonnevlekkencyclus, het impuls-momentum en de snelheid van de zon rond heb barycentrum.
Bijvoorbeeld: uit figuur 9 kunnen we aflezen dat in 1980 het magnetisch veld (combinatie van noord en zuid) is omgeslagen, waarbij de overige 3 parameters piekten in respectievelijk: 1979, 1982 en 1983 (gemiddeld ~20 maanden later). Ook kunnen we aflezen dat vervolgens in 1990 het magnetisch veld is omgeslagen, waarbij de overige 3 parameter piekten in respectielijk: 1989, 1990 en 1991 (gemiddeld ~7 maanden later). En vervolgens sloeg het magnetisch veld om in het jaar 2000, waarbij de overige 3 parameters piekten in de jaren: 1998, 2000 en 2002 (gemiddeld ~3 maanden later). En tenslotte sloeg het magnetisch veld meest recentelijk om in het jaar 2013; waarbij de overige 3 parameters gemiddeld opnieuw een gemiddelde op te leveren dat kort volgt na het jaar waarin het magnetisch veld is omgeslagen, namelijk respectievelijk: 2014, 2012 en 2015 (gemiddeld ~11 maanden later).
In principe wordt in klimaatmodellen de hogere fase van de zonnevlekkencyclus geassocieerd met warmere temperaturen; immers, deze hogere fase levert een bijdrage aan de totale zonnestraling [TSI = total solar irradiance]. In de volgende paragraaf zal duidelijk worden dit fase-verschil tussen de 22-jarige magnetische cyclus van de zon en de 11-jarige zonnevlekkencyclus een cruciale factor vormt om de impact van deze zonnecycli voor het klimaat op aarde goed te kunnen begrijpen. Want in paragraaf IV wordt aangetoond dat de jaren waarin het noordelijke magnetische veld van de zon omslaat op aarde altijd omstandigheden met verkoeling worden aangetroffen in de vorm van een negatieve waarde bij de ENSO index, waarbij meestal sprake is van een gematigde- tot sterke 'La Nina' (dit betreft de tegenhanger van 'El Nino'). De 2 sterkste La Ninas die zich sinds het begin van de metingen in 1866 hebben aangediend kunnen door dit effect worden verklaard, echter in de klimaatmodellen wordt geen rekening gehouden met de magnetische cyclus van de zon en in de rapporten van het IPCC wordt over enkel gesproken in termen van magnetische flux en geenszins in termen van een magnetische cylcus.
V - Hoe ontstaat de 66-jarige quasi-cyclus?
In paragraaf II is beschreven dat de 22-jarige magnetische cyclus van de zon ontstaat bovenop een 20-jarige cyclus in de beweging van de zon rond het barycentrum, waarbij waarschijnlijk een oorzakelijk verband wordt aangetroffen waarbij de aarde zelf een rol speelt (in de vorm van een planetaire constellatie die zich slechts 1x in de 11,07 jaar voordoet waarbij de aarde samen met venus en jupiter in één lijn met de zon komt te staan waardoor op basis van een resonantie-effect het magnetische veld van de zon omslaat). In paragraaf III is vervolgens beschreven dat bovenop de 20-jarige beweging van de zon rond het barycentrum een 60-jarige quasi-cyclus wordt aangetroffen; hierbij is ook duidelijk geworden dat het ~20 jarige voortschrijdend gemiddelde van de temperatuur op aarde een soortgelijke patroon toont.
In het perspectief van de voorgaande paragraven kan het ontstaan van de 66-jarige quasi-cyclus als volgt worden begrepen:
De 66-jarige quasi-cyclus komt waarschijnlijk voort uit een combinatie van kosmische invloeden die inwerken op de 60-jarige quasi-cyclus die betrekking heeft op beweging van de zon rond het barycentrum, op een soortgelijke wijze zoals de 22-jarige magnetische cylcus zeer waarschijnlijk is ontstaan onder invloed van een kosmische constellatie die inwerkt op de 20-jarige cyclus van de zon in haar beweging rond het barycentrum. Parallel aan de beschrijving in figuur 8 kan de 66-jarige quasi-cyclus worden herkend als een fenomeen waarbij een 3-traps herhaling van de 22-jarige magnetische cyclus een rol speelt.
