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Bene Ragazzi! era da Tempo che volevo Aprire un Topic Specifico che parlasse del Nostro Amatissimo Astro, con Vita Morte e Miracoli....

Qui possiamo discutere sulla sua Evoluzione... nonché sulle Ripercussioni Meteo/Climatiche che apporta al Nostro Pianeta...

Ovviamente Tratteremo in maniera Specifica i Cicli e daremo Riguardo ai Cicli Anomali e Minimi... confrontandoli all'Attuale Ciclo 24...


Partiamo subito con un Preambolo e parliamo delle Macchie Solari:


Le macchie solari


GALILEO GALILEI E LE MACCHIE SOLARI

Cenni biografici


Galileo Galilei nasce a Pisa il 15 febbraio 1564 da Vincenzo Galilei, noto per i suoi studi di musica, e da Giulia Ammanati. Studia a Pisa, dove occupa la cattedra di matematica per alcuni anni. Successivamente si reca a Padova dove rimane fino al 1610. In questi anni compie alcuni esperimenti di meccanica, costruisce il termoscopio, inventa e costruisce il compasso geometrico e militare, ottiene il brevetto per una macchina atta ad alzare l'acqua.
Inventa il microscopio e il cannocchiale e compie numerose osservazioni che lo portano alla scoperta dei satelliti di Giove, Saturno e delle fasi di Venere.
Nel 1610 si reca a Roma dove viene iscritto all'Accademia dei Lincei ed inizia lo studio e l'osservazione delle macchie solari.
In una lettera scritta da Firenze a Maffeo Barberini, futuro Papa Urbano VI, nel 1612, Galileo afferma di aver osservato le macchie solari sin dal gennaio 1611: "Sono circa a diciotto mesi, che riguardando con l'occhiale nel corpo del Sole, quando era vicino al suo tramontare, scorsi in esso alcune macchie assai oscure; e ritornando più volte alla medesima osservazione, mi accorsi come quelle andavano mutando sito, e che non sempre si vedevano le medesime, o nel medesimo ordine disposte, e che talvolta ve n'eran molte, altre volte poche, e tal ora nessuna. Feci ad alcuni miei amici vedere tale stravaganza, e pure l'anno passato a Roma le mostrai a molti prelati e altri uomini di lettere; di lì fu sparso il grido per diverse parti d'Europa, e da quattro mesi in qua mi sono state mandate da vari luoghi varie osservazioni disegnate…".


Illustrazione di Galileo sulle fasi di Venere

Dal 1612 inizia l'opposizione, da parte della Chiesa, alle teorie di Galileo e di Copernico che affermavano la mobilità della Terra. In seguito Galileo scrive il Saggiatore e fa numerose ed importanti scoperte riguardanti, in particolare, la fisica, le leggi del piano inclinato e del pendolo; nel 1632 scrive "Dialogo sui massimi sistemi", stampato poi a Firenze. Nell'ottobre dello stesso anno Galileo viene convocato al Sant'Uffizio a Roma, dove il tribunale emette una sentenza di condanna e lo costringe all'abiura, così viene relegato in isolamento a Siena e finalmente nel dicembre del 1633 gli è concesso di ritirarsi nella sua villa di Arcetri, detta il Gioiello.
Le sue condizioni diventano sempre più difficili: nel 1638 è ormai completamente cieco a causa delle numerose osservazioni al cannocchiale fatte senza alcuna protezione agli occhi e l'8 gennaio del 1642 muore ad Arcetri.



Il cannocchiale di Galileo

Galileo costruì molti cannocchiali costituiti da due lenti, un obiettivo ed un oculare, tenuti insieme alla giusta distanza da un tubo di cartone o di legno rivestito in pelle. L'ingrandimento che offrivano questi strumenti era di circa venti volte maggiore rispetto alla realtà e fu con uno di questi che il grande astronomo compì le numerose osservazioni che lo portarono alla convinzione della validità del sistema copernicano, alla scoperta delle macchie solari, dei satelliti di Giove e delle fasi di Venere.


Le macchie solari di Galileo


Macchie solari osservate da Galileo

L'invenzione del telescopio ad opera di Galileo Galilei, nel 1610, segna l'inizio degli studi solari moderni con la scoperta delle macchie, che erano già state occasionalmente osservate fin dall'antichità; comunque non c'è dubbio che debba essere considerato Galileo il vero scopritore di questi fenomeni.
Infatti, gli aristotelici consideravano il Sole purissimo ed incorruttibile, mentre Galileo affermò giustamente che le macchie appartengono alla sua superficie e che dal loro movimento si deduce la rotazione, a velocità uniforme, effettuata dall' astro su se stesso.
Intanto, in Germania, vengono pubblicati alcuni documenti su questo tema dal padre gesuita Scheiner. Nasce, così, una polemica che assume poi toni sempre più aspri, non tanto per la priorità della scoperta, ma per l'interpretazione fisica delle macchie, in quanto la presenza di queste dà un colpo mortale alla teoria aristotelica dell'incorruttibilità del Sole.
Queste nuove ed innovative idee di Galileo finiscono ben presto per imporsi sulle altre e per essere accettate da tutti, tanto che Scheiner, vent'anni dopo, raffigurerà il Sole come un mare infuocato costellato di vulcani, senza alcuna somiglianza con le rappresentazioni precedenti, che lo volevano come una sfera senza macchie.

 
  Riproduzione di un disegno di Galileo che rappresenta il sole. A destra una rappresentazione del sole del padre gesuita Scheiner

Dopo le ricerche di Galileo, per lungo tempo, il Sole fu osservato irregolarmente: una delle ragioni può consistere nel fatto che a partire dal 1650 l'attività solare fu molto ridotta e riacquistò un certo vigore soltanto in seguito al 1715. Riguardo a quanto detto, A.E.Douglas pensò di studiare la sezione di un tronco d'albero, la quale ha una struttura ad anelli, per vedere se il ritmo di crescita fosse legato all'attività solare. Egli scoprì che i periodi di sviluppo maggiore avvenivano con una frequenza di undici anni, coincidente con quello dell'attività solare e, in particolare, che nel periodo tra il 1645 e il 1715 il ciclo undecennale era praticamente assente. Tale periodo è chiamato "Minimo di Maunder".
Le idee sulla costituzione del sole, per tutto il secolo, si rivelarono ancora molto approssimative. C'era persino chi credeva che sotto gli strati esterni più caldi si trovassero zone fredde, con un clima ragionevolmente temperato, ed un globo solido e che il Sole potesse essere abitato da creature aliene.

 
  Il grafico mostra il numero medio annuale di macchie solari osservate negli ultimi secoli (1610-1976). Le prime osservazioni sono di Galileo, poi di Scheiner e di Hevelius. Si nota il “Minimo di Maunder”

Fonte: http://www.gpeano.org/~ipertesti/le-macchie-solari/




Luca

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STORIA DELLE OSSERVAZIONI SOLARI

Galileo Galilei, l'inventore del telescopio, è il primo ad osservare il Sole, nel 1610, scoprendo così l'esistenza delle macchie solari. Nello stesso periodo padre Scheiner pubblica le Lettere sulle macchie solari, scatenando varie interpretazioni e facendo crollare le convinzioni aristoteliche sull'incorruttibilità del Sole. Si afferma l'idea della presenza di vulcani sulla sua superficie.
Dopo la morte di Galileo il Sole viene osservato irregolarmente. Tra il 1650 e il 1715 si nota un calo dell'attività solare: tale periodo viene chiamato minimo di Maunder dall'astronomo che per primo si accorge del fenomeno. Si iniziano a formulare diverse ipotesi sulla struttura fisica del Sole, tra cui quella che sotto la superficie calda ci siano zone fredde su cui possano trovarsi degli alieni.
Nell'800 Fraunhofer scopre, sullo spettro solare, righe di assorbimento (sottili linee scure dovute all'assorbimento della luce solare), dando inizio allo studio spettroscopico, sviluppato in seguito da Padre Angelo Secchi. Nel 1895 in tal modo Ramsay identifica in laboratorio l'elio, la causa di alcune righe. Padre Angelo Secchi studia anche, con la tecnica fotografica, la corona e le protuberanze del Sole, visibili solo in caso di eclissi.
Nel 1900, Hale, con uno strumento chiamato spettroeliografo, scopre e osserva la connessione tra le macchie e le protuberanze stesse. A lui si deve anche la scoperta dei campi magnetici solari. Fa inoltre costruire a Mount Wilson, in California, due osservatori solari.
Nel 1929 Lyot progetta uno strumento (coronografo) per l'osservazione della corona solare. Esso svolge, assieme ai satelliti artificiali, un lavoro di costante controllo della corona solare.

COME OSSERVARE IL SOLE

Strumenti

L'osservazione del Sole può essere fatta sia con un telescopio rifrattore, cioè a lenti, sia con un riflettore, caratterizzato da uno specchio concavo.
Nel primo caso lo strumento deve avere un obiettivo con diametro minimo di 50 mm ed è possibile la proiezione dell'immagine su uno schermo. Nel caso dell'utilizzo di un riflettore è invece sconsigliata la proiezione in quanto rischierebbe di danneggiare lo strumento per surriscaldamento.

Tecniche di osservazione

L'osservazione può essere fatta in due modi:
1) per proiezione: si tratta della proiezione, con un apposito oculare, dell'immagine del Sole su uno schermo bianco, posto ad una certa distanza dallo strumento. Questo sistema permette di osservare e ricopiare in tranquillità le macchie della fotosfera solare, ma impedisce di cogliere altri fenomeni solari (granulazione, brillamenti, ecc...) e non offre una buona definizione.
2) osservazione diretta: consiste nell'osservare direttamente il sole applicando un filtro solare al telescopio, davanti all'obiettivo, in grado da proteggere gli occhi dall'altissima intensità della luce solare, ingigantita dall'effetto delle lenti. Questa tecnica permette un'osservazione più dettagliata della fotosfera solare, consentendo, tra l'altro, di contare con più precisione le macchie, ma non è adatta ai numerosi gruppi scolastici.

ALTRE TECNICHE DI OSSERVAZIONE

La radioastronomia

Tutti i corpi celesti emettono radiazioni elettromagnetiche e dal 1930 un ramo della scienza, la radioastronomia, inizia a studiare questi fenomeni, captando dei segnali regolari dalla Via Lattea, ritmati dal periodo di rotazione della Terra.
Solo nel 1942 si compiono le prime osservazioni di onde radio solari, che permettono di suddividere la radioemissione solare in diversi componenti con differenti origini. La prima è una componente continua di origine termica che dipende dalla temperatura del Sole. La seconda proviene dalla corona solare ed è una componente variabile. La terza, invece, è intermittente e può durare da qualche ora a qualche giorno e segnala fenomeni di forte intensità chiamati brillamenti.


 

Il sole nell'infrarosso

Dagli anni Sessanta, vengono fatti studi sistematici del Sole nell'infrarosso. Il particolare interesse di queste osservazioni risiede nel fatto che permettono di ottenere l'immagine tridimensionale dell'atmosfera solare. Misure di temperatura nell'infrarosso al centro e al bordo del disco consentono di integrare lo scenario della bassa atmosfera solare dalla cromosfera ai primi strati coronali. Queste ricerche hanno permesso di individuare il punto di più bassa temperatura della cromosfera, dove avviene l'inversione termica che sfocia poi nelle altissime temperature della corona.

Il sole ultravioletto

Intorno agli anni Cinquanta, le osservazioni della radiazione ultravioletta del Sole permisero di studiare la zona di transizione tra la cromosfera e la corona. Si poterono dunque notare macchie calde e regioni più fredde verso i poli che annunciano buchi coronali e un anello sottile più intenso, intorno al disco solare, dovuto alla visione in prospettiva della cromosfera.

