kunstbus

Ben jij de slimste mens? Test je kennisniveau op YaGooBle.com.
Dit artikel is 28 01 2018 14:03 voor het laatst bewerkt.

zonneactiviteit

Niet alle wetenschappers schrijven de mondiale temperatuurstijging van de laatste tientallen jaren toe aan de door mensen veroorzaakte stijging van de CO2-concentratie van de atmosfeer. Zij wijzen op natuurlijke oorzaken, met name op de variatie in zonneactiviteit. Over de noodzaak om extra maatregelen te nemen om de CO2-uitstoot te beperken, zijn zij uiterst sceptisch, omdat zij niet de mens maar de natuur als oorzaak van de klimaatverandering zien. De terugdringing van de CO2-concentratie in de atmosfeer vergt zeer grote inspanningen, politiek en financieel. Maar zal daarmee de klimaatverandering tegengehouden worden? En als we daar niet zeker van zijn, is het terugdringen van de CO2-uitstoot en het opslaan van CO2 dan wel economisch haalbaar en verantwoord? Over het aanwenden van duurzame energiebronnen is men het wel eens. Is het niet om de uitstoot van CO2 te beperken, dan toch om luchtvervuiling tegen te gaan en zuiniger om te springen met de beperkte voorraad fossiele brandstoffen.

Hoe kunnen we de invloed van de zon begrijpen?
Kort gezegd komt het op het volgende neer: de activiteit van de zon beïnvloedt de hoeveelheid kosmische straling die de aarde bereikt. Deze kosmische straling bevordert in de aardse atmosfeer wolkvorming, waardoor zonnestraling wordt gereflecteerd en de aarde minder opwarmt. De zonneactiviteit bestaat uit zonnewind en zonnevlekken. Verandering van de zonneactiviteit zorgt zo voor verandering van de temperatuur op aarde.

Kosmische straling
Kosmische straling ontstaat in de kosmos vooral als sterren aan het eind van hun leven in de vorm van een supernova met een enorme knal uiteenspatten. Hierbij komt een gigantische hoeveelheid energie vrij in de vorm van elektromagnetische straling (gamma-fotonen) en hoogenergetische geladen deeltjes, voornamelijk protonen en heliumkernen. Deze kosmische straling beweegt zich in alle richtingen door de ruimte. De volgende drie verschijnselen zorgen ervoor dat niet alle kosmische straling die in de richting van de aarde komt, het aardoppervlak bereikt:
 • het magnetisch veld van de aarde
 • de dampkring
 • de zonnewind.

Door het magnetisch veld van de aarde ondervinden geladen kosmische deeltjes een afbuigende kracht. Het gevolg is dat bij de polen de invloed van de kosmische straling groter is dan bij de evenaar. Dit veroorzaakt het bekende poollicht.

De dampkring zorgt voor een effectieve afscherming. Tot aan het aardoppervlak kunnen alleen de meest energierijke deeltjes doordringen. Dit zijn voor een belangrijk deel muonen, die ontstaan uit botsingen van kosmische deeltjes in de bovenste lagen van de dampkring. Muonen zijn te beschouwen als zware elektronen.

De zonnewind
bestaat uit een continue stroom geladen deeltjes uitgestoten door de zon. Deze stroom van deeltjes vormt een soort schild van elektronen, atoomkernen en de bijbehorende magnetische velden om ons zonnestelsel heen tegen kosmische straling: de heliosfeer. Deze heliosfeer doet de kosmische straling afbuigen, zodat minder kosmische straling de aarde bereikt.

Zonnevlekken
Zonnevlekken zijn donkere vlekken op het zonsoppervlak die relatief koel zijn, d.w.z. minder heet dan hun omgeving. Lokale magneetvelden spelen hierbij een rol. De zon is een dynamisch geheel, met een ingewikkeld patroon van magnetische veldlijnen die continu in beweging zijn. Door verstoringen in het patroon van veldlijnen kunnen uitbarstingen ontstaan waarbij energie en geladen deeltjes het heelal in worden geblazen.