In het vervolg van deze paragraaf wordt een beschrijving gegeven van de 3 fenomenen die in de inleidende tekst van dit artikel kort zijn beschreven.
Figuur 10: HadCRUT4 temperatuur serie trends op basis van de jaren waarin de magnetische noordpool van de zon van richting veranderde waarbij de invloed van het magnetische veld van de zon altijd gering is met als gevolg dat onder invloed van kosmische straling veelal La Nina omstandigheden worden aangetroffen in het klimaat systeem op aarde22,23,24.
Het quasi-cyclische karakter van de 66-jarig cyclus (b)lijkt te ontstaan onder invloed van een combinatie van tenminste een 3-tal fenomenen die betrekking hebben op diverse aspecten van het complex van cycli dat wordt aangetroffen bij de zon:
• 1 - In alle 14 jaren waarvoor ENSO data beschikbaar is (enkel voor 1850 en 1862 is dit niet het geval) waarin de magnetische noordpool van de zon begint met omslaan, worden negatieve ENSO-waarden aangetroffen - welke duiden op afkoeling. Hierbij is overigens gewerkt op basis van de data die in de voorgaande publicatie reeds werd gepresenteerd, waarbij de ENS ONI waarden van de maand juli in het voorgaande jaar t/m de maand juni in het betreffende jaar zijn gebruikt. Uit de halfjaarlijkse ENS ONI classificaties die boven in figuur 10 staan vermeldt blijkt dat de impact van dit fenomeen duidelijk wat zwakker wordt wanneer de correctie niet wordt toegepast - desalniettemin blijft het effect ook dan duidelijk aanwezig (enkel voor de jaren 1929 en 1939 wordt hierbij een licht positieve ENS ONI waarde aangetroffen). De impact van dit eerste fenomeen is ook zichtbaar in de (gecorrigeerde) ENS ONI waarden die zijn weergegeven in figuur 12, waarin de jaren waarin de magnetische noorpool omslaat geaccentueerd zijn weergegeven + zowel getalsmatige als ook d.m.v. pijlen is de duur van de periode tussen de betreffende jaren vermeld.
Dit fenomeen laat zich gemakkelijk duiden: in de jaren waarin het magnetisch veld omslaat per definitie sprake is van een laag niveau van magnetische activiteit; gevolg: meer kosmische straling kan de aarde bereiken waarbij wolkvorming en afkoeling het logische eindresultaat vormen - dit principe wordt beschreven in figuur 11.
Figuur 11: De klimatologische theorie betreffende het magnetisch veld van de zon & kosmische straling:
ten tijden van een zwak magnetisch veld van de zon ontstaat meer bewolking, welke resulteert in: meer afkoeling.
• 2 - Ook t.a.v. de lengte van een magnetische cyclus wordt bij de 3 kortste sub-fases (deze hebben ieder een duur van slechts 8 jaar) een opvallend fenomeen aangetroffen in de vorm van 2 tot 4 van de top 15 La Nina jaren sinds 1866. Uit figuur 12 lijkt tevens dat alledrie drie periodes worden aangetroffen in- dan wel aan het einde van de twee lange periodes van afkoeling in de 20ste eeuw. Een verklaring voor dit 2de fenomeen sluit aan op het eerste fenomeen, want bij een korte magnetische sub-fase kan logischerwijs worden verwacht dat de impact van de beide jaren waarin het magnetische veld van de noordpool omslaat relatief groot zal zijn.