Il sole a raggi x

Intorno al 1960 vennero costruiti i primi telescopi X; dal momento che il Sole è una sorgente di radiazione a piccola lunghezza d'onda e durante un'eclissi totale di Sole vennero mandati dei razzi a fotografare la stella per aumentare la risoluzione spaziale, si dimostrò che l'emissione x proveniente dal sole era concentrata nelle zone attive, e che spesso le sorgenti erano situate a grande distanza sopra la fotosfera.
Nel 1973 un razzo, lo Skylab, fece delle osservazioni straordinarie del Sole, evidenziando macchie calde, simili a "fari a raggi X", buchi coronali e emissioni coronali legate alle regioni attive.

Fonte: http://www.gpeano.org/~ipertesti/le-macchie-solari/



Luca

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Ciclo attività e ciclo attuale

Origine e caratteristiche delle macchie

Origine e caratteristiche delle macchie Le macchie solari sono manifestazioni visibili della attività della stella , in relazione con i campi magnetici polari locali del Sole. Purtroppo nessuna teoria fino ad ora avanzata è stata completamente accreditata. L'ipotesi più probabile è quella proposta da H.W.Babcok, per la quale esisterebbe un legame tra i fenomeni idrodinamici e quelli elettromagnetici solari. La spiegazione si avvale quindi della rotazione differenziale del Sole a diverse latitudini: ogni tre anni la regione equatoriale compie cinque rotazioni in più rispetto alla regione a 50° di latitudine; ciò dovrebbe produrre una distorsione delle linee di forza del campo magnetico che fuoriuscirebbero dalla superficie solare per poi rientrare formando un "cappio magnetico" (vedi fig. 1).

Le aree superficiali attraversate dal fascio magnetico originerebbero macchie solari.
Le macchie solari sono regioni più fredde della superficie formate da un'area centrale oscura che costituisce il nucleo od ombra della macchia e che appare contornata da una regione grigia, chiamata penombra. La penombra si mostra generalmente striata, o meglio formata da filamenti chiari e scuri che partono dal nucleo come raggi da un centro, a causa della disposizione dei costituenti fotosferici, ionizzati per il passaggio del campo magnetico.
Una macchia è una zona leggermente depressa, la cui superficie si trova a qualche centinaio di chilometri al di sotto della superficie visibile del Sole. Le dimensioni delle macchie sono molto diverse e la loro forma varia velocemente, spesso anche nello spazio di poche ore: ciò è facilmente spiegabile poiché la fotosfera, su cui esse si formano, si trova allo stadio gassoso alla temperatura di circa 6000° K. La temperatura della zona centrale delle macchie solari è invece inferiore e può variare da 4000 a 5200° K, mentre quella della penombra si aggira intorno ai 5500° K. La macchia solare appare oscura soltanto per il contrasto con la fotosfera circostante, in realtà la sua luminosità sarebbe molto intensa.
L'evoluzione di un tipico gruppo di macchie inizia con la comparsa su un lato del Sole di una o più strutture, di qualche migliaio di chilometri di diametro, chiamate "pori". La maggior parte delle macchie non supera questo stadio: solo pochi pori evolvono aumentando di dimensioni e sviluppando ombra e penombra. In questo stato, i diametri delle macchie variano da 7000 a 50000 km. Ogni macchia, durante tutta la sua "vita", è seguita da un'altra: la prima è denominata P (dall'inglese, precedente), la seconda macchia F (seguente in inglese). Nei primi giorni, macchie P e macchie F tendono ad allontanarsi fino a che, intorno al decimo giorno, non viene raggiunta la massima area delle macchie e la massima estensione del gruppo. Durante il declino di questo, le P e le F si riavvicinano: le F scompaiono per prime mentre le P, ormai molto piccole, possono durare ancora per un paio di mesi.
Il periodo della rotazione solare, vista dalla terra, è di circa un mese. Tuttavia, all'osservazione, un gruppo di macchie impiega solo tredici-quattordici giorni a percorrere il disco solare.

Attività e cicli solari

Sin dalla fine del 1700, era noto che le attività solari seguissero cicli undecennali più o meno regolari, infatti il valore medio della durata del ciclo solare, dopo l'anno 1715, è di undici anni, anche se l'intervallo più lungo è stato di diciassette anni (dal 1788 al 1805) e quello più breve di sette anni (dal 1830 al 1837). Anche l'intensità di attività varia molto: il massimo più intenso è stato quello del 1958 (con R, numero di Wolf, = 201,37), il meno intenso quello del 1816 (con R = 48,7). I cicli solari sono stati numerati considerando come primo ciclo quello iniziato nel 1755; attualmente ci troviamo nel 23° ciclo, iniziato nel '97, come verificato dalla nostra specola. Inoltre, molti astronomi sono d'accordo riguardo alla presenza di un ciclo avente un periodo di circa 80 anni che si sovrapporrebbe a quello undecenale: sembra che il massimo del ciclo di 80 anni coincise con il massimo del 19° ciclo solare.

Il minimo di Maunder

Nel 1890 l'astronomo inglese E. W. Maunder (1851-1928), esaminando le annotazioni di antiche osservazioni, scoprì che fra il 1645 ed il 1715 non ci furono praticamente macchie: il ciclo solare era sospeso. Ulteriori ricerche indicano che potrebbe essere stata assente anche la corona solare. Questo periodo è stato chiamato "Minimo di Maunder" o "Piccola Era Glaciale", perché si verificò un notevole calo della temperatura.
Recentemente alcuni dati sembrano dimostrare l'esistenza di un lungo periodo di minimo nell'attività solare coincidente con il minimo di Maunder, che potrebbe essere attribuito al sovrapporsi di una fase di minimo nel ciclo di 80 anni con la fase di minimo di un ipotetico ciclo di periodo ancora maggiore.

Cicli delle macchie passati e presenti

Il ciclo iniziato nel 1755 (convenzionalmente il n°1) è il primo ciclo di cui possediamo dati mensili sufficientemente attendibili.
Dopo la Piccola Era Glaciale (il minimo di Maunder), si è verificato un generale progressivo aumento del numero delle macchie
osservate per ogni ciclo solare successivo: un altro periodo di minimo, però, più breve e meno intenso, è stato osservato fra il 5° ed il 7° ciclo, a cavallo tra il 1700 e il 1800 (vedi figura 2).

Questo periodo è stato chiamato “Minimo di Dalton”. I successivi cicli fino al 18° sembravano confermare la presenza di un ciclo di 80 anni, con apice durante l’8° ciclo. Il 19°, invece, è stato il ciclo più attivo fra tutti quelli di cui si hanno informazioni (furono osservate fino a 250 macchie), e si pensava che, con il 20° ciclo, fosse iniziata una serie calante di cicli. Tuttavia, nonostante queste previsioni, il 21° ciclo è stato molto attivo, superiore non solo al precedente ma anche al 18°, non seguendo il possibile ciclo di 80 anni. Il 21° ciclo ebbe, inoltre, un secondo inaspettato massimo di attività quasi al termine degli 11 anni, cominciando poi a spegnersi vistosamente.
L'attuale 23° ciclo è iniziato negli anni '96-'97: in questo periodo si è perciò riscontrato un fortissimo incremento dell'attività solare (vedi tabella 1). Secondo i dati dell'Unione Astrofisica Italiana, nel primo semestre del 1996, quest'attività diventa più intensa a cominciare dal mese di luglio, con due picchi, uno ad agosto (22,4) e un altro a novembre (22,7). La media del numero di Wolf per l'anno 1996 è 11,3. L'intensificarsi dell'attività solare del secondo semestre del '96 continua nel 1997 arrivando ad un massimo di R=58,3 nel mese di novembre. Anche durante il '97 il secondo semestre ha avuto un'attività più intensa rispetto al primo, portando così la media a R=30,2.

Nº di Wolf - Anni

Mesi           1996    1997    1998    1999
Gennaio     13,0   9,3   43,9   104,3
Febbraio       5,4   11,9   55,7   103,2
Marzo     10,3   16,1   98,0   106,7
Aprile       8,2   23,8   71,5   105,0
Maggio       8,7   23,7   80,1   175,7
Giugno     15,0   23,4   83,3   228,3
Luglio      16,0   16,0   100,0   208,6
Agosto      22,4   37,1   143,7   189,8
Settembre       4,0   55,5   145,7   143,7
Ottobre       0,4   31,5   73,1   236,9
Novembre       0,9   58,3   115,6   240,7
Dicembre        9,3   55,1   183,0   159,3
Media annuale   9,47   30,23   99,47   166,87
Media macchie   4,55   12,86   45,17   85,57
Media Gruppi   0,54   1,50   4,62   6,73

In questa tabella sono riportati i dati riguardo alla media mensile del Numero di Wolf degli anni 1996, '97, '98, '99 rilevati dai più grandi osservatori del mondo!!


Fonte: http://www.gpeano.org/~ipertesti/le-macchie-solari/


Luca

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OSSERVAZIONE DELLE MACCHIE AL LICEO "PEANO"

La storia delle osservazioni astronomiche al Liceo "Peano" ebbe inizio nel 1980, con l'acquisto del primo telescopio Celestron 8, col quale si cominciarono ad osservare alcuni fenomeni quali eclissi solari e lunari. Nell'ottobre del 1990 venne inaugurata la Specola, utilizzata attualmente non solo dagli studenti del Liceo ma anche da un consorzio di appassionati e, con visite guidate, dalle altre scuole della Provincia.
Il lavoro di osservazione delle macchie iniziò una quindicina di anni fa ad opera del prof. Fulvio Romano, attuale direttore della specola, cui si deve la realizzazione della struttura. Fu portato avanti dagli studenti, sotto la guida del prof. Romano e dei docenti di scienze, Domenico Sanino e Riccardo Serra, con l'aiuto della sig.ra Anna Burdizzo, operatrice scolastica.
Dall'esame delle schede di osservazione realizzate al Liceo risulta la media dei numeri di Wolf sotto riportata.



I GRANDI OSSERVATORI MONDIALI

Il Monte Wilson

L'osservatorio solare di Monte Wilson si trova in California e possiede una torre solare alta 150 piedi, cioè circa 52,5 metri su cui è collocato un telescopio e studia continuamente l'attività del sole, pubblicando dei bollettini giornalieri sul sito www.mountwilsonobservatory.com.
Sta, inoltre, realizzando uno studio sui cicli di attività delle stelle.
Il progetto HK è un programma a lunga durata per monitorare questi cicli che sono simili al ciclo un decennale del sole. Più di cento stelle sono state osservate a partite dal 1966; attualmente il progetto sta studiando i cambiamenti a lungo termine dell'attività della cromosfera per circa 400 nane e stelle giganti .
Alcuni dati sul sole sono stati presi dall'osservazione di luce solare riflessa dalla luna da Olin Wilson sul telescopio di 100 pollici.
Alcune stelle mostrano due periodi di cicli simultanei. Altre stelle hanno attività variabile.