In een ongeveer 11-jarige cyclus neemt het aantal zonnevlekken eerst toe en dan weer af. Tijdens een zonnevlekkenminimum zijn er soms helemaal geen zonnevlekken. Gemiddeld om de elf jaar verwisselen de magnetische polen van de zon van plaats. Dit ompolen gebeurt altijd kort na een zonnevlekkenminimum.  Er is ook een langzame variatie in de zonneactiviteit met een cyclusduur van ongeveer 80 jaar (Gleissberg cyclus), die maakt dat de periode van de zonnevlekkencyclus niet altijd precies 11 jaar is, maar varieert van 8 tot 12 jaar.

De activiteit van de zon blijkt direct gekoppeld aan het aantal zonnevlekken. In een jaar met veel zonnevlekken is de zonneactiviteit hoog. De op aarde gemeten intensiteit van de zon kan zo’n 0,1 % variëren tijdens de 11-jarige cyclus. Dit heeft een direct effect op de temperatuur op aarde.

Het indirecte effect is echter belangrijker. De sterkte van de zonnewind varieert periodiek met de zonneactiviteit en deze variatie is er de oorzaak van dat periodiek meer of minder kosmische straling de aarde bereikt. De relatie tussen de sterkte van de kosmische straling gemeten aan het aardoppervlak en het aantal zonnevlekken, als maat voor de zonneactiviteit, is frappant.

Poollicht
Een actieve zon produceert korte explosies van energie waarbij extra veel geladen deeltjes vrijkomen. Als die deeltjes de aardse atmosfeer binnendringen botsen ze tegen stikstof- en zuurstofmoleculen en brengen de atomen hiervan in een aangeslagen toestand. Als de atomen weer terugvallen naar de grondtoestand, wordt poollicht uitgezonden. De kans op poollicht is dan ook het grootst in perioden met veel zonneactiviteit.

Een explosie aan deeltjes kan ook vervelende gevolgen hebben. Zo kunnen elektriciteitscentrales en radiozenders tijdelijk uitvallen. Gelukkig zijn we op aarde vrij goed beschermd door het aardmagnetische veld. Alles daarbuiten kan wel flinke problemen hiervan ondervinden. Zo kunnen satellieten bijvoorbeeld verstoord worden en ook voor een bemande ruimtevlucht kan zo’n zonnewind catastrofale gevolgen hebben. Uit onderzoek blijkt dat uitbarstingen op de zon op geen enkele manier zijn te voorspellen.

Wolkvorming
In een experiment hebben Henrik Svensmark en Friis Christensen aangetoond dat kosmische straling (vooral muonen) in vochtige lucht condensatiekernen vormt en aanleiding geeft tot "wolk"-vorming. Meer kosmische straling betekent meer wolken en daardoor een koelere planeet.
We zijn vijf of zes jaar bezig geweest met het opzetten van een experiment hier in Kopenhagen, om te zien of we een verband konden vinden. We noemden het experiment "Sky" , wat wolk betekent in het Deens. Natuurlijke kosmische straling kwam binnen door het plafond en ultraviolette lampen vervulden de rol van de zon. We hadden een enorme kamer met ongeveer acht kubieke meter lucht, en het idee was dat die lucht net zo zuiver moest zijn als boven de Atlantische Oceaan. We wilden precies kunnen bepalen wat er in die kamer aanwezig was. Vervolgens stopten we minimale hoeveelheden gassen zoals zwaveldioxide, ozon en waterdamp in die kamer, net als in de echte atmosfeer. Door alleen de ionisatie in de kamer, ofwel de hoeveelheid elektrisch geladen atomen, een klein beetje te veranderen konden we zien dat we kleine vochtdeeltjes konden produceren. Die vochtdeeltjes zijn weer de bouwstenen van de condensatiekernen van wolken. Het idee is dus dat ionisatie in de atmosfeer helpt om condensatiekernen van wolken te produceren, wat de hoeveelheid en de soorten wolken verandert. Als je de wolken verandert, verander je natuurlijk ook de hoeveelheid energie die het aardoppervlak bereikt. Het is dus een effectieve manier, met bijna geen energie-input, om de energiebalans van de aarde en dus de temperatuur te veranderen. Tijdens dit onderzoek waren er veel, vreemde verrassingen. Vaak waren we alleen al druk bezig met het proberen te begrijpen wat er gebeurde. Het mechanisme dat we leken te vinden, was compleet anders dan alle bestaande theoretische ideeën over hoe het zou werken. Het leek veel effectiever dan we ooit hadden gedacht. Het lijkt namelijk alsof een elektron in staat is om te helpen bij de vorming van een klein deeltje – ook wel een moleculair cluster genoemd – en vervolgens kan overspringen en een ander deeltje kan helpen. Het is dus een soort katalytisch proces. De effectiviteit hiervan was voor ons een grote verrassing. Dit soort experimenten was nog nooit gedaan en dus moesten we nieuwe technieken vinden om ze te kunnen doen. Zodra we de resultaten hadden, was het noodzakelijk om te begrijpen wat er gebeurde. Het was een erg intense periode van werken. Hypnotiserend bijna! - (Henrik Svensmark)

