Quanto influiscono le variazioni del ciclo solare sul nostro sistema climatico? L'aumento della temperatura della Terra dovuto agli effetti antropici potrebbe essere in parte compensato da una riduzione della forzatura solare in futuro? Queste domande sono state oggetto di ricerca sul clima per molto tempo. I ricercatori devono conoscere nel modo più preciso possibile le fluttuazioni della forzatura solare sulla scala temporale del ciclo di 11 anni delle macchie solari per poterle utilizzare come parametri di input per le simulazioni dei modelli climatici. Un team di ricerca internazionale guidato dal GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel e dall'Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) di Granada (Spagna) ha ora pubblicato un nuovo set di dati, che sarà utilizzato come base per tutti i prossimi studi di intercomparazione dei modelli, e in particolare, il prossimo rapporto di valutazione del clima del Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico (IPCC).

"Per l'irraggiamento solare, abbiamo essenzialmente combinato due set di dati, uno dei nostri colleghi americani e uno del Max Planck Institute for Solar System Research di Göttingen, " spiega il primo autore Prof. Dr. Katja Matthes di GEOMAR. "In questo nuovo set di dati, la variabilità nella gamma UV è più forte di prima. Questo porta ad un riscaldamento della stratosfera e ad un aumento della produzione di ozono al massimo dell'attività del sole".

Gli scienziati si aspettano che questa nuova forzatura solare porterà a segnali più pronunciati nella stratosfera ad altezze comprese tra 15 e 50 chilometri, che potrebbero influenzare il clima superficiale attraverso complicati meccanismi di interazione. Ulteriori innovazioni del data set sono un nuovo valore di riferimento per la cosiddetta "costante solare, "l'irraggiamento solare totale, cioè l'irradianza mediata su tutte le lunghezze d'onda. La nuova stima è con 1, 361 watt per metro quadrato in meno rispetto a prima. Inoltre, si considerano gli effetti delle particelle energetiche.

Il nuovo set di dati sarà utilizzato nei prossimi anni come riferimento per il sesto ciclo di un progetto di intercomparazione coordinato a livello internazionale di modelli accoppiati oceano-atmosfera. I cosiddetti esperimenti CMIP (Coupled Model Intercomparison Project) sono un importante controllo di qualità per i modelli climatici e sono la base per i rapporti di valutazione del clima dell'IPCC.

Cosa si aspettano gli scienziati dal nuovo set di dati? "Nel nostro scenario futuro per il CMIP6, forniamo una stima più sofisticata dello sviluppo futuro dell'attività solare dopo il 2015, " spiega il dottor Bernd Funke, coautore dello studio. "Entro il 2070, ci si aspetta una diminuzione dell'attività media del sole a un minimo solare più piccolo. Questo contrasta il segnale di riscaldamento globale antropogenico, ma non avrà un'influenza significativa sullo sviluppo delle temperature medie superficiali globali, " continua il dottor Funke. Tuttavia, gli effetti regionali non dovrebbero essere trascurabili. Inoltre, per la prima volta, sarà possibile quantificare l'irraggiamento solare e gli effetti particellari.

Il nuovo set di dati è il risultato di un ampio, lavoro di squadra interdisciplinare, dai fisici solari e dagli esperti di particelle energetiche ai modellisti climatici. Questo lavoro è stato svolto nell'ambito di un progetto internazionale del World Climate Research Program. Sotto la guida di Katja Matthes e Bernd Funke, l'esperienza mondiale su questo argomento è stata combinata per creare la migliore valutazione possibile del passato, variabilità solare presente e futura.

"Il nuovo set di dati aiuterà a migliorare ulteriormente la nostra comprensione della variabilità climatica naturale decennale e a distinguere più chiaramente i processi naturali da quelli antropici, " Conclude il prof. Matthes.