Osservatorio astrofisico di Catania

L'attività accademica catanese sulla Scienza del Cielo ebbe inizio nel 1788, ma prima che l'attività osservativa si potesse coniugare pienamente con l'attività accademica, passò quasi un secolo. L'osservatorio di Catania dimostrò ben presto la sua forte vocazione verso lo studio del sole, dal 1892 continuò ininterrotta l'osservazione solare utilizzando strumenti sempre più evoluti. Alla fine dell'800 Annibale Riccò e George Ellery Hale, sperimentarono il primo coronografo per l'osservazione della corona solare fuori eclisse.
Attualmente le ricerche condotte presso l'osservatorio astrofisico spaziano dalla fisica solare e stellare, alla fisica del sistema solare, alle galassie ed alla cosmologia.
Con le sue osservazioni giornaliere, l'osservatorio di Catania, ha contribuito all'ideazione dello spettrometro utilizzato nella missione SOHO (SOlar Heliospheric Observatory), dedicata allo studio del sole e del vento solare.
L'acquisizione di nuovi telescopi e moderni strumenti per l'osservazione, installati presso la nuova sede sull'Etna, consentì di avviare negli anni 60 ricerche di fisica stellare.

La fusione della tecnica osservativa e della fisica del sole e delle stelle ha portato lo sviluppo di un programma di ricerca denominato attività stellare di tipo solare che ha riscosso notevoli successi anche a livello internazionale. E' stato possibile non soltanto accertare la presenza di fenomeni di attività di tipo solare nelle stelle, ma di studiare la formazione e l'evoluzione temporale di macchie e facole, nonché di evidenziare la presenza di cicli di attività, simili al ciclo di 11 anni del sole.
Le osservazioni di comete sono strettamente connesse agli esperimenti condotti nel laboratorio di astrofisica sperimentale.
Questi tipi di ricerche hanno carattere interdisciplinare e sono condotte in collaborazione con fisici, chimici ed astrofisici dell'università di Catania e di altri istituti.
Tra le attività più recenti avviate presso l'osservatorio di Catania è rilevante quella che si propone di costruire un telescopio spaziale in collaborazione internazionale tra Russia, Ucraina, Italia e Germania. L'osservatorio di Catania ha la responsabilità della gestione generale in Italia, che vede coinvolti vari istituti scientifici e l'industria.
Altre ricerche sono indirizzate allo studio degli asteroidi, la teoria e l'osservazione delle oscillazioni solari e stellari, la cinematica e dinamica degli oggetti collassati, modelli e simulazioni della struttura e dinamica delle galassie e degli ammassi di galassie.
Presso i laboratori dell'Osservatorio Astrofisico di Catania, vengono svolte le attività connesse alla qualificazione di tutti i parametri caratteristici dei CCD, per avere i migliori rivelatori da installare sulla strumentazione del Telescopio Nazionale Galileo.
Inoltre, è in avanzata fase di sviluppo, in collaborazione con il Royal Greenwich Observatory, una camera CCD di nuova generazione che sarà installata sia sui telescopi inglesi che italiani all'Osservatorio delle Canarie a La Palma.

Joso

Nel 1968/1969, fisici solari di sette paesi europei (Repubblica Federale di Germania, Francia, Italia, Paesi Bassi, Norvegia, Svezia e Svizzera), crearono la "Joint Organisation for Solar Observation".
In questo documento descrissero un programma essenziale in cui si ponevano come meta la realizzazione di un osservatorio per le ricerche solari.
Col tempo si è riuscito a costruire un osservatorio alle Canarie e da allora sono stati istituiti vari gruppi di ricerca.

Fonte: http://www.gpeano.org/~ipertesti/le-macchie-solari/


Luca

[Nero74]

MACCHIE SOLARI E CLIMA

Tra le cause naturali che hanno inciso sulle vicende climatiche che si sono svolte nell'ambito di migliaia di anni si è sempre pensato a fatti di ordine astronomico, che vedono protagonista in primo luogo il Sole, il cui potere di emissione cambia nel tempo determinando di conseguenza possibili variazioni d'insolazione della Terra. Basti pensare che il Sole in un ciclo di 11 anni passa da un aspetto senza macchie ad un aspettato maculato, con macchie scure, sintomi di mutamenti importanti nella sua attività. A questo proposito i climatologi e gli astronomi britannici sono riusciti ad accertare che nel 1600 il periodo del gelo del Tamigi, coincise con la totale assenza di macchie solari. Questo lasso di tempo è chiamato minimo di Maunder, dallo studioso che per primo lo rilevò.


Quadro di Hendrick Avercamp (1585-1663) che raffigura il Tamigi gelato

Il fatto costituisce una conferma alla teoria che attribuisce ai periodi di debole attività del Sole la Terra più fredda. Le indagini statistiche avviate all'inizio del secolo hanno fatto notare anomalie meteorologiche in concomitanza con la massima attività solare, quindi in presenza di macchie solari. Si è riscontrato che lo spessore degli anelli di accrescimento delle piante subisce un incremento durante il periodo di massima attività solare, mentre gli stessi anelli risultano più stretti negli anni di scarse precipitazioni. Negli Stati Uniti i climatologi hanno osservato una successione di periodi di siccità ogni 22 anni circa che, corrispondono al ciclo magnetico delle macchie solari. Il clima nasce dall'equilibrio energetico che si stabilisce tra la radiazione solare in arrivo e la radiazione a onda lunga riemessa dal sistema Terra atmosfera verso lo spazio. L'energia solare che arriva al culmine dell'atmosfera per unità di superficie, corrisponde a 1. 370 watt per un metro quadrato, è definita come "costante solare": una definizione piuttosto impropria, perché l'intensità della radiazione emessa dal sole è, in realtà, continuamente variabile sia pure di poco in funzione del ciclo delle macchie solari. Non sono ancora ben noti, però, né il processo che associa alle variazioni del numero di macchie solari le variazioni di intensità della costante solare, né il meccanismo con cui le fluttuazioni della radiazione solare agiscono dando luogo alle modifiche del clima. Stime di vari ricercatori indicano, infatti, che le variazioni nell'energia emessa sono dell'ordine di qualche per mille e, perciò, a prima vista, non dovrebbero essere significative per un eventuale impatto sul clima. Molti studi sono stati eseguiti per individuare un segnale solare nell'interno di serie di dati climatici (temperature, precipitazioni e pressione). Ma i risultati non sono univoci: mentre in alcuni casi l'analisi periodale eseguita su questi dati indicava la presenza di un ciclo di circa 11 anni, in altri casi questo non avveniva. Nel 1992 due ricercatori dell'Istituto danese di meteorologia hanno pubblicato sulla prestigiosa rivista internazionale "Science" un lavoro in cui esaminano l'andamento dei dati di temperatura dell'aria al suolo nell'emisfero Nord in confronto con quello relativo alla durata del ciclo solare.


Esempio di macchie solari

Quest'ultimo, infatti, come avviene per la costante prima citata, ha una durata media di circa 11 anni, ma in realtà presenta variazioni che lo hanno fatto passare dal valore di 12 anni, registrato nella seconda metà dell'800 a meno di 10 anni negli anni '80. Il risultato di questa indagine è che la temperatura complessiva del nostro emisfero è in opposizione alla durata del ciclo solare: più il ciclo si accorcia più la temperatura aumenta il modo ben correlato, nel senso che le due curve presentano un andamento molto simile. Questo comporta alcune riflessioni. Nel dibattito sul mutamento climatico e sulla evoluzione futura del clima planetario si confrontano sostanzialmente due diverse linee di pensiero: la prima attribuisce le variazioni del clima, almeno quelle prevedibili per il futuro, alla crescita, legata alle attività antropiche, della concentrazione in aria dei cosiddetti gas serra; la seconda, invece, pone l'accento soprattutto sulla variabilità naturale del fenomeno. L'effetto indagato dai ricercatori danesi sembra segnare un punto a favore della seconda ipotesi: tuttavia è forse più prudente sospendere il giudizio e cercare di approfondire le conoscenze in materia, mantenendo comunque una vigile attenzione per tutta questa complessa fenomenologia. Quanto al "periodo caldo" che stiamo vivendo, non si dimentichi che l'attività solare non è mai stata così intensa come nell'ultimo mezzo secolo.

CURIOSITA'

Ciò che viene di seguito illustrato ha validità scientifica probabilmente discutibile; nonostante questo, evidenzia il notevole interesse dell'uomo verso la sua stella principale.

Macchie solari e attività umane

Nei periodi di intensa attività delle macchie solari, le trasmissioni radio ad onde corte, che normalmente funzionano solo a portata di vista, rimbalzano nella ionosfera e possono coprire distanze anche di diverse migliaia di miglia. Questo fenomeno viene detto skip. Anche voi potreste aver visto uno skip mentre guardate la televisione: uno skip ha luogo quando il segnale di una stazione lontana appare sovraimpresso al segnale dell'emittente su cui siete sintonizzati. Al contrario, nei periodi di scarsa attività delle macchie solari, è più difficile ottenere la comunicazione sulle lunghe distanze sulle
onde corte. L' attività delle macchie e dei brillamenti solari può anche essere in relazione con le tempeste magnetiche che avvengono sulla Terra. Le tempeste magnetiche possono danneggiare attrezzature elettroniche sensibili. Ad esempio, le tempeste magnetiche provocate dalle eruzioni solari nel marzo 1989 bloccarono il sistema energetico del Quebec oscurando delle zone di Montreal e di Quebec per oltre 9 ore.
Per quanto riguarda più direttamente le attività produttive, Edward R. Dewey, che nel 1940, creò la Fondazione per lo Studio dei Cicli, credeva possibile una relazione tra l' attività delle macchie solari e la produzione industriale.
Comunque, il nostro interesse per le macchie solari è cresciuto particolarmente quando abbiamo notato che nel 1987 ci sono stati 3 giorni in cui il numero di macchie solari, un indice di attività solare, ha oltrepassato il centinaio. Due di questi giorni erano giovedì 15 ottobre e venerdì 16. Si possono ricordare gli eventi del 19 ottobre 1987: il mercato azionario ebbe una caduta in picchiata di circa 500 punti, una delle situazioni più difficili nella storia di W alI Street. Tuttavia la probabilità di corrispondenza tra il Lunedì Nero, come spesso viene chiamato il 19 ottobre, ed un picco nell'attività solare è inferiore all'1%.
(da un articolo di Jeffrey Owen Katz, Ph.D.)

Influenza solare sulla vita della terra

Il Sole non è solo apportatore di luce e calore, essenziali per la vita sulla Terra, ma interferisce con tutti i processi vitali del nostro pianeta.
Studi molto seri attribuirebbero all' attività solare effetti sulla psiche umana, epidemie e perfino sconvolgimenti sociali.
Infatti la stessa malattia influenzale è più virulenta in anni di massima perturbazione
solare.
Nel 1918-191'influenza detta Spagnola provocò quasi 400.000 morti.
n 1957, anno di massima attività solare, vide alla ribalta l' Asiatica, che causò solo in Italia 10.000 morti in eccesso, cioè in più rispetto alla media. L 'Hong-Kong nel 1969- 70 ne causò 20.000. Negli anni 1989-90 è stata la volta della Cinese, che, oltre a provocare una vera e propria ecatombe in Inghilterra, stese a letto non meno di 2 milioni di italiani ed in America milioni di persone.

