Maunder-Minimum – Wikipedia

Posted on by

Die Zeit, die etwa 1645 begann und bis etwa 1715 andauerte, als Sonnenflecken äußerst selten waren

Das Maunder-Minimum in einer 400-jährigen Geschichte der Sonnenfleckenzahlen

Das Maunder-Minimum, auch als “verlängertes Sonnenfleckenminimum” bekannt, wird für die Zeit um 1645 bis 1715 verwendet, in der Sonnenflecken äußerst selten wurden, wie damals von Sonnenbeobachtern festgestellt wurde.

Der Begriff wurde nach John A. Eddy . eingeführt[1] veröffentlichte 1976 eine wegweisende Arbeit in Wissenschaft.[2] Astronomen vor Eddy hatten die Periode auch nach den Sonnenastronomen Edward Walter Maunder (1851–1928) und seiner Frau Annie Russell Maunder (1868–1947) benannt, die untersuchten, wie sich die Breitengrade der Sonnenflecken mit der Zeit ändern.[citation needed] Der Zeitraum, den die Maunders untersuchten, umfasste die zweite Hälfte des 17. Jahrhunderts.

1890 wurden zwei Artikel im Namen von Edward Maunder veröffentlicht[3] und 1894,[4] und er zitierte frühere Arbeiten von Gustav Spörer.[5][6] Da Annie Maunder keinen Hochschulabschluss erworben hatte, wurde ihr Beitrag aufgrund damaliger Beschränkungen nicht öffentlich anerkannt.[7] Spörer stellte fest, dass Beobachtungen während eines 28-jährigen Zeitraums (1672–1699) innerhalb des Maunder-Minimums weniger als 50 Sonnenflecken ergaben. Dies steht im Gegensatz zu den typischen 40.000 bis 50.000 Sonnenflecken, die in der Neuzeit zu sehen sind (über ähnliche 25-jährige Stichproben).[8]

Das Maunder-Minimum trat mit einer viel längeren Periode mit unterdurchschnittlichen europäischen Temperaturen auf, die wahrscheinlich hauptsächlich durch vulkanische Aktivität verursacht wurde.[citation needed]

Sonnenfleckenbeobachtungen[edit]

Das Maunder-Minimum trat zwischen 1645 und 1715 auf, als nur sehr wenige Sonnenflecken beobachtet wurden.[9] Das lag nicht an mangelnden Beobachtungen, denn im 17. Jahrhundert führte Giovanni Domenico Cassini dank der Astronomen Jean Picard und Philippe de La Hire ein systematisches Programm von Sonnenbeobachtungen am Observatoire de Paris durch. Auch Johannes Hevelius führte selbst Beobachtungen durch. Hier ist die Gesamtzahl der Sonnenflecken, die beispielhaft in den zehnjährigen Jahren aufgezeichnet wurden (wobei die Wolfszahlen weggelassen wurden):[9]

Während des Maunder-Minimums wurden genügend Sonnenflecken gesichtet, so dass aus der Zählung 11-Jahres-Zyklen extrapoliert werden konnten.

Die Maxima traten 1676–1677, 1684, 1695, 1705 und 1718 auf.

Die Sonnenfleckenaktivität konzentrierte sich dann auf die Südhalbkugel der Sonne, mit Ausnahme des letzten Zyklus, als die Sonnenflecken auch auf der Nordhalbkugel auftraten.

Nach dem Spörer-Gesetz erscheinen zu Beginn eines Zyklus Flecken in immer niedrigeren Breiten, bis sie im Sonnenmaximum bei etwa 15° gemittelt werden.

Der Durchschnitt driftet dann weiter nach unten auf etwa 7° und danach, während Flecken des alten Zyklus verblassen, erscheinen in hohen Breiten wieder neue Zyklusflecken.

Die Sichtbarkeit dieser Flecken wird auch von der Geschwindigkeit der Oberflächenrotation der Sonne in verschiedenen Breitengraden beeinflusst:

Sonnenbreite Rotationsdauer
(Tage)
0° 24,7
35° 26,7
40° 28.0
75° 33,0

Die Sicht wird durch Beobachtungen von der Ekliptik etwas beeinflusst. Die Ekliptik ist 7° von der Ebene des Sonnenäquators (Breite 0°) geneigt.

