کمینه گراند، آیا ما اکنون در آغاز ورود به یک دوره کاهش فعالیت خورشید برای چندین دهه هستیم ؟ !

---

سیر فعالیت خورشیدی (Solar Activity) ۤدر یک چرخه تقریبا 11 ساله تبیین می گردد. چرخه ای از رخدادها که با فراز و فرودهایی در تعداد و اندازه هر 11 سال یکبار تکرا می گردند. 

فعالیت خورشیدی به هر گونه فرآیند یا فعل و انفعالاتی همچون:

- لکه های خورشید (Sun Spot)

- بادهای خورشیدی (Solar Wind)

- شراره ها (flares)

- فوارن های تاج خورشیدی (Ejection Coronal Mass)

و...

اطلاق می گردد. 

لکه ها خورشیدی طوفان های مغناطیسی عظیمی هستند که نشان دهنده بخش سرد تر  و تاریک تر خورشید می باشند. در دوره بیشینه فعالیت خورشید ظهور لکه های خورشید انرژی بیشتری را نسبت به دوره کمینه ساطع می کند (حدود ۱ درصد یا بیشتر). نواحی روشن تر اطراف لکه ها انرژی بیشتری را ساطع می کنند به طوریکه تاریکی ناشی از لکه ها را جبران می نمایند. 

این چرخه 11 ساله همیشگی نیست ! 

 پس از پایان یافتن سیکل 23 فعالیت خورشید، دوران آرامش آن در سال 2007 آغا شد. سال 2008 آرام تر از آن چیزی بود که پیش بینی ها تا قبل از آن نشان می دادند. در این سال خورشید در حدود 73٪ فاقد لکه  بود که این کاهش فعالیت برای کمینه معمول یک چرخه خورشیدی نامعمول محسوب می گردد.

طی سال 2009 با یک تاخیر غیر عادی سر انجام از اواسط ماه سپتامبر گروه بزرگ لکه های خورشیدی پدیدار شد. گرچه پس از آن ریتم چرخه خورشیدی در روال قرار گرفت اما همچنان خورشید رفتارهای نامعمولی از خود نشان می دهد. به راستی دلیل این نابهنجاری چیست ؟

الف- کمربند های نقاله ای گازی 

که به طور مداوم ماده و مغناطیس را مابین درون و سطح خورشید جا به جا می کنند. به طور متوسط، چهل سال طول می کشد تا این کمربندهای نقاله ای یک دوره کامل بپیمایند.

سرعت حرکت کمربند گازی خورشید در سال 2004 به این طرف روند افزایشی را در پیش گرفته است. جریان درونی خورشید اما حکایت از وضعیت دیگری دارد. "راشل هاو" و "فرانک هیل" از رصدخانه ملی خورشید در ایالت آریزونا، از رصدهای انجام شده از آشفتگی های سطح خورشیدی که حاصل وقایعی نظیر زمین لرزه اما بر روی خورشید هستند، استفاده کرده اند تا به شرایطی که درون این ستاره وجود دارد پی ببرند. این گروه با تحلیل داده های به دست آمده از سال 2009 دریافته اند که همزمان با افزیش سرعت کمربند سطحی خورشید، سرعت در بخش های متناظر داخلی به شدت کاهش یافته است.

ب- سطح مغناطیس خورشید

میدان مغناطیسی خورشید در مرز مابین منطقه همرفتی و تابشی که به Tachocline موسوم است، پدیدار می شود. کمربندهای گازی به آرامی از استوای ستاره به سوی قطب‌های آن جاری شده و در مسیر خود میدان های مغناطیسی تضعیف شده مربوط به لکه های خورشیدی قدیمی را می روبند. اینان همچون بذری برای نسل بعدی لکه های خورشیدی عمل می کنند و در جایی ظاهر می شوند که حلقه های میدان مغناطیسی از سطح ستاره بیرون زده و دوباره به دورن باز می گردند.

"ویلیام لیوینگستون"، دهه هاست که در رصد خانه ملی خورشید در ایلات آریزونا به اندازه گیری قدرت میدان مغناطیسی خورشید مشغول است که با ایجاد حفره سطح خورشید شرایط را برای تکوین لکه های خورشیدی فراهم می آورد. سال گذشته وی وهمکارش "مت پن" اعلام کردند که بر مبنای مشاهدات آنان، از سال 1995 به این طرف، شدت میدان مغناطیسی لکه های خورشیدی به شدت کاهش یافته است. در صورتی که روند به همین ترتیب ادامه پیدا کند، تا پنج سال آینده، شدت این میدان ها به زیر حد آستانه مورد نیاز برای تشکیل لکه ها خواهد رسید.

بافعالیت خورشیدی میدان مغناطیسی خورشید تغییر می کند و هر 11 سال یکبار معکوس می گردد. چون بازگشت به حالت اولیه 22 سال طول می کشد چرخه مغناطیسی خورشید 22 سال می باشد نه 11 سال. 

خورشید علاوه بر چرخه معمول 11 ساله فعالیت خود دارای چرخه های طولانی تر و پیچیده تری نیز می باشد که از تعداد بسیار زیادی از چرخه های 11 ساله تشکیل شده است. طبق بررسی های صورت گرفته در طی یک دوره 100 الی 120 ساله خورشید وارد دوران های پر فعالیت و کاهش فعالیت می گردد. در طی این دوران پر فعالیت خورشید برای دهه ها و حتی قرن دارای فعالیت های شدید و بیشینه می باشد که در آن چرخه های 11 ساله دارای بیشینه و اوج های قدرتمند بوده و در نتیجه انرژی ساطع شده از خورشید فزونی می باشد. 