• 3 - Een ander relevant fenomeen met een interessant effect wordt aangetroffen bij periodes waarin de bodemfase van zowel de zonnevlekkencyclus als de impuls-momentum cyclus deels of geheel samenvallen - zie figuur 12. De 7 sterkste fases waarbij dit fenomeen in meer of mindere mate wordt aangetroffen vallen allemaal samen met de drie periodes sinds 1850 die bekend staan als de fases waarin de temperatuur geen opwarming liets zien, inclusief de periode van 1998-2013 die bekend staat als het 'hiaat'. Dit fenomeen laat zich duiden op basis van het principe dat het samenvallen een lage fase in de zonnevlekkencyclus in combinatie een laag impuls-momentum logischerwijs kan worden geassocieerd met een fase waarin de zon zich relatief dicht bij het barycentrum begeeft, met als resultaat: een laag niveau van zonnemagnetisme, gevolg: relatief veel invloed van kosmische straling resulterend in meer bewolking en meer afkoeling.
De overeenkomst tussen deze 3 fenomenen betreft dat ze gepaard gaan met lage activiteit van de zon in termen van magnetisme, waardoor de invloed van kosmische straling groter wordt met als gevolg een ontwikkeling in het klimaat op aarde dat wordt bepaald door La Nina omstandigheden (in het perspectief van de ENSO cyclus) waarbij een relatief snel proces van afkoeling plaats vindt waarbij het oceaan systeem zorgt voor een snel proces van afkoeling van de atmosfeer.
Figuur 12: Het samenvallen van de bodemfase bij de zonnevlekkencyclus & een bodemfase in het impuls-momentum van de zon wordt enkel aangetroffen in periodes van afkoeling, danwel het ontbreken van opwarming.
Uit de 3 beschreven fenomenen hierboven kan worden opgemaakt dat de 66-jarige quasi-cyclus zeer waarschijnlijk ontstaat onderinvloed van een complex van diverse factoren gerelateerd aan omstandigheden bij de zon welke gepaard gaan met een hoge frequentie van periodes. Er is hierbij sprake van een proces van 'pulsen' die in essentie ontstaan vanuit het magnetisch veld van de zon, waarbij het draait om omstandigheden waarbij de magnetische activiteit relatief laag is. Het betreft dus geenszins een regelmatig proces zoals bij een cyclus meestal wordt verondersteld; daarom lijkt het gepast om van een '66-jarige quasi-cyclus' te spreken i.p.v. '66-jarige cyclus'. De 66-jarige quasi-cyclus ontstaat bovenop de 22-jarige magnetische zonnecyclus. In laatste paragraaf zal duidelijk worden dat dit fenomeen in verband kan worden gebracht met de Gleissberg cyclus.
VI - ...
De invloed van de zon op het klimaat op aarde kan niet goed worden beschrepen zonder stil te staan bij het feit dat bij de zon een complex van cycli wordt aangetroffen waarbij de invloed van de 22-jarige magnetische cyclus van de zon fundamenteel bezien meer significant is dan de 11-jarige zonnevlekkencyclus4. In de klimaatmodellen van het IPCC wordt daarentegen enkel rekening gehouden met de 11-jarige zonnevlekkencyclus, ondanks dat in het hoofddstuk 'Paleoclimate' van het IPCC AR5 rapport uit 2007 al grafieken voor de totale zonnestraling zijn weergegeven waarin de 22-jarige cyclus van de zon gemakkelijk kan worden herkend5. Echter, in het rapport wordt enkel gesproken over de invloed van magnetisme bij de bodemfase van de zonnevlekkencyclus. Over het bestaan van de magnetische cyclus wordt in dat rapport niet gesproken; wel wordt dit element aangetroffen in de titel van één van de genoemde bronnen (er wordt gerefereerd naar: J.L. Lean et al., 2002: The effect of increasing solar activity on the sun's total and open magnetic flux during multiple cycles: Implications for solar forcing of climate.).