Kleine Eiszeit[edit]

Vergleich der Gruppen-Sonnenfleckenzahlen (oben), Beobachtungen der Central England Temperature (CET) (Mitte) und Rekonstruktionen und Modellierung der Temperaturen der nördlichen Hemisphäre (NHT). Die MEZ in Rot sind Sommerdurchschnitte (für Juni, Juli und August) und in Blau Winterdurchschnitte (für Dezember des Vorjahres, Januar und Februar). NHT in Grau ist die Verteilung aus einem Korb von paläoklimatischen Rekonstruktionen (dunkleres Grau zeigt höhere Wahrscheinlichkeitswerte) und in Rot sind Modellsimulationen, die solare und vulkanische Variationen berücksichtigen. Zum Vergleich: Auf den gleichen Skalen beträgt die Anomalie moderner Daten (nach dem 31. Dezember 1999) für den Sommer MEZ +0,65 °C, für den Winter MEZ +1,34 °C und für NHT +1,08 °C. Sonnenfleckendaten sind wie in den ergänzenden Daten zu [10] und Mittelengland Temperaturdaten werden vom britischen Met Office veröffentlicht [11] Die NHT-Daten sind in Kasten TS.5, Abbildung 1 des IPCC AR5-Berichts der Arbeitsgruppe 1 beschrieben.[12]

Das Maunder-Minimum fiel ungefähr mit dem mittleren Teil der Kleinen Eiszeit zusammen, in der Europa und Nordamerika unterdurchschnittliche Temperaturen erlebten. Ob ein kausaler Zusammenhang besteht, wird jedoch noch evaluiert.[13] Die derzeit beste Hypothese für die Ursache der Kleinen Eiszeit ist, dass sie das Ergebnis vulkanischer Aktivitäten war.[14][15] Auch der Beginn der Kleinen Eiszeit erfolgte weit vor Beginn des Maunder-Minimums.[14] und die Temperaturen der nördlichen Hemisphäre während des Maunder-Minimums unterschieden sich nicht wesentlich von den 80 Jahren zuvor,[16] ein Rückgang der Sonnenaktivität war nicht der Hauptgrund für die Kleine Eiszeit.

Der Zusammenhang zwischen geringer Sonnenfleckenaktivität und kalten Wintern in England wurde kürzlich anhand des längsten existierenden Oberflächentemperatur-Rekords, des Central England Temperature Records, analysiert.[17] Sie betonen, dass es sich hierbei um einen regionalen und saisonalen Effekt in Bezug auf die europäischen Winter und nicht um einen globalen Effekt handelt. Eine mögliche Erklärung dafür bieten Beobachtungen des Solar Radiation and Climate Experiment der NASA, die darauf hindeuten, dass die solare UV-Leistung im Laufe des Sonnenzyklus variabler ist, als Wissenschaftler bisher angenommen hatten.[18] Im Jahr 2011 wurde ein Artikel in der veröffentlicht Natur Geowissenschaften Journal, das ein Klimamodell mit stratosphärischen Schichten und den SORCE-Daten verwendet, um niedrige Sonnenaktivität mit Jetstream-Verhalten und milden Wintern an einigen Orten (Südeuropa und Kanada/Grönland) und kälteren Wintern an anderen (Nordeuropa und den Vereinigten Staaten) zu verknüpfen.[19] In Europa sind Beispiele für sehr kalte Winter 1683–84, 1694–95 und der Winter 1708–09.[20]

Der Begriff “Kleine Eiszeit”, der auf das Maunder-Minimum angewendet wird, ist eine Fehlbezeichnung, da er eine Periode unablässiger Kälte (und auf globaler Ebene) impliziert, was nicht der Fall war. Zum Beispiel ist der kälteste Winter in der Temperaturaufzeichnung in Mittelengland 1683–1684, aber die Sommer während des Maunder-Minimums unterschieden sich nicht wesentlich von denen in den folgenden Jahren. Der Rückgang der globalen Durchschnittstemperaturen in paläoklimatischen Rekonstruktionen zu Beginn der Kleinen Eiszeit lag zwischen etwa 1560 und 1600, während das Maunder-Minimum fast 50 Jahre später begann.[original research?][citation needed]

Andere Beobachtungen[edit]

In Radiokarbon aufgezeichnete Sonnenaktivitätsereignisse.
Diagramm, das Proxys der Sonnenaktivität zeigt, einschließlich Änderungen der Sonnenfleckenzahl und der kosmogenen Isotopenproduktion.