Invloed van het wolkendek
De invloed van het wolkendek is wat complexer dan hierboven beschreven. Zoals je waarschijnlijk weet, kunnen wolkeloze nachten juist erg koud zijn, door uitstraling van de aarde. Een wolkendek verhindert dit en houdt dan de temperatuur hoog. Dit lijkt tegengesteld aan wat hierboven staat. Maar in het geval van kosmische straling gaat het om lage bewolking; deze heeft een afkoelend effect. Hoge bewolking daarentegen heeft een verwarmend effect doordat deze de uitstraling van de aarde tegenhoudt. Ook is het terrein waarboven de wolken zich vormen van belang: een ijsvlakte heeft een ander albedo dan een bos.

Samengevat: Er is een rechtstreeks verband tussen de hoeveelheid kosmische straling en de hoeveelheid wolken en daardoor de hoeveelheid zonne-energie die de aarde bereikt: Als de zonneactiviteit hoog is, kan niet veel kosmische straling de aarde bereiken. Minder kosmische straling geeft minder wolkvorming, dus meer zoninstraling, dus hogere temperaturen. Als de zonneactiviteit laag is, zal meer kosmische straling de aarde kunnen bereiken. In de onderste lagen van de atmosfeer treedt meer wolkvorming op, het zonlicht zal meer worden teruggekaatst en het wordt gemiddeld koeler op aarde.

De centrale vraag is nu: kan de variatie in de zonneactiviteit de veranderingen van het klimaat op aarde verklaren? Het KNMI heeft de temperatuurschommelingen van de afgelopen 120 jaar vergeleken met de verandering in zonneactiviteit. De resultaten worden hierin als volgt beschreven: 'De combinatie van de door de mens veroorzaakte verstoring (het antropogeen effect) met de variaties in de zonneactiviteit (11- en 80-jarige cyclus) correleren goed met de waargenomen temperatuur. Het blijkt dat (als we de snelle variaties uit de waargenomen temperatuur weglaten) circa 90% van de variaties op een tijdschaal van 10 jaar en meer verklaard worden door de 80 jarige Gleissberg cyclus, gecombineerd met de invloed van de mens. En beide zijn nagenoeg even belangrijk!'

Conclusie
De variaties in de temperatuur op aarde lijken volgens de KNMI-publicatie goed in overeenstemming te zijn met de variaties in de zonneactiviteit. Het zonneverhaal lijkt dus van toepassing. De stijging in de gemiddelde temperatuur op aarde van de laatste 50 jaar lijkt daarbij te verklaren te zijn uit een combinatie van de zonneactiviteit en het door de mens veroorzaakte klimaateffect.

Er zijn wetenschappers die het CO2-verhaal helemaal overboord gooien en overtuigd aanhanger zijn van dit zonneverhaal. De IPCC blijft echter het CO2-verhaal aanhangen.

Creative Commons bronnen:
 • http://betavak-nlt.nl/dmedia/media/site-files/a8381/b502a/75629/13b5f/9fef1/nlt3-v118-CO2-opslag-versie1-3-Mei-2015.pdf - CO2-opslag: Zin of onzin?


Test je competentie op YaGooBle.com.

Pageviews vandaag: 111.