Hier wordt uiteengezet hoe diverse cycli van de zon betrokken zijn bij het ontstaan van de empirisch waargenomen 66-jarige cyclus op aarde, waarvan de oorsprong waarschijnlijk geheel kan worden toegeschreven aan de zon. Primair ontstaat de 66-jarige cyclus waarschijnlijk onder invloed van een combinatie van de 22-jarig magnetische cyclus4 en een 179-jarige langetermijn cyclus van de zon [Jose cyclus6] - de laatste is gerelateerd aan de impuls-momentum beweging van de zon rond het barycentrum, dit betreft het zwaartekrachtcentrum van ons zonnestelsel. In de wetenschappelijke literatuur is voor 2 verschillende aspecten van de zon een 66-jarige cyclus beschreven: (1) voor de zonnevlekkencyclus is op basis van een spectrum analyse al eens een 66,6-jarige cyclus7 beschreven, en (2) voor het fenomeen van het noorderlicht [aurorae] is al eens een 132-jarige cyclus8 (= 2x 66 jaar) beschreven. Deze fenomenen berusten ogenschijnlijk op respectievelijk een 3-voudige en 6-voudige herhaling van de 22-jarige magnetische cyclus van de zon (net zoals de 22-jarige magnetische cyclus van de zon als een 2-voudige herhaling kan worden herkend van de 11-jarige zonnevlekkencyclus).
Tevens worden 2 nieuwe inzichten (innovaties) gepresenteerd. Eerst wordt een fenomeen beschreven waarbij wordt aangetoond dat er een zeer sterk verband bestaat tussen de magnetische cyclus van de zon en het ontstaan van verkoelende La Ninas in het oceaan systeem (zie figuur 1). Omdat dit fenomeen wordt aangetroffen in jaren waarbij het magnetische veld van de zon laag is - waardoor de invloed van kosmische straling hoger zal zijn - lijkt dit fenomeen een nieuwe vorm van bewijs op te leveren voor de significantie van de door Svensmark9 beschreven invloed van kosmische straling.
Vervolgens wordt in navolging van beschrijvingen van Scafetta10 voor de kosmische cyclische invloeden wordt hierbij tevens een nieuw model gepresenteerd waarbij wordt aangetoond dat de 3 langste periodes van afkoeling sinds 1850 zijn ontstaan in de periodes waarbij de 11-jarige zonnevlekken cyclus en het impuls-momentum van de zon beide op een laag niveau zaten (zie figuur ??).
Op basis van de Jose cyclus wordt in navolging van Zharkova11 ook een blik in de nabije toekomst geworpen; hierbij wordt aangetoond dat de zon na 2022 in een fase beland waarbij opnieuw rekening mag worden gehouden met het ontstaan van een hogere impact van La Ninas. Tenslotte volgt een pleidooi voor een oprekking van de definitie voor het klimaat van enerzijds "tenminste 30 jaar" naar "tenminste 60 jaar", in combinatie met een aanbeveling waarbij aandacht wordt gevraagd voor het belang van de combinatie van zowel temperatuur als weersextremen. Het volstaat waarschijnlijk niet om de aandacht hierbij enkel te richten op slechts 1 van deze factoren afzonderlijk.
Sinds 2004 wordt in de wetenschappelijke literatuur herkend dat een oprekking in de definitie voor het klimaat van "tenminste 30 jaar" naar "tenminste 50 jaar" noodzakelijk is vanwege natuurlijke variabiliteit1; bovendien wordt sinds 2012 door onderzoekers van het KNMI onderkend dat het huidige paradigma van 30 jaar te kort is voor het bestuderen van weerextremen in het perspectief van klimaatverandering2,3. Ook is . Zeer recent is hierover meer duidelijkheid ontstaan nadat in juni 2019 duidelijk is geworden dat de invloed van de zon verder reikt dan de welbekende zonnevlekken cyclus van 11 jaar [Schwabe cyclus] die in klimaatmodellen wordt gebruikt.
In navolging van een eerdere publicatie over de 66-jarige cyclus wordt in dit artikel op basis van een nieuwe geavanceerde analyse de 'voetafdruk' beschreven waaruit blijkt dat deze cyclus ontstaat t.g.v. de magnetische cyclus van de zon. Hierbij wordt o.a. aangetoond dat de 66-jarige cyclus ook wordt aangetroffen in zowel de totale zonnestraling als de PAGES 2k proxies en waarschijnlijk ontstaan t.g.v. specifieke planetaire constellaties. Op basis van de 66-jarige cyclus is de totale invloed van de zon sinds het begin van de 20ste eeuw t/m eind jaren '60 vermoedelijk verantwoordelijk geweest voor een stabiele opwarming van +0,031°C/10 jaar. Het antropogene signaal was in de recente decennia goed voor +0,062°C/10 jaar extra opwarming echter het IPCC speculeert momenteel op +0,20°C/10 jaar voor komende decennia. Dit betekent dat de opwaartse fase van de multidecadale cyclus in de magnetische oscillatie van de zon verantwoordelijk kan worden gehouden voor de overschatting van de trends in de opwarming als ook de CO2.