ما اکنون در اواخر یک سیکل 120-100 بیشینه فعالیت خورشید می باشیم که به بیشینه عصر مدرن (Modern Maximum) مشهور می باشد. 

در گذشته کمینه و بیشنه های اتفاق افتاده است:

1. کمینه هومریگ : بین سال های 950 الی 800 سال قبل از میلاد مسیح به مدت 150 سال به وقوع پیوست.
2. کمینه اارت (Oort): بین سال های 1040 الی 1080 میلادی بوقوع پیوست و بعد از آن بیشینه قرون وسطی (Medieval Maximum) بین سال های 1100 الی 1250 میلادی حادث شد. 
3. کمینه ولف (Wolf): در سل های 1280 الی 1350 میلادی رخ داد.
4. کمینه Sporer: بین سال های 1450 الی 1550 به ثبت رسید. 
5. کمینه نامفهوم (Maunder Minimum): در سال های 1645 الی 1715 میلادی رخ داد و در طی آن تعداد لکه های خورشیدی به تدریج کاهش یافته و فعالیت خورشیدی سیر نزولی را طی کرد. تشدید اثرات کمینه ماندر در شمال اروپا بواسطه همزمان شدن این دوران با عصر یخبندان کوچک (Little Ice Age) است که تراکم زمستان های سردتر از معمول بیشتر شده و دمای متوسط قاره اروپا بین 1 تا 2 درجه سانتی گراد کاهش پیدا کرد.            
6. کمینه دالتون (Dalton): بین سال های 1790 الی 1820 میلادی رخ داد. 
7. بیشنه عصر مدرن (Modern Maximum): از سال 1900 میلادی تا به امروز را در بر می گیرد.

از اواسط قرن 18 که محققان شروع به ثبت چرخه های خورشیدی کرده اند، 24 چرخه ثبت شده اند.در مقاله ای که در مجله ی اسپیس وِدِر(Space Weather) به چاپ رسید ران ترنر، کارشناس آب وهوای فضایی، نشان داد که در همه ی این مدت فقط 4 چرخه بسیار آرام تر از این چرخه شروع شده اند.او می گوید:«سه تا ازاین چرخه ها در کمینه ی دالتون، دوره ای با کمترین فعالیت خورشیدی در اوایل قرن 19، رخ داده اند.چهارمین آن ها خود چرخه ی شماره ی یک در حدود سال 1755 میلادی بوده است».

هرچه نور فرابنفش بیشتری به لایه استراتوسفر برسد، به منزله شکل گیری میزان بیشتری ازن است و ازن بیشتر باعث جذب بیشتر نور فرابنفش توسط استراتوسفر می شود. لذا در دوران افزایش فعالیت خورشیدی، استراتوسفر گرم تر شده و بر بادهای جاری در آن لایه تأثیر می گذارد. لاکوود می گوید:"میزان تغییرات در گرمای ورودی به استراتوسفر، بسیار بیشتر از تصور ماست." گرمای مضاعف استراتوسفر ممکن است در پس اثراتی باشد که تغییرات فعالیت های خورشیدی در شمال اروپا احساس شده است. در سال 1996 "های" نشان داد که دمای استراتوسفر می تواند بر جریان‌های هوای موجود در ارتفاعات بالا (جت استریم) که از سمت غرب به شرق اروپا در حرکت است، تاثیر بگذارد. 

مطالعات اخیر صورت گرفته توسط لاکوود، نشان می دهد که هنگامی که فعالیت خورشید کاهش می یابد، جت استریم های ارتفاعات بالا قابلیت آن را پیدا می کنند که با تبدیل شدن به موانعی عظیم، از نفوذ باد غربی به اروپا جلوگیری کرده (Blocking یا یندال یا بندآئی) و برای بادهای قطبی که از سوی سیبری می وزند امکان تسلط بر هوای اروپا را فراهم کنند.

مشخص شده که گرمایش زمستان ممکن است در رابطه با نوسانات لکه های خورشیدی و وارونه شدن الکوی بادهای استراتوسفری بر فراز مناطق حاره باشد که تحت عنوان نوسانات شبه دو سالانه (QBO) شناخته می شود (زیرا 2 سال طول می کشد تا بادها چرخه خود را کامل کنند). 

آینده فعالیت خورشید؟

تئودور لندشایدت (Theodor Landscheidt)  پیش بینی کرد کمینه فعالیت خورشیدی (کمینه گراند) از سال 1990 آغاز شده و اوج آن حدود سال 2030 حادث شده (که  ممکن است تاخر داشته باشد، اگر روند فعلی ادامه یابد) و تا 2070 تداوم یابد.

اگر رکود در رفتار خورشید در راه باشد و تا سال 2100 ادامه پیدا کند، براساس محاسبات صورت گرفته توسط "جورج فوئلنر" و "استفان رامستورف" در موسسه پژوهشی بررسی اثرات آب وهوایی در آلمان، متوسط دمای زمین 0.3 درجه سانتی گراد کاهش خواهد داشت.

آیا فعالیت کاهش اوج بیشینه فعالیت خورشیدی در سیکل 24 نسبت به سیکل 23 نشان دهنده ورود خورشید به یک دوره طولانی کاهش فعالیت می باشد ؟ 

آیا در سال های آینده باید منتظر پیامدها ناشی از کاهش فعالیت خورشید در آب و هوا جهانی باشیم؟

ما به درستی نمی دانیم.

باید زمان این پرسش ها را پاسخ دهد...