Die Sonnenaktivität der Vergangenheit kann von verschiedenen Proxys aufgezeichnet werden, einschließlich Kohlenstoff-14 und Beryllium-10.[21] Diese weisen auf eine geringere Sonnenaktivität während des Maunder-Minimums hin. Das Ausmaß der Veränderungen, die zur Produktion von Kohlenstoff-14 in einem Zyklus führen, ist gering (etwa ein Prozent der mittleren Häufigkeit) und kann berücksichtigt werden, wenn die Radiokohlenstoff-Datierung verwendet wird, um das Alter archäologischer Artefakte zu bestimmen. Die Interpretation der in terrestrischen Reservoirs wie Eisschilden und Baumringen gespeicherten kosmogenen Isotopenhäufigkeitsaufzeichnungen von Beryllium-10 und Kohlenstoff-14 wurde durch Rekonstruktionen der solaren und heliosphärischen Magnetfelder auf der Grundlage historischer Daten zur geomagnetischen Sturmaktivität, die die Zeitlücke zwischen dem Ende der nutzbaren kosmogenen Isotopendaten und dem Beginn moderner Raumfahrzeugdaten.[22][23]

Andere historische Minima von Sonnenflecken wurden entweder direkt oder durch die Analyse der kosmogenen Isotope nachgewiesen; dazu gehören das Spörer-Minimum (1450–1540) und weniger ausgeprägt das Dalton-Minimum (1790–1820). In einer Studie aus dem Jahr 2012 wurden Minima von Sonnenflecken durch die Analyse von Kohlenstoff-14 in Seesedimenten festgestellt.[24] Insgesamt scheint es in den letzten 8000 Jahren 18 Perioden von Sonnenflecken-Minima gegeben zu haben, und Studien zeigen, dass die Sonne derzeit bis zu einem Viertel ihrer Zeit in diesen Minima verbringt.

Ein Papier, das auf einer Analyse einer Flamsteed-Zeichnung basiert, legt nahe, dass sich die Oberflächenrotation der Sonne im tiefen Maunder-Minimum (1684) verlangsamte.[25]

Während des Maunder-Minimums wurden Polarlichter scheinbar normal beobachtet, mit einem regelmäßigen dekadischen Zyklus.[26][27] Dies ist etwas überraschend, da das spätere und weniger tiefe Dalton-Sonnenfleckenminimum deutlich in der Häufigkeit des Auftretens von Polarlichtern zu sehen ist, zumindest in niedrigeren geomagnetischen Breiten.[28] Da die geomagnetische Breite ein wichtiger Faktor für das Auftreten von Polarlichtern ist (Auroren in niedrigeren Breiten erfordern eine höhere solar-terrestrische Aktivität), ist es wichtig, die Bevölkerungsmigration und andere Faktoren zu berücksichtigen, die die Anzahl zuverlässiger Polarlichtbeobachter bei einem bestimmten magnetischen beeinflusst haben könnten Spielraum für die früheren Termine.[29] Zyklen im dekadischen Maßstab während des Maunder-Minimums können auch in den Häufigkeiten des kosmogenen Isotops Beryllium-10 gesehen werden (das im Gegensatz zu Kohlenstoff-14 mit jährlicher Auflösung untersucht werden kann). [30] aber diese scheinen in Antiphase mit jeder verbleibenden Sonnenfleckenaktivität zu sein. Eine Erklärung in Form von Sonnenzyklen für den Verlust des solaren magnetischen Flusses wurde 2012 vorgeschlagen.[31]