Secondo due scienziati (Fred Hoyle e Chandra Wickramasinghe), il fatto che le ultime epidemie d'influenza più gravi siano avvenute ogni undici anni, quando maggiore è stata l' attività del sole, non è una semplice coincidenza. I due scienziati, infatti, sostengono che lo spazio è abitato da forme viventi primordiali come i virus, compreso quello che nell'uomo causa l'influenza. La grande intensità che raggiunge il vento solare ogni undici anni trasporterebbe molti più virus sulla Terra, causando le epidemie più gravi.
(da un articolo di G. Cosco)

Influenza sulla psiche

Vi sono relazioni tra l'intensità delle macchie solari e certe perturbazioni psichiche? Sembrerebbe proprio di si'. Per quanto riguarda i suicidi ( e non solo) significative relazioni erano state ipotizzate già da molto tempo. B. e T. Dull, più di sessanta anni fa, comunicarono, dopo anni di studi, che avevano osservato sensibili aumenti di suicidi, 1'8%, in giorni di grande attività solare. Un altro settore di ricerca avrebbe individuato perturbazioni di questo tipo quale causa di incidenti. Due ricercatori Tromp ( 1963) e Lynn (1971) hanno pubblicato lavori del genere. Nel primo R. Reiter dopo aver studiato 362.000 incidenti accaduti, in 2 anni, nell'industria, aveva scoperto che questi avevano subito incrementi dal 20 al 25 % in periodi di intensa attività solare. Reiter in un secondo studio, relativo a 21.000 incidenti stradali, aveva ottenuto analoghi risultati.
Sarebbero state trovate relazioni, anche, tra gli infarti cardiaci e le perturbazioni solari. Già nel 1945 era stato osservato che la curva della mortalità per malattie di cuore nell'ex Unione Sovietica era stata in stretta relazione con l'indice delle macchie solari. (Fonte: Pejarskaia, citato da N. Schulz, Annales medicales de Nancy, maggio 1962, pag. 182).In India uno studio in tal senso è stato condotto dai dottori Malin e Srivastava (1979). Il periodo preso in considerazione va dal 1967 al 1972. Furono studiati 5000 casi di ricovero per infarto avvenuti in due ospedali e studiati in relazione all' indice giornaliero di attività geomagnetica terrestre in rapporto all' intensità delle macchie solari. Il risultato a cui pervennero i due studiosi fu molto significativo.

Cambiamenti sociali

Lo scienziato sovietico A.L. Tchijewsky (1897-1964), professore alla Facoltà di medicina dell'Università di Mosca estese le sue ricerche anche ai grandi cambiamenti sociali, guerre, rivoluzioni ecc., pensando "che esista un potente fattore esterno alla nostra Terra che governa lo sviluppo degli eventi nelle società umane e li sincronizza con l'attività del sole". E' un'affermazione alquanto azzardata, quella dello scienziato, che tuttavia con le sue ricerche trovò ed elencò tutta una serie di fatti che gli permisero di consolidare le sue idee. Nel 1922, aveva disegnato un diagramma che dimostrava che in un periodo di almeno 2400 anni di storia del mondo, i grandi movimenti sociali, comprese tutte le guerre più gravi, le battaglie e le rivoluzioni registrate nella storia di tutti i popoli, si verificano numerosi ogni 11 anni, in periodi di massima attività solare.
Alcuni esempi di Tchijewsky chiariscono l'influenza del metronomo solare: le rivoluzioni francesi del 1789, 1830 e 1848, ebbero luogo tutte vicino a periodi di massima attività solare. come, pure, lo scoppio della seconda Guerra Mondiale, e il
periodo di agitazioni studentesche del 1968, l'alternarsi dei ministeri liberali e conservatori in Inghilterra, tra il 1830 e il 1930.

Fonte: http://www.gpeano.org/~ipertesti/le-macchie-solari/


Luca

[Nero74]

Bene! dopo questo Breve Preambolo Ci addentriamo nel vivo della Discussione e cioè capire come il Sole con le Sue Attività Cicliche (vedi Cicli Solari...) possa determinare in Maniera Rilevante e Principale, il Clima Globale... 

Insomma, questo Sole è Parte Determinante della Vita del Nostro Pianeta e tale è la sua Attività Ciclica... apportando Importanti cambiamenti Climatici con Tempi Indicativamente Stimati nell'Ordine che vanno dai 10/15 anni a gli Oltre 25/30 anni a seconda del Tipo di Ciclo o del Tipo di Gruppi di Sottocicli... (Non sapevate di questa cosa? )

E bene si! Esistono anche i Sottocilci... ma Andiamo per Ordine e cerchiamo Prima di Capire come, in che Modo e soprattutto in Quali Tempi si hanno Determinanti Cambiamenti Climatici in Conseguenza dell'Attività Solare...


Tanti si Chiedono in quanto Tempo e in che Modalità l'Attività di un Ciclo Solare possa avere Effetti sul Clima Terrestre... e vi posso affermare in base ad anni di Osservazione e Studi Scientificamente Certificati, che ci vorranno almeno 10-15anni...(il minimo Osservato per un Influenza Indotta e Globale...)... 
 Primo, perché gli oceani hanno tempi lunghi di raffreddamento generale e poi successivamente si incominceranno a modificare le dinamiche globali della Troposfera...

Comunque andiamo per Gradi...


Continua...



Luca

[Nero74]

questo è ciò che si Diceva un po di Tempo fa non molto Lontano...


Minimo solare prolungato? Ecco cosa potrebbe accadere e cosa sta già accadendo... (prima parte)



 Le oscillazioni dell'attività solare incidono sulla nostra atmosfera in modo determinante ma in stadi ben distinti con conseguenze immediate e future.
 Il Sole è ancora sprofondato nella sua beata pigrizia letargica.
Anche se noi non ce ne accorgiamo, dato che l'energia globale irradiata è pressochè costante, la mancata attività maculare della nostra Stella si ripercuote in modo determinante sul nostro clima e sulle vicende atmosferiche.
 Ma se l'energia rimane quasi costante cos'è che influisce sul clima terrestre? Il campo magnetico solare.
 Quest'ultimo infatti si espande e si ritrae a seconda proprio delle varie fasi di attività massima o minima e causa reazioni immediate a livello dei processi di formazione delle nuvole.
 In altri termini, le varie oscillazioni periodiche che caratterizzano l'attività solare hanno ripercussioni a gittate differenti anche sul nostro clima.
 L'impatto sulle temperature globali ad esempio, necessita di tempi piuttosto lunghi affichè la Natura trovi nuovi equilibri e un nuovo assetto.
 Ciò significa che il minimo solare undecennale, il cosiddetto ciclo di Schwabe, non comporta una immediata discesa delle temperature.
Lo stesso dicasi per il ciclo di Hale, ciclo che identifica la polarita delle macchie solari, polarità che si inverte circa ogni 22 anni.
 Ma allora come incidono i cicli solari a corto raggio sul nostro clima? Oltre alla già citata modifica alle caratteristiche nuvolose dell'atmosfera, vi sono altri processi dimostrati a mezzo di numerosi studi, che portano in relazione i due cicli solari citati con l'assetto delle temperature superficiali degli oceani.
 Gli oceani si riscaldano o si raffreddano a seconda dei cicli solari? Per inquadrare correttamente la questione e rimanere comunque su una terminologia semplice e comprensibile possiamo citare i risultati degli studi compiuti dall'Institute for Research of Solar Activity, capeggiati dal canadese Theodor Landscheidt.
 In modo particolare è emerso che il fenomeno di El Niño e La Niña (temperature del Pacifico equatoriale e grande motore della circolazione climatica globale) può essere messo in relazione con l'inversione del campo magnetico solare secondo il noto ciclo di Hale.
 Ogni 22 anni circa dunque, quando il ciclo è al minimo, le acque el Pacifico equatoriale risultano più fredde e prevale quindi il fenomeno de La Niña.
 Una analoga relazione è stata appurata con le acque del Pacifico boreale (la cui temperatura è identificata dall'indice PDO), dove le relative temperature mostrano una oscillazione decennale in sintonia sia con il ciclo undecennale di Schwabe che con quello di 22 anni di Hale.
 Fatto curioso è che anche l'Atlantico sembra risentire di questa ciclicità decennale con il suo indice delle temperature noto come AMO (fine prima parte).

Fonte: www.meteolive.it



Luca

[Nero74]

Minimo solare prolungato? Ecco cosa potrebbe accadere e cosa sta già accadendo... (seconda parte)



 Nella prima parte abbiamo visto come i cicli solari siano in grado di modificare i bilanci termici degli oceani.
 Abbiamo visto in particolare cosa accade con il ciclo dell'ENSO (El Niño e La Niña), con l'indice PDO (Oscillazione decennale delle temperature del Pacifico settentrionale) e con l'indice AMO (oscillazione multidecennale delle temperature dell'Atlantico).
 Avvicinandoci ora al nostro Continente ecco che lo scienziato canadese Theodor Landscheidt ci fa sapere che perfino la pressione atmosferica guidata dal noto indice NAO (la pressione atmosferica misurata ai due capi dell'Atlantico)presenta picchi o cavi d'onda che seguono rispettivamente il magnetismo ventennale del Sole.
 Ma allora per assistere ad un cambiamento climatico che ci porti fuori dal cosiddetto Global Warming occorre attendere decenni? Non esattamente.
 L'andamento dell'attività solare ha ripercussioni anche nell'immediato.
 L'attuale prolungato minimo ad esempio sta apportando sostanziali modifiche dell'assetto circolatorio generale dell'atmosfera.
 L'osservazione è corredata da numerosi studi a riguardo grazie ai quali siamo in grado di affermare che la presenza o meno di brillamenti solari può causare un aumento o una diminuzione delle radiazioni di tipo UV che giungono sul nostro Pianeta.
 Le variazioni dei raggi UV modificano l'assetto chimico della stratosfera e vanno di seguito a modificare anche la posizione degli anticicloni subtropicali.
 In fasi di massimo solare questi ultimi, legati alla nota circolazione schematica delle latitudini tropicali nota come "Cella di Hadley", tendono a espadersi invadendo anche le latitudini temperate.
 Per qusto motivo negli ultimi anni il Mediterraneo è stato molto spesso preda dell'alta pressione nord-africana.
 Viceversa in fasi di minimo la circolazione legata alla cella di Hadley si contrae e con essa anche la banda degli anticicloni subtropicali i quali arretrano permettendo l'ingresso delle perturbazioni atlantiche.
 In sostanza di fatto si abbassa la linea delle correnti occidentali delle medie latitudini nota agli addetti ai lavori come "storm tracks".
 Questo sta di fatto già accadendo anche sull'Italia con un mutato assetto precipitativo che ha visto il ritorno delle piogge atlantiche (e non solo) sulle nostre regioni settentrionali e una piovosità in qualche caso aumentata anche sulle altre regioni a causa dell'aumentata ciclogenesi sul Mediterraneo.
 Il Mare Nostrum infatti è spesso diventato sede di depressioni che si staccano dai flussi alantici e il cui sviluppo non viene più ostacolato dalle alte pressioni.

