transport

Variasi Radiasi Matahari Total Centennial – Watt Up Dengan Itu?

Makalah akses terbuka diterbitkan di Atmosphere Remote Sensing

HT / Leif Svalgaard

Abstrak

Total Solar Irradiance (TSI) mengkuantifikasi energi matahari yang diterima oleh Bumi dan oleh karena itu memiliki relevansi langsung untuk kemungkinan pengaruh matahari terhadap perubahan iklim di Bumi. Kami menganalisis pengukuran ruang TSI dari tahun 1991 hingga 2021, dan kami memperoleh model regresi yang mereproduksi variasi TSI harian yang diukur dengan Root Mean Square Error (RMSE) 0,17 W/m2. Model regresi TSI harian menggunakan rasio inti terhadap sayap MgII sebagai proksi kecerahan facular dan Photometric Sunspot Index (PSI) sebagai ukuran penggelapan bintik matahari. Kami merekonstruksi TSI rata-rata tahunan mundur ke 1700 berdasarkan Sunspot Number (SN), dikalibrasi pada pengukuran ruang dengan RMSE 0,086 W/m2. Analisis dari 11 tahun berjalan berarti rekonstruksi TSI menegaskan adanya siklus Gleissberg 105 tahun. Level TSI dari grand minimum saat ini hanya sekitar 0,15 W/m2 lebih tinggi dari tingkat TSI grand minimum di awal abad ke-18.

1. Perkenalan

Iklim di Bumi ditentukan oleh keseimbangan antara radiasi matahari yang masuk—diukur dengan Total Solar Irradiance (TSI)—dan radiasi terestrial yang keluar. Perubahan TSI adalah kekuatan matahari dari perubahan iklim di Bumi; Oleh karena itu, TSI perlu dipantau sebagai Variabel Iklim Esensial (ECV) [1].

Pengukuran pertama TSI dari luar angkasa dilakukan pada tahun 1969 [2]dan pemantauan terus menerus dari TSI dengan radiometer luar angkasa dimulai pada tahun 1978 [3]. Secara umum, radiometer TSI mengukur pada tingkat absolut yang berbeda [4]dan dapat menua karena paparan sinar matahari [5]. Beberapa penulis telah mengusulkan apa yang disebut deret waktu komposit TSI yang mengukur variasi TSI jangka panjang yang diukur dengan instrumen ruang angkasa [5,6,7,8,9].

Dari komposit TSI yang tersedia, sekarang diketahui bahwa TSI bervariasi dalam fase dengan siklus bintik matahari 11 tahun [10]. Secara khusus, ada penurunan TSI jangka pendek—disebut sebagai penggelapan bintik matahari—ketika bintik matahari yang ditandai dengan medan magnet permukaan yang kuat terjadi. Ada juga peningkatan TSI jangka panjang—disebut sebagai pencerahan fakular—disebabkan oleh facula, yang dicirikan oleh medan magnet berkekuatan menengah, yang terbentuk ketika bintik matahari meluruh dan memiliki masa hidup yang jauh lebih lama daripada bintik matahari asli.

Di atas variasi TSI siklus matahari 11 tahun, ada variasi jangka panjang dari ‘matahari yang tenang’ [11]. Tingkat TSI yang diamati selama siklus minimal 11 tahun telah lama menjadi bahan spekulasi. Mengikuti [12]diyakini bahwa matahari berevolusi dari apa yang disebut ‘Maunder Minimum’ dari sekitar 1645 hingga 1715 ketika amplitudo siklus 11 tahun minimal, menjadi apa yang disebut ‘Grand Modern Maximum’ [13], di mana amplitudo siklus 11 tahun seharusnya maksimal. Rekonstruksi Centennial TSI, seperti salah satu dari [14]yang digunakan untuk karakterisasi pemaksaan iklim matahari oleh Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC), termasuk peningkatan lambat dalam tingkat TSI ‘matahari yang tenang’ dari Maunder Minimum ke Grand Modern Maximum sebesar 1,25 W/m2 selama sekitar 300 tahun. Tabel 1 memberikan gambaran tentang peningkatan TSI sejak Maunder Minimum ditemukan oleh berbagai penelitian.

Tabel 1. Daftar berbagai penelitian tentang kenaikan TSI sejak Maunder Minimum.

