Una delle domande fondamentali per gli scienziati del clima è la misura in cui la produzione solare può variare in futuro. L'effetto onnicomprensivo del sole sull'atmosfera terrestre significa che anche piccoli cambiamenti nell'irradiazione possono avere implicazioni significative per il clima globale.

Però, gli scienziati possono solo ipotizzare la grandezza media della variabilità quando il sole si sposta da un ciclo solare di circa 11 anni al successivo. Hanno accumulato diversi decenni di osservazioni satellitari. Ma sebbene tali osservazioni siano progettate per essere precise, non sono del tutto accurati e non possono rivelare potenziali cambiamenti nell'emissione del sole durante eventi passati come il minimo di Maunder del 1600 e l'inizio del 1700, un periodo di attività delle macchie solari insolitamente bassa.

Se le osservazioni del sole non risalgono abbastanza indietro nel tempo per fornire dati sulla sua variabilità, quali opzioni sono rimaste?

Un team di ricercatori del National Center for Atmospheric Research (NCAR) e della Tennessee State University ha escogitato un nuovo approccio. Invece di concentrarti sul sole, hanno analizzato i dati esistenti da una serie di telescopi puntati su 72 stelle simili al sole. Applicando tecniche statistiche alle osservazioni, prese dal 1993 al 2017, hanno assemblato un'immagine della variabilità del sole che è statisticamente equivalente a osservazioni che risalgono al 1750.

"Questi set di dati a lungo termine di osservazioni stellari possono dire cose importanti sulle stelle, il Sole, e il clima terrestre, ", ha affermato lo scienziato NCAR Ricky Egeland, un coautore di un recente studio sulla ricerca. "Questo è il tipo di osservazioni che, se continuano, può migliorare la nostra comprensione fondamentale della variabilità solare e del clima terrestre".

Lo studio è pubblicato su Il Giornale Astrofisico .

Restringere la gamma

I risultati iniziali del team di ricerca indicano che le variazioni dell'irradiamento solare totale dal 1750 hanno una media di 4,5 watt per metro quadrato, o W m ^-2 (una misura standard utilizzata dagli scienziati del clima per misurare l'entità del riscaldamento solare dell'atmosfera terrestre).

Gli autori hanno avvertito che questo numero probabilmente diminuirà sostanzialmente con le osservazioni future perché, statisticamente, più a lungo viene misurata una variabilità, tanto meno la sua media cambia nel tempo nella maggior parte dei casi. (Per capire perché, immagina di calcolare la variazione media delle alte temperature giornaliere in una determinata città. Se misuri solo due giorni, uno in inverno con un massimo di 20 gradi e l'altro in estate con un massimo di 90, quindi la variazione media è di 70 gradi. Ma se continui a misurare negli stessi giorni per anni, quella variazione media scenderà a meno di un grado.)

La generazione di una stima accurata della variazione solare è fondamentale per comprendere l'impatto di diversi fattori sul clima globale. La variabilità solare è attualmente stimata attraverso estrapolazioni grezze che vanno da -0,3 a +0,1 W m ^-2 dal 1750 secondo estrapolazioni del Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici. In confronto, le emissioni sociali di gas serra negli ultimi anni hanno un impatto stimato sul riscaldamento di circa 2,2 W m ^-2 dal 1750, secondo l'IPCC.

La nuova tecnica potrebbe confermare la stima IPCC della variazione solare, o potrebbe essere usato per perfezionarlo.

"Utilizzando questo approccio, ottieni misurazioni delle stelle sempre più precise col passare del tempo, e ottieni un'idea migliore di come si comporterà una stella come il sole su scale temporali da 25 a 50 anni, tempi in cui i nostri figli saranno vivi", ha detto lo scienziato NCAR Philip Judge, che ha co-autore dello studio.

Gli autori hanno affermato che le osservazioni continue con la serie di telescopi fotometrici presso il Fairborn Observatory dell'Arizona forniranno migliori stime a lungo termine della variabilità solare.

"Questi set di dati unici rappresentano le misurazioni più precise esistenti della variabilità della luminosità nelle stelle simili al sole, ", ha affermato il coautore Gregory Henry della Tennessee State University, che ha dedicato gli ultimi 25 anni a effettuare queste misurazioni con la serie di telescopi robotici della TSU in Arizona. "Se possiamo continuare a fare queste osservazioni per un altro decennio circa, i nostri set di dati diventeranno ancora più preziosi per la ricerca per comprendere la variabilità climatica a lungo termine sulla Terra".