Fonte: www.meteolive.it


Luca

[Nero74]

Il minimo di Gleissberg

Il ritardo con cui il ciclo solare 24 si stava manifestando aveva riportato l’attenzione sul ruolo dell’astro quale motore del clima terrestre: una più approfondita conoscenza di tali connessioni potrebbe infatti rimettere in discussione alcune idee circa il GW(riscaldamento globale) di origine antropica. Di qui le ricerche e gli studi, attraverso cui la comunità scientifica si sta interrogando; in particolare, si cercano le prove riguardanti il minimo di Gleissberg che, se avesse fondamento nei suoi presupposti teorici, potrebbe condurre la Terra a un accentuato raffreddamento. Alla base dei nuovi scenari sta il comportamento del Sole negli ultimi anni: non è chiaro cosa stia avvenendo, e ciò è motivo di interpretazioni diverse, che qui si riassumono per sommi capi.Debolezza del ciclo 24
Il 4 gennaio 2008, alle alte latitudini solari, è comparsa una macchia a polarità invertita, indizio del nuovo ciclo, il 24º dal 1755, anno da cui inizia la classificazione numerica. Tuttavia l’attività dell’astro si è mantenuta bassa, al contrario delle attese, che indicavano un pronunciato massimo entro il 2010 (poi spostato al 2011, al 2012 e ancora oltre). Nell’ottica di tale massimo, ci si attendeva una progressiva crescita dell’attività solare; invece, il 2008 (266 giorni secondo i dati preliminari) è risultato l’anno con meno macchie (Spotless days) dal 1913, il 4º per scarsità dal 1849 in una classifica che vede, al 19º posto, anche il 2007 (163 giorni). Ciò ha fatto postulare che il ciclo 24 possa rassomigliare ai cicli di fine Ottocento – inizio Novecento, quando l’attività del Sole era meno marcata dell’attuale.Ampiezza del ciclo 23
Il 28 marzo 2008 la sonda SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) ha confermato l’apparizione sul Sole d’un gruppo di macchie della precedente polarità a latitudini equatoriali: per gli specialisti questa è la prova che il ciclo 23 non è ancora esaurito. In effetti, nel trapasso da un ciclo all’altro, la sovrapposizione fra il vecchio e il nuovo è cosa normale; tuttavia, se il ciclo 23, iniziato nel maggio 1996, non fosse terminato, starebbe per raggiungere l’ampiezza del ciclo 4 (1784-’98) confermando, almeno in parte, la teoria del ciclo di Gleissberg.
Detto ciò, si rendono necessarie alcune considerazioni aggiuntive. La scarsità di macchie solari di per sé non ha incidenza sul clima terrestre; esse non sono che un indicatore dell’attività magnetica dell’astro, nel senso che appaiono in numero elevato quanto più il Sole è attivo, e viceversa. È appurato che lunghi minimi solari, caratterizzati dalla scomparsa quasi totale delle macchie, sono coincisi con fasi fredde ultrasecolari, tant’è che «la corrispondenza tra due segnali non periodici, cioè i documenti della storia del clima e il profilo della variabilità solare nel lungo periodo, ben si adattano l’uno all’altro, quasi come una chiave e la sua toppa» [Eddy, pp. 195-196].
Se il ciclo 23 non è esaurito (si avvierebbe quindi a raggiungere i 13 anni), la corrispondenza col ciclo 4 (durato 13,6 anni) permetterebbe di formulare previsioni a lungo termine. Secondo la teoria di Gleissberg, cicli molto ampi (e il ciclo 4 è stato il più ampio tra quelli numerati) preludono a una fase di quiescenza solare (vedi nota), che si mostrerebbe nei cicli successivi, a partire dunque dal 24º o, più probabilmente, dal 25º. L’analogia è data dal minimo di Dalton (1798-1823), che si produsse coi deboli cicli 5 e 6 e che corrispose alla fase terminale della Piccola età glaciale, quando molte morene alpine raggiunsero il loro limite storico. Ma c’è un’ulteriore complicazione, fra le tante che rendono estremamente difficile interpretare il ruolo del Sole.Il ciclo perduto
Analizzando la scarsità di osservazioni successive al 1790 (imputate all’instabilità socio politica derivante dalla Rivoluzione francese), si è ipotizzato che l’apparente lunga durata del ciclo 4 sia stata, invece, il risultato della sovrapposizione di due cicli: uno denominato 3′ (1784-’93) e un debole, e non riconosciuto, ciclo 4 (1793-’99), circostanza che farebbe leggermente postdatare l’avvio del ciclo 5 (1799 in luogo del 1798). Il declino eccezionalmente lungo del ciclo 4 (fase catastrofe: 1791-’98) pertanto, sarebbe da inquadrare in modo diverso rispetto a quanto ritenuto finora [Usoskin, pp. 257 e 259].
A prescindere dalle implicazioni storiche e dai risvolti astrofisici che questa lettura può comportare, lo spunto riguardante le carenze della documentazione conduce a una riflessione circa il minimo attuale. Tra il 21 luglio e il 10 settembre 2008 si era creduto di archiviare una sequenza spotless di 51 giorni, che sarebbe stata la più lunga dal 1913 e la quarta dal 1849; l’osservatorio di Rimavská Sabota (Slovacchia) ha tuttavia riconosciuto un gruppo di macchie che hanno interrotto la sequenza al 20 agosto (31 giorni). Ciò non va a inficiare l’importanza del minimo attuale, ma apre anzi una questione cruciale, ovvero: quanto sono attendibili, secondo i parametri in uso, i minimi di fine Ottocento e inizio Novecento, per non parlare di quelli del XVII e XVIII secolo, quando le tecniche di rilevamento erano notevolmente meno affinate delle attuali? Quante altre macchie, del tipo di quelle messe in evidenza nel 2008, possono esser sfuggite agli
astronomi dell’epoca? Perciò: la fase di quiescenza odierna è esattamente confrontabile con quelle passate, oppure è sottostimata per via d’una più capillare capacità di controllo?
Nessuna risposta è al momento opportuna, anche perché gli stessi sostenitori delle implicazioni climatiche derivanti dall’attività solare mettono in luce una serie di incongruenze che ancora attendono una spiegazione.

Fonte: http://koroljov.splinder.com/tag/minimo+di+gleissberg




Luca

[Nero74]

«Se il Sole continuerà a restare senza macchie, sulla Terra potrebbe arrivare un freddo glaciale». Questa l’apertura di un articolo del Corriere della Sera del 7 ottobre 2008.

Per quanto riguarda il ciclo delle macchie solari, esiste un insieme di misure, dirette e indirette, che ormai ci hanno fatta capire molto di come e quanto il nostro astro ci scalda e quante macchie solari ci sono. Fra le più autorevoli previsioni sul ciclo delle macchie solari disponibile on-line c’è quella del Marshall Space Flight Center: il prossimo massimo è atteso fra il 2011 e il 2012.



Sono previsioni, hanno i loro margini di errori, ma non si brancola nel buio.

Nello studio del clima si è capito anche, certo con ancora dei margini di incertezza, come la variazione della forza del sole ha influito sul clima del pianeta negli ultimi millenni e degli ultimi secoli.

Uno degli ultimi studi ben fatti, quello di Lockwood M., Frohlich C. (2007) ha concluso che

Tutti i parametri del Sole che possono avere un’influenza sul clima negli ultimi 20 anni sono andati in una direzione opposta a quella richiesta per spiegare l’aumento osservato delle temperature medie.

Se si va più indietro, si vede che la forzante solare ha con alta probabilità influito sulle temperature del famoso periodo caldo medioevale (PCM) e della piccola era glaciale (PEG). La ricostruzione delle temperature più accreditata per gli ultimi 2000 anni mostra che le differenze fra le temperature medie nell’emisfero nord fra il PCM e la PEG sono state di circa 0.5-0.6 °C, distribuite in diversi secoli.

Uno degli ultimi importanti studio usciti più recentemente non ha cambiato le cose.

Dunque,

1) la probabilità che il sole rimanga senza macchie solari per tanti anni, tanto da innestare un’era glaciale, è molto molto basso.

2) con le loro variazioni normali le macchie solari saranno un fattore del tutto secondario sul futuro andamento delle temperature

3) le irregolarità possibili in ogni andamento ciclico non potranno cambiare più di tanto l’aumento futuro delle temperature. Atteso nel 2100 secondo le previsioni dell’IPCC in un range fra 1.8 e 4°C.



Una variazione delle macchie solari tipo quella del XVII secolo non porterà alcuna piccola era glaciale, al limite, ridurrà leggermente un riscaldamento comunque molto pericoloso per l’uomo e gli ecosistemi.

Secondo lo stesso Prof. David Hathaway, citato nell’articolo, l’attuale andamento delle macchie solari “It wouldn’t cause cooling, it just might decrease the rate at which the Earth is heating”

Conclusione: il rischio di passare dal supercaldo al superfreddo a causa delle macchie solari o della loro assenza è praticamente nullo. Non ci sarà la piccola era glaciale. Dopo l’episodio del maggio 2008, in cui era girato l’allarme per un raffreddamento dei prossimi 10 anni (vedi nomination del titolista de La Repubblica), un’altra volta è stato un infondato allarme per un presunto imminente freddo futuro a fare notizia. È come se, all’inizio dell’inverno, ci fosse una gran voglia di suonare l’allarme per il freddo. E si che di notizie sulle preoccupazioni per il riscaldamento futuro ce ne sarebbero come chiaramente evidenziato da una moltitudine di lavori scientifici...

Nell'Inverno 2008/2009 si guardava questo grafico:



 Guardate che questa non era una previsione, nel senso che non è stato il risultato di un modello matematico che parte da una serie di presupposti, i quali a loro volta riflettono le convinzioni scientifiche (o almeno si spera scientifiche) degli autori. E' un metodo puramente statistico di proiezione futura di una serie di dati temporale, che si basa esclusivamente sui dati precedenti. Chiaro che a mano a mano che nuovi dati arrivano, la proiezione cambia adattandosi ad essi. Da come è strutturato il grafico, suppongo (ma senza veramente saperlo) che si aspettino una distribuzione gaussiana delle fluttuazioni attorno all'andamento medio, e ricalcolino la posizione del minimo basandosi sul flesso del ramo discendente del ciclo 23. Solo che col prolungarsi dell'assenza di macchie o quasi, il flesso continua a spostarsi, e di conseguenza il minimo. Direi che se è come penso, matematicamente quel grafico non fa una piega.
Non rappresenta altro che l'andamento dei dati, assumendo che la distribuzione della frequenza delle macchie solari segua un andamento gaussiano ai due lati del massimo. E' una tecnica di analisi statistica correntemente... L'unico problema è che ovviamente un'analisi del genere può essere usata con intenti previsionali solo e solamente se il meccanismo in analisi (quale che sia):
1) veramente segua una distribuzione gaussiana;
2) che non subisca modifiche sostanziali...
Dico che è matematicamente corretto perché non è un modello previsionale, ma uno strumento di analisi "a posteriori" che si adatta al flusso dei dati della serie temporale. Nella fattispecie, direi che il secondo requisito, quello per cui il meccanismo non varia, al momento sembra essere venuto meno in un certo qual modo, e questo grafico perde la sua validità predittiva. Quello che è sbagliato è insistere ad usarlo per prevedere il prossimo massimo, data la situazione...

Vedendo i vecchi dati si nota che gli effetti sulle temperature terrestri, causate da un minimo prolungato, si hanno dopo circa 4-5 anni.
Bisogna però notare che al tempo dei vecchi minimi, la temperatura globale era inferiore ad adesso, quindi è possibile che evidenti cambiamenti si notino in un arco di tempo sensibilmente più lungo.... e comunque è già possibile notatre il raffreddamento del golfo del messico e dell'atlantico rispetto agli scorsi anni... chiamata Semplicemente "La Niña"... (passi Graduali)...

http://www.climalteranti.it/2008/10/10/voglia-di-superfreddo/




Luca

[Nero74]

Livingston e Penn Carta: "Le macchie solari potrebbe sparire entro il 2015".

Inserito il 2 giugno 2008 da Anthony Watts

Dal "I hope to God they are flat wrong department", ecco il riassunto di un breve articolo sulle  tendenze solari da William Livingston e Matthew Penn del National Solar Observatory(http://www.nso.edu/) di Tucson. E mi è stato inviato dal lettore Mike Ward.
Era già stata messa in Evidenza su questo Giornale la notizia il 21 maggio dello stesso anno(http://wattsupwiththat.wordpress.com/2008/05/21/sunspot-cycle-more-dud-than-radiation-flood/)
Ecco la carta completa(http://wattsupwiththat.files.wordpress.com/2008/06/livingston-penn_sunspots2.pdf) , e di seguito sono alcuni estratti:
Estratto: Abbiamo osservato i cambiamenti nella temperatura linee spettroscopiche sensibili molecolare, nella frammentazione magnetico di una linea Fe I, e in continuo la luminosità di oltre 1000 delle macchie solari umbrae 1990-2005. Tutte e tre le misurazioni mostrano andamenti coerenti, in cui le parti più scure del umbra macchie solari sono diventati più caldi (45K all'anno) ed i loro punti di forza del campo magnetico sono diminuite (77 Gauss per anno), indipendentemente dal normale ciclo di 11 anni delle macchie solari. Una estrapolazione lineare di questi trend suggerisce che le macchie solari pochi sarà visibile dopo il 2015.