Baru-baru ini, Sunspot Index dan Long-term Solar Observations (SILSO) Sunspot Number (SN) telah direvisi. [20,21]. Mengikuti wawasan terbaru, Grand Modern Maximum tidak ada, sehingga peningkatan 300 tahun level TSI dari Maunder Minimum ke Grand Modern Maximum juga harus ditinjau kembali. Terpisah dari revisi SN, dari analisis minimum matahari 2008-2009 yang diperpanjang, ref. [18] sampai pada kesimpulan bahwa kenaikan TSI dari Maunder Minimum hingga saat ini perlu direvisi. Selain itu, interkomparasi yang cermat dari semua deret waktu TSI radiometer ruang yang tersedia di [9] menunjukkan tidak ada variasi tingkat TSI matahari yang tenang selama periode 32 tahun dari 1984 hingga 2016 dalam ketidakpastian 95% ±0,17 W/m2.

Tujuan dari makalah ini adalah untuk merekonstruksi variasi TSI seratus tahun kembali ke 1700 berdasarkan pengukuran ruang TSI yang tersedia dan SN yang direvisi, sesuai dengan wawasan dari [18]. Rekonstruksi TSI seratus tahun yang baru ini adalah perubahan paradigma [22] dibandingkan dengan kepercayaan lama yang didasarkan pada [12] bahwa ada peningkatan yang signifikan dalam TSI, dan karenanya memaksa perubahan iklim matahari, dari Maunder Minimum hingga saat ini. Pada Bagian 2, kami meninjau pengukuran ruang TSI yang tersedia dan model regresi TSI yang mereproduksi penggelapan bintik matahari dan pencerahan fakular dari pengamatan medan magnet permukaan matahari. Di Bagian 3, kami merekonstruksi variasi TSI kembali ke 1700 berdasarkan SN yang direvisi.

…….

4. Diskusi

Sejak [12]penelitian iklim matahari telah didominasi oleh gagasan bahwa selama Maunder Minimum, TSI secara signifikan lebih rendah dari kondisi saat ini, yang dicirikan oleh Grand Modern Maksimum [13] aktivitas matahari, dan bahwa TSI yang lebih rendah ini setidaknya sebagian bertanggung jawab atas suhu yang lebih rendah selama apa yang disebut Zaman Es Kecil (LIA) [48] dari abad ke-15 hingga ke-19, di mana suhu di belahan bumi utara turun sekitar 0,6 °C. Misalnya, di [15]diperkirakan TSI selama Maunder Minimum bisa menjadi 3,3 W/m2 lebih rendah dari nilai rata-ratanya dari tahun 1980 hingga 1986. Teori Grand Modern Maximum harus ditinggalkan setelah revisi bilangan bintik matahari [20] dan setelah terjadinya siklus matahari rendah 24 yang terjadi antara tahun 2008 dan 2019—lihat Gambar 3. Oleh karena itu, rekonstruksi TSI jangka panjang perlu direvisi.

Rekonstruksi variasi TSI masa lalu perlu didasarkan pada analisis pengukuran ruang TSI yang ada. Kami menunjukkan di Bagian 2 bahwa TSI komposit harian dari tahun 1991 hingga 2021 dapat direkonstruksi dengan RMSE serendah 0,17 W/m2 dan koefisien korelasi setinggi 0,94 dari model regresi yang hanya didasarkan pada proksi kecerahan fakular dan estimasi penggelapan bintik matahari. Tidak ada bukti bahwa efek fisik lain selain pencerahan fakular dan penggelapan bintik matahari, keduanya terkait dengan medan magnet di permukaan matahari, diperlukan untuk menjelaskan variasi TSI yang diamati.