Die Grundlagenpapiere zum Maunder-Minimum wurden veröffentlicht in Fallstudien zu den Spörer-, Maunder- und Dalton-Minima.[32]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ Weber, Bruce (17. Juni 2009). “John A. Eddy, Sonnendetektiv, stirbt mit 78”. Die New York Times. Abgerufen 28. Juli 2015.
  2. ^ Eddy, JA (Juni 1976). “Das Maunder-Minimum” (PDF). Wissenschaft. 192 (4245): 1189–1202. Bibcode:1976Sc…192.1189E. mach:10.1126/science.192.4245.1189. PMID 17771739. S2CID 33896851. Archiviert von das Original (PDF) am 16.02.2010.
  3. ^ Maunder, EW (1890). “Forschungen von Professor Spoerer zu Sonnenflecken”. Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society. 50: 251–252.
  4. ^ Maunder, EW (1. August 1894). “Ein verlängertes Sonnenflecken-Minimum”. Wissen. 17: 173–176.
  5. ^ Spörer, Gustav (1887). “Über die Periodicität der Sonnenflecken seit dem Jahre 1618, vornehmlich in Bezug auf die heliographische Breite derselben, und Hinweis auf eine wesentliche dieser Periodicität während eines langen Zeitraumes” [On the periodicity of sunspots since the year 1618, especially with respect to the heliographic latitude of the same, and reference to a significant disturbance of this periodicity during a long period]. Vierteljahrsschrift der Astronomischen Gesellschaft. Leipzig. 22: 323–329.
  6. ^ Spoerer, G. (Februar 1889). “Sur les différences que présentent l’hemisphère nord et l’hemisphère sud du Soleil” [On the differences that the northern hemisphere and southern hemisphere of the Sun present]. Bulletin Astronomique. 6: 60–63.
  7. ^ Brück, Mary T. (1994). „Alice Everett und Annie Russell Maunder, fackeltragende Astronominnen“. Irisches astronomisches Journal. 21: 280–291. Bibcode:1994IrAJ…21..281B.
  8. ^ John E. Beckman & Terence J. Mahoney (1998). Maunder-Minimum und Klimawandel: Haben historische Aufzeichnungen die aktuelle Forschung unterstützt?. Bibliotheks- und Informationsdienste in der Astronomie III. ASP-Konferenzserie. 153. Instituto de Astrofísica de Canarias, Teneriffa: Astronomische Gesellschaft des Pazifiks.
  9. ^ ein b Usoskin; et al. (2015). „Das Maunder-Minimum (1645-1715) war in der Tat ein großes Minimum: Eine Neubewertung mehrerer Datensätze“. Astron. Astrophys. 581: A95. arXiv:1507.05191. Bibcode:2015A&A…581A..95U. mach:10.1051/0004-6361/201526652. S2CID 28101367.
  10. ^ Lockwood, M.; et al. (Juli 2014). “Jahrhundertvariationen der Sonnenfleckenzahl, des offenen Sonnenflusses und der Streamer-Gürtelbreite: 2. Vergleich mit den geomagnetischen Daten” (PDF). J. Geophys. Auflösung. 119 (7): 5183–5192. Bibcode:2014JGRA..119.5183L. mach:10.1002/2014JA019972. PDF-Kopie
  11. ^ “Hadley Center Central England Temperature (HadCET)-Datensatz”.
  12. ^ “Klimawandel 2013, The Physical Science Basis, WG1, 5. Sachstandsbericht, IPCC”.
  13. ^ Zopf, Phil, Stehen wir einer neuen Eiszeit entgegen?, Entdecken, 17. Juni 2011 (abgerufen 16. Juli 2015)
  14. ^ ein b Müller et al. 2012. “Abrupter Beginn der Kleinen Eiszeit, ausgelöst durch Vulkanismus und anhaltend durch Meereis/Ozean-Rückkopplungen” Geophysikalische Forschungsbriefe 39, 31. Januar; sehen Pressemitteilung auf der AGU-Website (abgerufen am 16. Juli 2015).
  15. ^ Wurde die Kleine Eiszeit durch massive Vulkanausbrüche ausgelöst? WissenschaftTäglich, 30. Januar 2012 (Zugriff am 21. Mai 2012)
  16. ^ Owens; et al. (2017). “Das Maunder-Minimum und die Kleine Eiszeit: Ein Update aus jüngsten Rekonstruktionen und Klimasimulationen”. Weltraumwetter und Weltraumklima. 7 (A33): A33. Bibcode:2017JSWSC…7A..33O. mach:10.1051/swsc/2017034.
  17. ^ Lockwood, M.; et al. (Februar 2010). “Sind kalte Winter in Europa mit geringer Sonnenaktivität verbunden?”. Umweltforschungsbriefe. 5 (2): 024001. Bibcode:2010ERL…..5b4001L. mach:10.1088/1748-9326/5/2/024001. PDF-Kopie