Figura - 1. Esempio di spettri delle macchie solari dal set di dati. La linea tratteggiata è da un macchie solari osservate nel giugno 1991, e la linea continua è stata osservata nel gennaio 2002. Questi forniscono esempi delle tendenze evince dai dati, dove le linee OH molecolare diminuzione della forza nel corso del tempo, e la scissione magnetico della linea Fe diminuisce nel tempo. Un modello splitting magnetico per la linea di gennaio 2002 Fe di 2466 Gauss viene mostrato, mentre il giugno 1991 spettro mostra scissione da un campo di Gauss 3183



Figura 2. - La profondità linea di OH 1.565,3 nm per i punti individuali. La traccia superiore è il numero delle macchie solari lisciata mostrando il passato e attuali cicli delle macchie solari, il cambio linea OH profondità sembra diminuire senza problemi indipendentemente dal ciclo delle macchie solari.



Figura 3. - Una misura lineare per osservare i campi magnetici estrapolato al valore minimo osservato per umbrale campi magnetici; di sotto di una intensità di campo di 1500G, misurato con la linea Fe I 1564.8nm non si riscontrino fotosferica oscuramento.



Figura 4 - Una forma lineare per i valori osservati contrasto Umbral, estrapolati per dimostrare che entro il 2014 la media umbrae avrebbe la stessa luminosità del Sole silenzioso.
Scrivono: Sunspot umbrale campi magnetici mostrano anche sistematici cambiamenti  temporali durante il periodo di osservazione come dimostrano gli spettri di esempio nella figura 1. L'infrarosso Fe 1564,8 nm è un campo favorevole diagnostico in quanto i cambiamenti linea forza meno di un fattore due tra la fotosfera e umbra spot e la separazione Zeeman magnetico è completamente risolto per tutti umbrae macchie solari. In un grafico a istogramma della distribuzione dei campi magnetici umbrale che osserviamo, 1500 Gauss è il più piccolo valore misurato. Sotto di questo valore fotosferica campi magnetici non producono oscuramento percepibile. La figura 3 presenta i campi magnetici levigate da un punto 12 in esecuzione media dal 1998 al 2005. L'ordinata è scelto in modo che il 1500 G è il minimo. Un fit lineare al campo magnetico variabile produce una pendenza di 77 Gauss per anno, e intercetta l'ascissa a 2015. Se la tendenza attuale continua, questa data è quando le macchie solari scompariranno dalla superficie solare.

Auguriamoci tutti che si sbagliano, per un periodo epoca solare come il minimo di Maunder inducendo una piccola era glaciale sarà una catastrofe in tutto il mondo economico, sociale, ambientale, e moralmente.

Sono ancora molto preoccupato per il cambio di velocità apparente nel 2005 a un pianoro inferiore del geomagnetiche media planetari (Ap) indice, che ho tracciato qui sotto. Questo è qualcosa che non appare nel ciclo precedente:


clicca per ingrandire l'immagine

La cosa più interessante del geomagnetiche media grafico Indice Planetario di cui sopra è quello che è successo intorno ad ottobre 2005. Notate il forte calo l'indice magnetico e la continuità a livelli bassi, quasi come se qualcosa di "spento".

http://sohowww.nascom.nasa.gov/


I prossimi 2-3 cicli saranno molto bassi, attendibilità 90%!
Così è intervenuto il Dr. Vukcevic sull’MTG forum!
Number of eminent solar experts believe that the strength of polar magnetic fields at the time of SC minimum, is a precursor of intensity of the next cycle. According to the data from two solar observatory (Mount Wilson and Wilcox) over the last 40 years strength of the polar fields has been steadily declining, at current minimum at its lowest value recorded. This indicates that next cycle is going to be low, further more; decline is going to continue for at least next 2-3 cycles (projected probability more than 90%).
This is in line with the predictions by Livingston and Penn.

Secondo quindi la teoria che ad un campo magnetico solare basso corrisponde un ciclo debole, il Dr.Vukcevic applicando la sua formula matematica, prevede che non solo il ciclo 24 ma anche il 25 e forse anche il 26 saranno dei cicli molto deboli, portandoci direttamente a condizioni similari o forse anche più sorprendenti di quelle avutesi durante il Minimo di Dalton, dato che poi l’ultima riga della citazione scomoda 2 mostri sacri come Livingston e Penn che dal 2015 prevedono la scomparsa totale delle macchie solari dal sole!



Categories: previsioni cicli solari(http://daltonsminima.wordpress.com/category/previsioni-cicli-solari/) Etichette: Minimo di Dalton(http://daltonsminima.wordpress.com/tag/minimo-di-dalton/), Vukcevic(http://daltonsminima.wordpress.com/tag/vukcevic/).
Ancora il Dr. Vukcevic e la sua formula matematica…


 
Fonte grafico: ( clicca qui per vedere il grafico ingrandito )

Il grafico di cui sopra non è altro che un estensione del precedente postato qualche articolo fa qui sotto. Sono presenti tutti gli ultimi grandi minimi dal 1000 D.C. ad oggi. Notare come le successioni di codesti minimi seguano una certa cadenza storica che Vukcevic ha cercato di spiegare con l’ormai sua celebre formula matematica che appare sotto al grafico stesso… Non c’è che dire, la correlazione è altissima, stiamo entrando in un nuovo minimo di Dalton…???

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Ed ecco anche la previsione del Dr. Vukcevic



Fonte:

Secondo la teoria elaborata dallo studioso Serbo-Britannico, la successione dei cicli solari segue una precisa legge matematica che ha trovato grande corrispondenza nei cicli passati, e con la quale quindi è possibile tracciare una previsione futura. Nello specifico, Vukcevic pensa che il ciclo 24 sarà un ciclo medio-basso (75-84 SSN), non tanto lontano ad esempio a ciò che prevede lo stesso Svalgaard, mentre i prossimi 2 cicli cioè il 25 e il 26 molto deboli!

Oggi il sole mostra delle timide macchiette nell’emisfero settentrionale, siamo sempre alle solite, credo che le conteranno, ma soli 50 anni fa non l’avrebbero mai fatto…

Aggiornamento in corso durante la giornata…

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Luca

[Nero74]

L’imminente Grande Minimo di Attività Solare (Prima Parte)

Premessa

Il testo seguente è una traduzione di un articolo apparso di recente sul Journal of Cosmology, http://JournalofCosmology.com. Scopo della traduzione è esclusivamente quello di far conoscere il contenuto dell’articolo a chi non ha particolare dimestichezza con l’inglese, in particolare con la terminologia scientifica. Non conosco gli autori, tuttavia la fonte mi è parsa seria. Le argomentazioni non sono facili da comprendere, occorrono buone conoscenze di matematica e fisica. Le conclusioni sono invece ben comprensibili e nette. Lascio comunque a voi valutare, sperando che la traduzione sia sufficientemente fedele al testo originale da non averne modificato il senso. Ho lasciato i riferimenti contenuti nella sezione delle referenze, che potete trovare al link presente a fine articolo, qualora voleste approfondire il tema.


Riassunto

Di seguito si riportano in sintesi recenti scoperte circa le periodicità della tachocline (fascia interna alla superficie della nostra stella) solare e le loro interpretazioni fisiche. Queste ci portano a concludere che la variabilità solare sta attualmente entrando in un Grande Minimo, che è un episodio di attività solare molto bassa, di durata non inferiore ad un secolo. Conseguenza di ciò è un aggiornamento della nostra precedente previsione sulla forza del presente ciclo di Schwabe (n. 24). Il massimo sarà ritardato (metà 2013) con un sunspot number pari a 55.

1. Introduzione

Si ritiene che l’attività solare sia associata al cambiamento climatico (De Jager and Duhau, 2009; De Jager et al., 2010; Miyahara et al., 2010). L’attività delle macchie solari può essere riassunta nei due emisferi solari ed esse appaiono fluttuare secondo cicli di 11 anni (cicli di Schwabe, ndr). Comunque, episodi prolungati di ridotta attività delle macchie solari, come il Minimo di Maunder (così nominato in onore dell’astronomo solare Edward W. Maunder), erano collegati con chiarezza ad un episodio di estremo raffreddamento ed inverni caratterizzati da freddo pungente in Europa e Nord America, noto come la “piccola era glaciale.”



Figura 1. Una macchia del ciclo 23 (presso l’equatore) e la prima macchia del ciclo 24 (in alto). (4 Gennaio 2008). (Ad onor del vero, David Hathaway aveva riconosciuto come appartenente già al ciclo 24 una macchia apparsa nel 2006, ndr)

Le previsioni del massimo “sunspot number” (Rmax) per l’attuale ciclo 24 spaziano da valori estremamente elevati, attraverso valori intermedi, fino a valori estrememente piccoli (si veda De Jager and Duhau, 2009). Le previsioni di quest’ultimo tipo possono condurre ad un altro episodio di Grande Minimo (Miyahara et al., 2010).

Le previsioni contrastanti possono essere dovute alla possibilità che, attualmente, il sistema della dinamo sia sottoposto ad una transizione caotica dal Grande Massimo del 20° secolo ad un altro regime (Duhau, 2003; De Jager and Duhau, 2009).

Specificamente, sebbene i suoi meccanismi di dettaglio siano sconosciuti, la dinamo solare genera il campo magnetico del Sole tramite una corrente elettrica circolare che fluisce in profondità all’interno della stella. Il plasma solare è un ottimo mezzo conduttore (di elettricità, ndr). Nella tachocline, circa 200.000 km sotto la superficie, in presenza di un “seed field” (campo magnetico iniziale, ndr), si generano correnti a livelli dove differenti latitudini del Sole ruotano a velocità differenti, mentre interagiscono con moti convettivi che hanno origine in profondità, così amplificando forti campi magnetici (come specificato dalle leggi della magnetoidrodinamica). Come il ciclo delle macchie, la dinamo solare si inverte ogni 11 anni, e questo innesca dell’attività solare. Si ritiene che, durante il Minimo di Maunder, la rotazione del sole possa aver rallentato. Perciò, il comportamento futuro delle macchie dipende in larga misura dallo stato della dinamo solare durante la transizione (Lorentz, 1993).



Figura 2. Variazioni dell’attività solare che evidenziano il Minimo di Maunder.

Un metodo per predire il prossimo Grande Episodio, basato su precedenti risultati riguardo i modi di oscillazione della dinamo solare (riassunti in De Jager e Duhau, 2010) è stato introdotto da de Jager e Duhau (2009). Uno dei risultati è il riconoscimento di una transizione dal Grande Massimo del 20° secolo ad un altro Grande Episodio. Questa transizione è iniziata nel 2000 e ci si attende si concluda nel 2013 (2000 e 2013 sono rispettivamente l’anno del massimo del ciclo 23 ed il previsto anno del massimo del ciclo 24, ndr).

Basata sulla metodologia menzionata sopra e utilizzando nuovi dati per l’indice geomagnetico aa, si prevede che un Grande Minimo sia imminente. Di conseguenza, si prevede un prolungato periodo di relativo raffreddamento globale. Si descrivono di seguito i relativi meccanismi.