Naast de onderliggende magnetische zonnecyclus van 22 jaar [Hale cyclus] dient ook rekening worden gehouden met de invloed van diverse andere magnetische cycli van de zon die komende eeuwen voor meer opwarming kunnen gaan zorgen t.g.v. een sterker magnetisch veld5. Een sterker magnetisch veld van de zon zorgt er voor dat minder kosmische straling de aarde kan bereiken, wat vermoedelijk resulteert in minder afkoeling t.g.v. minder lage wolkvorming6. Zonder oog te hebben voor het feit dat in de beweging van de zon rond het barycentrum van ons zonnestelsel bijvoorbeeld een multi-decennia cylcus van ongeveer 60 jaar wordt aangetroffen. Deze multi-decennia cyclus van de zon vormt een onderdeel van de zogenaamde Jose cyclus - dit betreft een 179-jarige cyclus gerelateerd aan het impuls-momentum van de zon in de beweging rond het barycentrum.
Figuur ?: De HadCRUT4 temperatuur serie en de verandering van het magnetisch veld van de zon met correctie voor aerosolen.
Uit de beschrijving in de KNMI lezing uit 1997 blijkt dat de temperatuurstijging tussen 1910 en 1940 de laatste periode is geweest die geheel aan de zon kan worden toegeschreven; de temperatuur daling in de periode 1940-1970. De klassieke 'vloeistof in gesloten glas' thermometer werd voor het eerst beschreven in het jaar 16291a. Drie decennia later begint in het jaar 1659 de temperatuur serie voor Centraal Engeland, welke bekend staat als de langst lopende reeks ter wereld waarbij een thermometer is gebruikt; de bijbehorende dagwaarden zijn beschikbaar vanaf het jaar 17722a. Ook de langst lopende temperatuur serie voor de gemiddelde temperatuur wereldwijd is van Britse origine: dit betreft de HadCRUT4 temperatuur serie, welke begint in het jaar 18503a. Dit betekent dat we m.b.t. de periode voorafgaand aan het jaar 1850 afhankelijk zijn van klimaat gerelateerde 'proxies', waarbij de temperatuur indirect wordt vastgesteld via o.a. boomringen, ijskernen, bodem bezinksel, koraal, stuifmeel en geologische materiaal4a. In 2008 ontstond vanuit het 'Past Global Changes' project het 2k-netwerk [PAGES 2k] met de doelstelling om wereldwijd bestaande proxy-gegevens te verzamelen en klimaatreconstructies te genereren voor de afgelopen 2000 jaar5a. In 2013 presenteerde de PAGES 2k groep data op basis van 511 proxy bronnen verzameld op 7 verschillende continenten voor de periode 0-20006a.
In augustus 2019 is aangetoond dat t.g.v. 66-jarige cyclus zowel de temperatuurtrend als ook de impact van CO2 met ongeveer een factor 2 wordt overschat. Hier wordt aangetoond dat 66-jarige cyclus ook wordt aangetroffen in de proxy temperatuur data vanaf tenminste de 13-de eeuw. De proxies tonen tevens een 'footprint' die typerend is voor de 22 jarige magnetische cyclus van de zon (= ook bekend als de 'Hale cyclus'), welke naast het geomagnetische veld van de aarde een belangrijke factor vormt t.a.v. de hoeveelheid kosmische straling die de aarde kan bereiken. .
....