  18. ^ Härter, JA; et al. (April 2009). “Trends in der spektralen Variabilität der solaren Bestrahlungsstärke im sichtbaren und infraroten Bereich”. Geophysik. Res. Lette. 36 (7): L07801. Bibcode:2009GeoRL..36.7801H. mach:10.1029/2008GL036797. S2CID 18196394.
  19. ^ Ineson, S.; et al. (Oktober 2011). “Solarer Antrieb der Winterklimavariabilität in der nördlichen Hemisphäre” (PDF). Natur Geowissenschaften. 4 (11): 753-757. Bibcode:2011NatGe…4..753I. mach:10.1038/ngeo1282. hdl:10044/1/18859.
  20. ^ Niles’ wöchentliches Register, Band 15, Beilage, Geschichte des Wetters
  21. ^ Usoskin IG (2017). „Eine Geschichte der Sonnenaktivität über Jahrtausende“. Wohnbewertungen in Sonnenphysik. 14 (3): 3. arXiv:0810.3972. Bibcode:2017LRSP…14….3U. mach:10.1007/s41116-017-0006-9. S2CID 195340740.
  22. ^ Lockwood M.; et al. (Juni 1999). “Eine Verdoppelung des koronalen Magnetfelds der Sonne während der letzten 100 Jahre”. Natur. 399 (6735): 437–439. Bibcode:1999Natur.399..437L. mach:10.1038/20867. S2CID 4334972. PDF-Kopie Archiviert 2011-04-30 bei der Wayback Machine
  23. ^ Lockwood M. (2013). “Rekonstruktion und Vorhersage von Variationen des offenen solaren magnetischen Flusses und der interplanetaren Bedingungen”. Wohnbewertungen in Sonnenphysik. 10 (4): 4. Bibcode:2013LRSP…10….4L. mach:10.12942/lrsp-2013-4. PDF-Kopie
  24. ^ Celia Martin-Puertas; Katja Matthes; Achim Brauer; Raimund Muscheler; Felicitas Hansen; Christof Petrick; Ala Aldahan; Göran Possnert; Bas van Geel (2. April 2012). “Regionale atmosphärische Zirkulationsverschiebungen, die durch ein großes Sonnenminimum induziert werden”. Natur Geowissenschaften. 5 (6): 397–401. Bibcode:2012NatGe…5..397M. mach:10.1038/ngeo1460.
  25. ^ Vaquero JM, Sánchez-Bajo F, Gallego MC (2002). „Ein Maß für die Sonnenrotation während des Maunder-Minimums“. Sonnenphysik. 207 (2): 219–222. Bibcode:2002SoPh..207..219V. mach:10.1023/A: 1016262813525. S2CID 119037415.
  26. ^ Schröder, Wilfried (1992). “Über die Existenz des 11-Jahres-Zyklus der Sonnen- und Polarlichtaktivität vor und während des Maunder-Minimums”. Zeitschrift für Geomagnetismus und Geoelektrizität. 44 (2): 119–28. Bibcode:1992JGG….44..119S. mach:10.5636/jgg.44.119. ISSN 0022-1392.
  27. ^ Legrand, JP; Le Goff, M; Mazaudier, C; Schröder, W (1992). „Solar- und Polarlichtaktivitäten im siebzehnten Jahrhundert“. Acta Geodaetica und Geophysica Hungarica. 27 (2–4): 251–282.
  28. ^ Nevanlinna, H. (1995). “Polarbeobachtungen in Finnland – Visuelle Sichtungen im 18. und 19. Jahrhundert” (PDF). Zeitschrift für Geomagnetismus und Geoelektrizität. 47 (10): 953-960. Bibcode:1995JGG….47..953N. mach:10.5636/jgg.47.953. ISSN 0022-1392. S2CID 129392285. Archiviert von das Original (PDF) am 10.01.2020. PDF-Kopie
  29. ^ Vázquez, M.; et al. (2014). „Langfristige räumliche und zeitliche Variationen von Aurora Borealis-Ereignissen im Zeitraum 1700 – 1905“. Sonnenphysik. 289 (5): 1843–1861. arXiv:1309.1502. Bibcode:2014SoPh..289.1843V. mach:10.1007/s11207-013-0413-6. ISSN 0038-0938. S2CID 119115964.
  30. ^ Beer, J.; et al. (1988). “Eine aktive Sonne während des Maunder-Minimums”. Sonnenphysik. 181 (1): 237–249. Bibcode:1998SoPh..181..237B. mach:10.1023/A:1005026001784. S2CID 122019951. PDF-Kopie Archiviert 2014-08-21 bei der Wayback Machine
  31. ^ Owens, MJ.; et al. (2012). “Heliosphärische Modulation der galaktischen kosmischen Strahlung während großer Sonnenminima: Vergangene und zukünftige Variationen”. Geophysik. Res. Lette. 39 (19): L19102. Bibcode:2012GeoRL..3919102O. mach:10.1029/2012GL053151. PDF-Kopie Archiviert 22.08.2014 bei der Wayback Machine
  32. ^ Schröder, Wilfried (2005). Fallstudien zu den Spörer-, Maunder- und Dalton-Minima. Beiträge zur Geschichte der Geophysik und Kosmischen Physik. 6. Potsdam: AKGGP, Wissenschaftsausgabe.

Weiterlesen[edit]

Externe Links[edit]