2. Variabilità solare e il Diagramma di Fase.

La variabilità solare è dominata dalle due principali componenti del campo magnetico solare: i componenti toroidale e poloidale del campo magnetico del tachocline, che è uno strato di spessore pari a circa 30.000km, situato grosso modo a 200.000km sotto la superficie solare. Poiché questi campi interni non sono direttamente osservabili, mentre le osservazioni dirette dei campi equatoriale e polare sono disponibili solo per un periodo di tempo limitato, si necessita di approssimazioni per queste componenti di campi magnetici.

Un’approssimazione per la forza del campo magnetico toroidale è Rmax, il numero massimo di macchie in cicli di Schwabe successivi (Nagovytshin, 2005); cfr. Fig.3a. Con riferimento al componente del campo poloidale, è stato suggerito da Russell (1975), Russell e Mulligan (1995), e Duhau e Chen (2002), che un’approssimazione per la forza del campo poloidale massimo è aamin,, il valore minimo del componente magnetico aa. I dati di aa sono basati su misure simultanee della forza del campo terrestre a Greenwich (UK) e Adelaide (Australia). La prima serie, dal 1868 (Mayaud, 1975), fu estesa fino al 1844 (Nevanlinna e Kataja, 1993), mentre dati migliori, a partire dal 1868, sono stati forniti da Lockwood (priv.com.), cfr. Fig. 3b.



Fig. 3. Valori di Rmax dal 1610 (a) e aamin dal 1844 (b). I dati di Rmax da prima e dopo il 1705 sono rispettivamente il numero di Wolf e il cosiddetto “Group Sunspot Number” (Hoyt and Schatten, 1998; Rg sunspot number dei gruppi di macchie, ndr), mentre i dati di aa sono forniti da Nevanlinna e Kataja (1993) e Lockwood (priv. comm.). Le linee orizzontali sono le coordinate del punto di Transizione (vedi testo). Gli incroci rappresentano rispettivamente: (a) i valori previsti per il massimo del ciclo 24 (67 ± 17) e (b) the precedente indice geomagnetico aamin (9.8 ± 1.2) nT (previsione di De Jager e Duhau, 2009). I triangoli in (a) e (b) sono rispettivamente il nuovo valore previsto di Rmax per il ciclo 24 (vedere sezione 4) e il valore medio annuo osservato di aamin centrato a metà del 2009 (8.7 nT). M, R ed H si riferiscono ai tipi di Grandi Episodi che si verificano tra gli anni indicati dalle linee verticali. D si riferisce al Minimo di Dalton.

Per lo studio della storia della tachocline solare ha senso esaminare la variazione simultanea e la mutua dipendenza delle due approssimazioni. In quel senso, Duhau e Chen (2002) hanno introdotto un diagramma di fase nel quale Rmax è rappresentata come una funzione di aamin. Il suo studio conduce ad una interessante conclusione: appare (Duhau e Chen, 2002; Duhau e De Jager, 2008) che, al momento della transizione da un Grande Episodio ad un altro, le due approssimazioni assumono valori ben definiti che sono chiamati “Punto di Transizione”. Questo punto si ricava dal comportamento (vedi Figg. 3a e 4) di un componente di lungo periodo, definito come la somma della tendenza lineare e le periodicità delle componenti di “wavelet” (funzione per la rappresentazione di serie temporali,che può essere scomposta in un certo numero di funzioni elementari, ndr) nelle parti superiori delle bande di Gleissberg e Suess (de Vries).

Nella figura 3a viene mostrata una sequenza completa dei tre tipi di Grandi Episodi che si sono alternati durante l’ultimo millennio (Duhau e de Jager, 2008). Questi episodi sono il Grande Minimo (M: 1620 – 1724), le Oscillazioni Regolari (R: 1724 – 1924) e il Grande Massimo (H: 1924 – 2009). Durante questi tre periodi Rmax e aamin erano rispettivamente sotto, oscillando intorno, e sopra il livello del punto di transizione. Come si vede nel diagramma di fase (Fig. 4), la variazione di lungo termine è costituita da una successione di ellissi chiuse attorno al punto di transizione. Questo ciclo secolare è chiamato il ‘Ciclo di Gleissberg’.



Fine prima parte



Luca

[Nero74]

L’imminente Grande Minimo di Attività Solare (Seconda Parte)

3. Cicli solari; origine fisica delle periodicità oltre il Ciclo di Hale.



Figure 4. Diagramma di Fase della tendenza di lungo periodo, per l’intervallo compreso tra il 1705 ed il 1880. Le linee verticali ed orizzontali attraversano le coordinate del “punto di transizione (10.34, 93.38) . La linea sottile nel diagramma di sinistra (1705-1724, ndr) corrisponde all’estremità ascendente del Minimo di Maunder. La linea spessa in entrambi i diagrammi corrisponde all’Episodio Regolare, del periodo 1724-1924. I versi di percorrenza sono sempre antiorari. I dati relativi ad aamin precedenti il 1844 sono un’estrapolazione di Nagovitsyn (2006).

La variabilità del comportamento solare presenta periodicità caratteristiche. Tra queste, le più importanti per il presente studio sono note come la periodicità di Hale (17 – 32 anni), la Lower Gleissberg (34 – 68 anni), la Upper Gleissberg (72 – 118 anni) e la Suess (De Vries) ( ≈ 205 anni) (per uno studio generale, vedere De Jager, 2005). Queste periodicità richiedono un’interpretazione fisica. Si nota che il Minimo breve tipo Dalton, verificatosi attorno al 1810, non compare nel ciclo di Gleissberg (vedere figura 4). Questa osservazione suggerisce che i minimi di Maunder e di Dalton abbiano origini fisiche differenti.

Perciò, si procede ad uno studio più approfondito delle periodicità solari e tramite questo studio di intende evidenziare le differenze tra le caratteristiche delle periodicità di sistemi vincolati (da legami energetici, come ad esempio quelli che legano protoni ed elettroni, oppure un pianeta ai suoi satelliti, ndr) e sistemi aperti, di sistemi lineari e sistemi non lineari. E’ necessario specificare le differenze per dare un’interpretazione fisica alle osservazioni. I modi di oscillazione di sistemi vincolati lineari e stazionari sono costituiti da funzioni armoniche; perciò qualsiasi oscillazione di questi sistemi è ben rappresentata dalla funzione base di Fourier. Ciò non è però vero per i sistemi non lineari con un confine non stazionario per i quali i modi di oscillazione cambiano con tempo, sia in termini di frequenza che di ampiezza. Per descrivere le oscillazioni in tale tipo di sistema è necessaria una cosiddetta “base function of compact support” (funzione i cui valori sono pari a zero o trascurabili al di fuori di un certo intervallo, ndr). Nel caso di variabilità solare gli eventi importanti sono quelli nei quali le periodicità dominanti cambiano bruscamente col tempo, il che avviene durante una transizione caotica. Ciò indica che, al momento di una transizione si verifica un brusco cambiamento in qualche condizione al contorno. Come conseguenza le modulazioni di ampiezza del ciclo delle macchie solari sono costituite da una successione di ‘episodi quasi-armonici’. Questi sono episodi durante i quali la modulazione dell’ampiezza del ciclo delle macchie solari è una sovrapposizione di modi di oscillazione i quali hanno ampiezze molto variabili ma lunghezze quasi costanti. Queste oscillazioni si chiamano ‘quasi-armoniche’.

La modulazione di ampiezza del ciclo di Hale può essere suddivisa in un ciclo e due modi quasi-armonici. Questi sono il ciclo di Gleissberg, come definito in Sezione 2, una oscillazione semi-secolare e la sua prima quasi-armonica e l’oscillazione bi-decadale (vedi Fig. 5), contenenti rispettivamente le periodicità temporali variabili nella banda Lower Gleissberg e Hale. Questi modi possono essere collegati alle parti simmetriche e asimmetriche, rispetto all’equatore solare, di un identico fenomeno, probabilmente le oscillazioni torsionali della tachocline. Oscillazioni torsionali dello strato convettivo sono state effettivamente osservate nei dati eliosismici (per una loro trattazione, vedere Howe, 2009). A causa della conservazione della massa e del momento angolare, essi devono essere visibili anche nel flusso meridiano (vedere ad es. Shibahashi, 2006).

Attribuire un’interpretazione fisica al ciclo – variabile – di Gleissberg è più difficile ma più probabilmente questo ciclo è un ciclo “inertial spin”, se esso appare avere il suo fondamento nelle vibrazioni della rotazione del nucleo interno e della zona convettiva (a causa della conservazione del momento angolare) nelle coordinate di riferimento inerziali.



Figura 5: le componenti simmetriche ed asimmetriche delle oscillazioni torsionali della tachocline come si possono vedere rispettivamente nelle oscillazioni semi-secolari (linea spessa) e bi-decadali (linea sottile). Queste si trovano nei dati di Fig. 5a. Nel 1620, 1788, 1880 e 1924 il percorso del ciclo di Gleissberg nel diagramma di fase è passato vicino all’origine (Duhau e De Jager, 2008) (esempi sono riportati in Fig. 3). Nel 1724 si verificò un improvviso calo di ampiezza del ciclo di Gleissberg, all’inizio di un Episodio Regolare (cfr. Figg. 3b e 6a).

Nel 1620 e nel 1924 il ciclo di Gleissberg è passato vicino all’origine e simultaneamente le oscillazioni semi-secolari e bi-decadali sono anch’esse passate lì vicino. In quei momenti il ciclo di Gleissberg ha improvvisamente incrementato la sua lunghezza e la sua ampiezza, evidentemente collegate rispettivamente ai Grandi Episodi di tipo M ed H. All’opposto, nel 1788 e nel 1880 il ciclo semi secolare fu forte e positivo. In quelle date il ciclo di Gleissberg il suo ciclo di ampiezza più debole, la quale è una caratteristica di un Episodio Regolare (cfr. Figg 3b, 5, 6a).

Nell’ambito dell’interpretazione suggerita dal presente articolo circa i tre modi della dinamo solare, si conclude che oscillazioni torsionali stabilizzano i movimenti del sistema costituito dallo strato tachocline-convettivo, portando ad un trasferimento di momento angolare in direzione latitudinale dal nucleo verso il tachocline.

Quanto appena suggerito conduce alla conclusione che, dopo una data transizione, l’ampiezza e la lunghezza del ciclo di Gleissberg dipendono fortemente dalla fase delle oscillazioni torsionali. Questa circostanza determina l’apparente evoluzione casuale della dinamo solare. Comunque, l’evoluzione della dinamo solare è determinata da una sequenza regolare di tre episodi quasi-armonici ben definiti, separati da transizioni caotiche molto brevi.

4. Previsione del prossimo Grande Episodio

In precedenza, si è presentata (Duhau e De Jager, 2009) una previsione di attività solare durante il ciclo di Schwabe numero 24, da poco iniziato. In quella previsione, si è indicato un massimo solare tardo (metà 2013) e debole (Rmax = 67). Questa attività solare notevolmente bassa fa sorgere la questione del comportamento dell’attività solare che ci si deve attendere nel lungo periodo. Per rispondere, si utilizza il diagramma di fase diagnostico, come descritto in Sezione 2. A titolo di correzione di uno studio precedente (De Jager e Duhau, 2009) si sono utilizzati i dati migliorati di aa per derivare migliori diagrammi di fase del ciclo di Gleissberg. Ciò viene presentato in Fig. 6 (sinistra) e mostra un comportamento significativo se comparato a quelli dei periodi precedenti, mostrati in Fig.4. Esso rappresenta una perfetta correlazione tra le componenti di lungo termine di Rmax ed aamin. Si nota che nell’anno 2009 il ciclo di Gleissberg cycle passa esattamente attraverso l’origine. In uno studio precedente degli stessi autori, si concluse che questo passaggio non sarebbe avvenuto (vedere Fig. 1 in De Jager e Duhau, 2009) e così fu previsto un Episodio Regolare, che sarebbe iniziato con un breve (circa mezzo secolo) minimo di tipo Dalton. Tuttavia, i nuovi dati inducono a prevedere un Grande Minimo. A rafforzare questa conclusione è il fatto che entrambe le oscillazioni, semi-secolare e bi-decadale, sono passate vicino all’origine nel 2009 (Figg. 5 e 6b). In più, come accaduto durante la transizione del 1924, il ciclo semi secolare passa attraverso il medesimo punto: (-0.045, 0.0) tre anni prima della data della corrispondente transizione (fig. 6 sinistra).