IX - Discussie & conclusie
De kracht van de zon bereikte in de Kleine IJstijd tijdens het Maunder minimum rond de overgang van de 17de en 18de eeuw het laagste niveau van de afgelopen 7 millenia en bereikte daarna in de 20ste eeuw hoogste niveau7a. Vanzelfsprekend heeft deze ontwikkeling een rol gespeeld bij de opwarming die sinds het begin van de industriële revolutie na 1850 is ontstaan. Echter, de kracht van de zonnevlekken cyclus bereikte haar hoogtepunt al in 1958 en bereikte vervolgens in 2002 het op één na hoogste piekniveau, dus de opwarming die daarna is ontstaan kan niet op basis van de zonkracht alleen worden verklaard.
De toename van de kracht van de zon is ook gepaard gegaan met een afname van de kracht van kosmische straling, welke een hoogtepunt bereikte tijdens het Maunder minimum en is in de 21ste eeuw op het laagste niveau beland van de afgelopen 2 millenia8a. Volgens de theorie van Hendrik Svensmark speelt kosmische straling een significante rol bij wolkvorming: meer kosmische straling resulteert in meer wolkvorming en meer afkoeling. In de laatste update voor zijn theorie in 2012 wordt beschreven dat kosmische straling ionen van extra lading voorzien waardoor een aerosolen gemakkelijker kunnen uitgroeien tot waterdruppeltjes (condensatiekernen) en daarmee ook een rol spelen bij de levensduur van wolken 9a. Eind 2017 claimde Svensmark voor het eerst bewijs te hebben gevonden dat kosmische straling bepalend is voor enkele procenten van het wolken systeem10a. Vader Hendrik Svensmark & zoon Jabob Svensmark beschrijven hun theorie in deze 2018 video interview.
Enkele jaren terug (2014) verscheen er een handvol blogposts op het internet waarin Susan Morrow een verband wordt gelegd tussen zogenaamde 'Schwabe triplets' en de Noord-Atlantische Oscillatie [AMO]. Elders werd in 2010 ook al een beschrijving gepresenteerd op The Hockey Schtick waarbij een verband wordt gelegd tussen de temperatuurontwikkeling en de combinatie van de AMO, PDO en de zonnevlekkencyclus. Beide beschrijvingen sluiten naadloos aan op bevinding dat de 66-jarige cyclus in het klimaat systeem gerelateerd is aan de multidecadale cyclus in de magnetische oscillatie van de zon.
Een analyse gericht op het fase verschil tussen de zonnevlekken cyclus en de HadCRUT4 temperatuur serie wijst uit dat de HadCRUT4 gemiddeld bij de pieken ongeveer 3 jaar achterloopt en bij de bodems ongeveer 1 jaar achterloopt t.o.v. respectievelijk de piek- en bodemjaren van de zonnevlekken cyclus. Echter, dit fase verschil verdwijnt nagenoeg geheel wanneer enkel de pieken en dalen in beschouwing worden genomen wanneer deze bij beide nadrukkelijk aanwezig zijn. Overigens, ook bij de PAGES 2k proxies lopen de pieken en bodems iets voor t.o.v. de HadCRUT4; ook hier verdwijnt het verschil nagenoeg wanneer enkel de pieken en dalen in beschouwing worden genomen wanneer deze bij beide nadrukkelijk aanwezig zijn.
Bespreken:
- Gleissberg cyclus
- Wikipedia suggereert dat de zon enkel een rol zou hebben gespeeld in de 1ste helft van de 20ste eeuw: https://en.wikipedia.org/wiki/Henrik_Svensmark#Debate_and_controversy
Referenties:
1 - Klimaat brochure 'Klimaatverandering, Wetenschap en Debat' - Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen (2011).
2 - KNMI: Invloed variaties in zonneactiviteit op het klimaat op aarde - Hirs, G. (1997, Nov 14). Zon en klimaat; invloed variatie zonne-energie op het klimaat. Den Haag.
3 - Secular total solar irradiance trend during solar cycles 21-23 - R.C. Wilson & A.V. Mordvinov (maart 2003)
4 - Max Planck Institute: The Sun is more active now than over the last 8000 years (2004)
5 - ? - Shaviv??? (????)