Kami kemudian dapat mencoba ekstrapolasi variasi TSI sebelum pengukuran yang andal dari luar angkasa. Pada rentang waktu rata-rata tahunan, kecerahan fakular dan penggelapan bintik matahari berkorelasi kuat karena fakula dihasilkan dari peluruhan bintik matahari pada rentang waktu yang lebih pendek dari 1 tahun, sehingga satu proksi untuk keduanya dapat digunakan. Di Bagian 3, kami telah menggunakan dua proksi pencerah fakular—rasio inti-ke-sayap MgII dan fluks radio F10.7—dan satu perkiraan penggelapan bintik matahari—SN—untuk merekonstruksi variasi TSI rata-rata tahunan yang diukur dari tahun 1992 hingga 2020, dengan RMSE 0,071 W/m20,081 W/m2 dan 0,086 W/m2, masing-masing. Sebelum pengamatan ruang TSI yang digunakan, ekstrapolasi TSI tahunan menggunakan salah satu dari proxy ini setuju dengan baik selama periode tumpang tindih mereka, memberikan kepercayaan pada kesehatan ekstrapolasi. Dari perbandingan model TSI berbasis bintik matahari dengan estimasi TSI lainnya selama periode tumpang tindihnya, stabilitas rata-rata rekonstruksi TSI berbasis bintik matahari tahunan diperkirakan ±0,25 W/m2. Rekonstruksi TSI yang serupa dengan milik kami digunakan di [49] untuk rekonstruksi perubahan suhu global yang memadai dari tahun 1850 hingga 2019, meningkatkan kepercayaan pada validitas rekonstruksi TSI kami.

Terjadinya grand solar minima dan maxima [50,51] dapat dipelajari dari rekonstruksi TSI rata-rata 11 tahun yang ditunjukkan pada Gambar 5. Analisis RMSD sebagai fungsi timeshift menegaskan keberadaan siklus Gleissberg 105 tahun, mirip dengan yang ditemukan di [45,46]. Tingkat TSI selama grand minima sebelumnya pada awal abad ke-18 dan ke-19 sebanding, sekitar 1363,05 W/m2sedangkan tingkat TSI selama grand minima kemudian, pada awal abad ke-20 dan ke-21 juga sebanding, sekitar 1363,2 W/m2hanya 0,15 W/m2 lebih tinggi dari grand minima sebelumnya. Jelas, variasi level TSI yang kecil ini tidak dapat menjelaskan terjadinya LIA.

Kontribusi utama dari penelitian kami adalah bahwa, bertentangan dengan penelitian sebelumnya berdasarkan [12]kami tidak menemukan peningkatan yang signifikan dalam TSI dan karenanya pengaruh matahari terhadap perubahan iklim antara Maunder Minimum dan saat ini.

5. Kesimpulan

Kami telah memperoleh rekonstruksi TSI baru dari 1700 hingga 2020. Ini didasarkan pada interkomparasi dan analisis yang cermat dari pengukuran ruang TSI dari 1991 hingga 2021 dan ekstrapolasi kembali ke 1700 berdasarkan versi terbaru dari SN rata-rata tahunan. Pengukuran ruang TSI rata-rata harian dapat direkonstruksi dengan RMSE 0,71 W/m2 dan koefisien korelasi sebesar 0,94 dengan model regresi menggunakan proksi kecerahan facular core-to-wing ratio MgII dan estimasi penggelapan sunspot PSI. Model TSI rata-rata tahunan sesuai dengan pengukuran ruang TSI dengan RMSE 0,086 W/m2 dan memiliki perkiraan stabilitas ±0,25 W/m2. Analisis dari 11 tahun berjalan rata-rata rekonstruksi TSI menegaskan adanya siklus Gleissberg 105 tahun dengan grand minima yang terjadi pada awal setiap abad. Level TSI grand minimum terbaru hanya 0,15 W/m2 lebih tinggi dari tingkat TSI dari grand minimum paling awal.

Artikel ini adalah artikel akses terbuka yang didistribusikan di bawah syarat dan ketentuan lisensi Creative Commons Attribution (CC BY) (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Baca makalah lengkapnya di sini.


2.3
3
suara

Peringkat Artikel

Tentunya semua keluaran slovakia diambil segera berasal dari web resmi mereka yakni Hongkongpools.com dan hanyalah Info tambahan untuk para pemain pemula, bahwa pasaran Hongkong ada setiap hari dan jadwal tutup pasarannya di jam 23 : 00 WIB maka dari itu sering – seringlah berkunjung di web site kita sehingga tidak ketinggalan Info seputar toto Hongkong. Untuk para pemain togel yang telah mempunyai pengalaman pastinya butuh information result Hongkong wla lengkap, maka berasal dari itu silakan klik halaman Data Keluaran HK Terlengkap Hari Ini yang dimana di halaman ini kamu dapat lihat banyak sekali information – knowledge nomer togel hongkong berasal dari th. – th. yang lalu.