Fig. 6: Il notevole diagramma di fase del ciclo di Gleissberg per il periodo dal 1880 al 2009 (sinistra) e l’oscillazione semi-secolare per il periodo 1921-2009 (destra), ottenuti dalle nuove serie temporali omogeneizzate dell’indice geomagnetico aac (Lockwood et al. (priv. comm., 2009). I valori delle coordinate del punto di transizione sono stati sottratti dai dati normalizzati.

A supporto delle succitate conclusioni circa l’imminenza di un Grande Minimo si cita Makarov et al. (2010), i quali hanno mostrato che le latitudini di arresto (grosso modo le latitudini limite, superiore ed inferiore, del “butterfly diagram”, ndr) delle fasce di macchie solari gradualmente tendevano a decrescere durante le ultime decadi passate (cfr. Fig. 16 in De Jager e Duhau, 2010). Tale fenomeno fu interpretato dagli autori come una indicazione che un Grande Minimo potesse iniziare attorno al 2020 ~ 2030. La situazione attuale può essere comparata con quella attorno al 1620, quando il minimo di Maunder fu preceduto da cicli di Schwabe progressivamente sempre più deboli (cfr Fig. 2).

Il fatto che la porzione simmetrica delle oscillationi torsionali osservabili nella oscillazione semi secolare (vedere figura 5) abbia ancora una apprezzabile componente polare ( – 0.045 nT) indica che un campo iniziale (seed field) che punta verso sud è al livello della tachocline durante queste transizioni.

L’intensità del massimo solare che si verifica al termine di una transizione caotica dipende dal tipo di episodio che si sviluppa successivamente (De Jager e Duhau, 2009). Dopo la transizione del 2009 ci si aspetta si verifichi un episodio di tipo M oppure R. Perciò l’ampiezza del ciclo di Gleissberg sarà pari a circa tre volte quella precedentemente assunta. Pertanto ci si aspetta che il massimo del ciclo numero 24 sarà persino più debole rispetto alla previsione precedente, ovvero con un Rmax = 55.

5. Riassunto e conclusioni

Il sistema costituito dalla dinamo solare evolve secondo tre tipologie di episodi quasi-armonici, separati da brevi transizioni caotiche. Questi episodi sono ben rappresentati da una sovrapposizione di un ciclo e due modi quasi-armonici: il ciclo di Gleissberg, il semi-secolare e la propria prima quasi-armonica, le oscillazioni bi-decadali, attorno allo Stato di Transizione (Duhau e de Jager, 2008, De Jager e Duhau, 2009). Una transizione verso un Grande (M or H) Episodio si verifica solo quando i tre modi passano simultaneamente attraverso il punto zero (origine, ndr). In quel momento i movimenti dello strato tachocline-convettivo layer motions procedono secondo una simmetria nord/sud. Un’evidenza di tale moto è stata fornita dalle osservazioni di Mursula e Zeiger (2001), secondo cui il campo magnetico eliosferico si è modificato da simmetria verso nord a simmetria verso sud attorno al 1930, che rappresenta il termine della transizione iniziata nel 1924.

L’attività solare sta attualmente attraversando un periodo di transizione (2000 – 2013). Tale periodo sarà caratterizzato da un ciclo di Schwabe molto debole, che è iniziato da poco. A sua volta, questo ciclo precede un prossimo Grande Minimo, molto probabilmente di lunga durata.

I modelli di trasporto del flusso della dinamo (per una loro trattazione vedere Dikpati e Gilman, 2009) sembrano contenere tutti gli ingredienti necessari per effettuare simulazioni realistiche del comportamento della dinamo solar. Comunque, essi prevedono un ciclo solare numero 24 intenso (Dikpati et al., 2006), paragonabile a quelli verificatisi nel corso del recente Grande Massimo. Le osservazioni, invece, indicano che quell’episodio si è concluso (vedere De Jager e Duhau, 2010). Tali modelli assumono un’origine costante poloidale presso il bordo dello strato tachocline-convettivo. I loro risultati indicano che il fallimento di quel modello è dovuto al fatto che la condizione al contorno presso il bordo dello strato tachocline-convettivo cambia improvvisamente durante le transizioni, una possibilità che non è contemplata dai modelli di trasporto del flusso.

Tali condizioni al contorno che mutano durante le transizioni caotiche sono verosimilmente dovute ad un cambiamento improvviso dell’orientamento dei moti tachocline-convettivi con riferimento al campo residuo che si situa nel nucleo. Infatti, per far avviare il ciclo della dinamo, i modelli di trasporto del flusso della dinamo necessitano di un campo iniziale (seed field) presso il bordo dello strato tachocline-convettivo. Inoltre, un campo residuo sembra essere necessario per far sì che l’interno radiativo ruoti come un corpo rigido e le evidenze che questo campo sia orientato a sud sono state fornite fin da quando Cowling (1945) ne ha suggerito l’esistenza. (Per una sua trattazione si veda De Jager e Duhau, 2010; cfr. anche Mursula et al. 2001). La persistenza di un componente negativo del campo polare allo stato di transizione come riscontrato nel presente articolo, fornisce ulteriori elementi a queste conclusioni.

Ulteriori studi sulla fisica che suscita il ciclo di Gleissberg e delle oscillazioni torsionali dello strato convettivo osservato (per una loro trattazione vedere Howe, 2009) costituirebbero un notevole passo in avanti verso modelli di previsione dell’attività solare più attendibili.


Fonte: http://journalofcosmology.com/ClimateChange111.html



Luca

[Nero74]

Mie Osservazioni... :


 Chi Ipotizza la "Scomparsa delle Macchie Solari" dal 2015, in realtà dice "few sunspots will be visible from 2015" e cioè alcune Macchie saranno ancora Visibili, ma anche durante il Minimo di Maunder ogni tanto se ne vedevano e quindi se ne deduce che le stime al riguardo debbano essere Riviste perchè in Difetto...
 I due studiosi, Livingston e Penn Carta, hanno analizzato le Macchie tra il 1990 e il 2005 notando una progressiva perdita di Intensità nel loro Campo Magnetico(all'interno) e da quì hanno estrapolato un Trend secondo cui nel 2015 Molte Macchie non avranno più un'intensità Magnetica tale da essere Visibili  e da lì il risultato "Poche Macchie Solari Visibili"....

Comunque, Andiamo Avanti....

Continua...



Luca

[Nero74]

Un minimo solare che non finisce di stupire!

Negli ultimi giorni è comparsa una nuova macchia del vecchio ciclo solare, il 23. Ciò ribadisce ancora una volta l'eccezionale durata di questo minimo solare e apre nuovi ed interessanti scenari previsionali.


Previsione dei prossimi cicli solari elaborata dal dott. Vukcevic.

Aldo Meschiari: 13-02-2009 ore 19:20
La durata di questo minimo solare ha preso di sorpresa tutti, a partire dagli studiosi più accreditati.
Tant'è che ha costretto i principali centri di studio internazionali a rivedere le proprie previsioni riguardo alla durata ed alla intensità del ciclo 24, da poco iniziato.
Come abbiamo già più volte ricordato su queste pagine, il ciclo solare di base, detto di Schwabe, ha una durata media di circa 11 anni, passando da un periodo caratterizzato da un numero di macchie minimo ad uno massimo. Il cambio di polarità delle macchie ci permette di distinguere a quale ciclo appartengano. Ovviamente l'intensità del ciclo verrà determinata dal numero medio di macchie solari, ma anche dalla sua durata. Si è visto infatti che a cicli più lunghi corrispondono anche numeri inferiori di macchie avvistate.

Ora il passaggio dal ciclo 23 al ciclo 24 sembra presentare non poche difficoltà.
Se è vero che ufficialmente il ciclo 24 è iniziato, è altresì vero che il ripresentarsi di macchie del ciclo precedente, seppure normale nei passaggi ciclici, indica un probabile protrarsi di condizioni solari deboli. Intendiamo dire che l'energia che giunge dalla nostra stella, misurata secondo vari indici solari tra cui i più importanti sono il Solar Flux (che misura l'energia elettromagnetica solare che arriva sulla Terra) e il Planetary A index (che misura l'interferenza del campo magnetico solare su quello terrestre) continua ad essere molto inferiore all'intensità a cui il secolo XX ci aveva abituato.

Che nel secolo precedente il nostro il Sole avesse espresso una notevole potenza energetica era cosa risaputa da tempo. Secondo alcuni studiosi probabilmente si è trattato del Sole più attivo da almeno 1.000 anni. Ovvio che ciò non può non avere avuto importanti ripercussioni sul clima terrestre, sistema termodinamico aperto che senza la sua fonte energetica primaria sarebbe destinato a repentina e totale entropia. Il vero problema è quantificare sia in termini assoluti, sia in termini percentuali quanto abbia pesato nel recente Riscaldamento Globale tale intensa attività solare, soprattutto in confronto con quella che definisco la Causa Antropica, che riguarda soprattutto i GHG (Gas Serra), ma anche la gestione del territorio (urbanizzazione, deforestazione, ecc.) strettamente collegata all'Albedo terrestre.

Il Sole ci fornisce l'energia affinché il sistema possa continuare a funzionare, valutabile in circa 1365 W/mq, valore che rappresenta la media delle misurazioni a livello dell'Atmosfera esterna.
Ma come ogni stella, il Sole non è bloccato, come lo erano i pianeti e le stelle nel Sistema Tolemaico, in sfere perfette di metallo prezioso. Il Sole pulsa, è soggetto a variazioni di natura elettro-magnetica, della cui natura e origine sappiamo ancora molto poco. Queste variazioni nei tempi brevi sono davvero molto esigue, dell'ordine di meno di un punto percentuale. Ma in fisica il concetto sia di esiguità che di precisione nella misurazione è davvero relativo e allo stesso tempo determinante. Ciò che in termini assoluti può sembrarci irrisorio, quanto potrebbe pesare nella gestione di un sistema non lineare e complesso come quello climatico terrestre?

Questo minimo eccezionale, il più lungo da circa un secolo, ci offre la straordinaria occasione di valutare meglio quanto pesa il Sole nel mutamento climatico.

PS
Come avrete potuto notare, ho inserito un grafico predisposto dal dott. Vukcevic.
Tale grafico è una previsione che questo studioso ha elaborato sulla durata dei prossimi cicli solari, calcolata in relazione all'intensità del campo magnetico solare. Si può vedere chiaramente come il dott. Vukcevic preveda una lunga fase di bassa o bassissima attività solare, paragonabile ai Minimi di Dalton o addirittura di Maunder. Ovviamente si tratta di una previsione legata ad una teoria, ma se dovesse verificarsi andrebbe di certo incontro ad una progressiva diminuzione dell'energia entrante le cui conseguenze andranno valutate con attenzione.

Aldo Meschiari - Nuovo forum, nuovo sito: www.mtgforum.it



Luca