4 - The Sun and the Earth's Climate, in: Living Reviews in Solar Physics - J.D. Haigh (december 2007)
5 - Possible link between multi-decadal climate cycles and periodic reversals of solar magnetic field polarity - H. Miyahara et al. (may 2008)
6 - Prediction of the strength and timing of sunspot cycle 25 reveal decadal-scale space environmental conditions - P. Bhowmik & D. Nandy (december 2018); graph for the years 1913-1975
3 - Climate signature of solar irradiance variations: analysis of long-term instrumental, historical and proxy data - G. Lohman et al. (maart 2004)
1 - KNMI: Invloed variaties in zonneactiviteit op het klimaat op aarde - Hirs, G. (1997, Nov 14). Zon en klimaat; invloed variatie zonne-energie op het klimaat. Den Haag.
2 - Max Planck Institute: The Sun is more active now than over the last 8000 years (2004)
3 - On the recovery from the Little Ice Age - S. Akasofu (2010)
4 - A new, lower value of total solar irradiance: Evidence and climate significance - G. Kopp & J.L. Lean (january 2011)
5 - Possible link between multi-decadal climate cycles and periodic reversals of solar magnetic field polarity - H. Miyahara et al. (may 2008)
6 - Increased ionization supports growth of aerosols into cloud condensation nuclei - H. Svensmark et al. (december 2017)
7 - Empirical evidence for a celestial origin of the climate oscillations and its implications. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics - N. Scafetta (may 2010)
8 - Solar variability of possible relevance for planetary climates - S.K. Solanki & N.A. Krivova (december 2005)
9 - A Millennium Scale Sunspot Number Reconstruction: Evidence For an Unusually
Active Sun Since the 1940's - I.G. Usoskin et al. (october 2003)
10 - Consistent multidecadal variability in global temperature reconstructions and simulations over the Common Era - PAGES 2k consortium (august 2019)
11 - Oscillations of the baseline of solar magnetic field and solar irradiance on a millennial timescale - V.V. Zharkova et al. (juni 2019)
12 - Solar total and spectral irradiance reconstruction over the last 9000 years - C.-J. Wu et al. (november 2018)
13 - IPCC: 'Climate Change 1995 - The Science of Climate Change' (1996); citaat pagina 179: "Two views of the temperature record of the last century are possible if this record is viewed with the longer
perspective provided by the palaeoclimatic data (Figure
3.20). On the one hand, the long-term change of
temperature could be interpreted as showing a gradual
increase from the late 16th century, interrupted by cooler
conditions in the 19th century. Alternatively, one could
argue that temperatures fluctuated around a mean
somewhat lower than the 1860 to 1959 average (punctuated
by cooler intervals in the late 16th, 17th and 19th centuries)
and then underwent pronounced, and unprecedented (since
1400) warming in the early 20th century. Whichever view
is considered, mid-late 20th century surface temperatures
appear to have been warmer than any similar period of at
least the last 600 years (Figures 3.20, 3.21). In at least
some regions 20th century temperatures have been warmer
than any other century for some thousands of years. "
14 - LASP Interactive Solar Irriadance Datacenter (oktober, 2019)
15 - SIDC - Solar Influences Data Analysis Center (oktober 2019)
16 - Total Solar Irradiance Trend During Solar Cycles 21 and 22 - R.C. Wilson (september 1997)
17 - Evaluation of solar constant using locally fabricated aluminium cylinder - D.O Akpootu & N.N. Gana (2011)
18 - Continental-scale temperature variability during the last two millennia
- PAGES 2k Consortium (2013, figure S2)
19 - Synchronized Helicity Oscillations: A Link Between Planetary Tides and the Solar Cycle? - F. Stefani et al. (august 2016)
20 - The complex planetary synchronization structure of the solar system
- N. Scafetta (may 2014)
21 - Empirical evidence for a celestial origin of the climate oscillations and its implications
- N. Scafetta (may 2010)
22 - The Wilcox Solar Observatory; graph for the years 1976-2019
23 - Prediction of the strength and timing of sunspot cycle 25 reveal decadal-scale space environmental conditions - P. Bhowmik & D. Nandy (december 2018); graph for the years 1913-1975
24 - The solar magnetic field since 1700 II. Physical reconstruction of total, polar and open flux - J. Jiang et al (2011)
5 - Palaeoclimate. In: Climate Change 2007: The Physical
Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change - E. Jansen et al. (2007)
6 - Sun's Motion and Sunspots - P.D. Jose (september 1964)
7 - Fine Structure in the Sunspot Spectrum - 2 to 70 Years; R.G. Currie (1973)
8 - On the persistence of the 22 Y solar cycle - M.R. Attolini et al. (1990)
1 - Change detection in hydrological records - a review of the methodology - W. Kundezewicz & A. Robson (februari 2004)
2 - KNMI: Future Weather, (2012); pagina 9 beschrijft: "Generally such a climatological period is defined as a 30-years period, although we note that even 30 years may be too short to capture all natural climate variability."
3 - KNMI'14: Klimaat Scenarios voor Nederland (2014); pagina 6: "De twee kolommen met waarnemingen laten zien dat de toename in de winterneerslag over 30 jaar ongeveer even groot is geweest als de natuurlijke variaties gemiddeld over 30 jaar", pagina 8: "Hoe langer de periode waarvoor een gemiddelde wordt berekend, hoe kleiner de invloed van natuurlijke variaties op dit gemiddelde is. Maar zelfs gemiddelden over 30 jaar - het ijkpunt van wat als normaal weer wordt gezien - zijn erdoor beïnvloed (zie figuur 1). Vooral voor neerslag en wind zijn natuurlijke variaties in gemiddelden over 30 jaar aanzienlijk vergeleken met de veranderingen in de 30-jaar gemiddelden volgens de klimaatscenario's."
1a - J.S. Delmedigo and the liquid-in-glass thermometer - J. Adler (1997)
2a - Hadley Centre Central England Temperature (HadCET) dataset
3a - The Climate Data Guide: Global surface temperature data: HadCRUT4 and CRUTEM4.
4a - A global multiproxy database for temperature reconstructions of the Common Era - PAGES 2k Consortium (juli 2017)
5a - PAGES - Past Global Changes: The 2k Network
6a - Continental-scale temperature variability during
the past two millennia - PAGES 2k Netowork (2013)
7a - Unusual activity of the Sun during recent decades compared to the previous 11,000 years - S.K. Solanki et al. (oktober 2004)
8a - 9,400 years of cosmic radiation and solar
activity from ice cores and tree rings - F. Steinhilber et al. (april 2012)
9a - Effects of cosmic ray decreases on cloud
microphysics - J. Svensmark et al. (februari 2012)
10a - Increased ionization supports growth of aerosols into cloud condensation nuclei - H. Svensmark et al. (december 2017)
KLIMAAT INDEX:
•
IPCC dataset zon verklaart met vulkanisme helft opwarming sinds 1815
•
Tussen 1685 en 1976 volgde de temperatuur de totale zonnestraling
• Boekrecensie: SOLAR MAGNETIC VARIABILITY AND CLIMATE
•
Online seminar door zonnefysicus Dr. Greg Kopp: 'Zonnestraling & klimaat'
•
Impact zon op klimaat fors onderschat
•
Sinds 17de eeuw: +1,1 °C door zon
•
SAMENVATTING: Hoe ontstaat de Klimaatcyclus en wat is haar impact?
• 1890-1976: Zon toont perfecte correlatie met temperatuur
• Zon verklaart opwarming sinds 1976
• El Nino & 66-jarige cyclus: CO2 overschat
• 70-Jarige cyclus: opwarming overschat
• Global warming vs fluctuaties in 2 dagen
• Oceaan: diepzee koelt af
• KlimaatCyclus.nl
Wat vertellen klimaat proxy indicatoren?
• 2° Institute proxies: temperatuur steeg vroeger meerdere decennia op rij nog sneller
• PAGES 2k Network illustratie (2013)
• PAGES 2k Network illustratie: 2019 hockeystick grafiek vs 2013 temperatuur data