Efectos de la actividad solar en el clima terrestre

Blanca Mendoza

Fecha: 2013-09-01


El Sol, la estrella más cercana a nosotros sostiene todos los procesos biodinámicos de la Tierra y determina las condiciones físicoquímicas de los planetas vecinos. Del Sol, la tierra recibe varios productos de su actividad como: radiación, emisiones de masa de su atmósfera ya sea en forma continua como el llamado viento solar, o bien esporádica, como las eyecciones de masa coronal, o bien partículas energéticas provenientes de explosiones solares llamadas fulguraciones. Todas estas emisiones salen junto con el campo magnético del Sol, llenando el espacio interplanetario del campo magnético y atmósfera solares.
 
Las características de nuestro planeta permiten una respuesta al impacto de la actividad solar. El viento solar confina al campo geomagnético en una cavidad conocida como la magnetosfera. Ésta, ocasionalmente se conecta con las líneas del campo magnético interplanetario, como lo muestra la Figura 1, permitiendo una gran entrada de masa y partículas solares al entorno terrestre que provocan cambios abruptos de la intensidad del campo magnético: las tormentas magnéticas. Las auroras son otro resultado indiscutible de la interacción de la atmósfera solar con la terrestre: las partículas del viento solar interactúan con el oxígeno y el nitrógeno de la atmósfera, agregándoles energía (se excitan) y al desexcitarse emiten fotones que nos dan los hermosos colores de éste fenómeno. (Otaola et al., 1999; Mendoza et al., 2013).


¿La actividad solar afecta al clima terrestre?

Desde hace siglos existe tanto entre la comunidad científica como entre el público en general una pregunta inquietante; ¿Tiene la actividad solar una influencia directa sobre el clima de nuestro planeta?  Ya desde 1645, Antonii Mariae Scheyreli sugirió que un incremento en las manchas solares podría estar asociado con un clima frío. Para 1801, William Herschell decía que los altos precios de trigo indicaban un clima frío y lo asociaba con la aparición de pocas manchas solares. Las manchas solares se encuentran en la atmósfera solar más profunda, tienen intensos campos magnéticos y temperaturas menores que sus alrededores, por ello se ven oscuras en contraste. Su número varía desde un mínimo hasta un máximo 4 o 5 años después, para volver a un mínimo en otros 6 o 7 años, entonces entre mínimo y mínimo hay una periodicidad promedio de 11 años; el llamado ciclo de actividad solar.
 
El tema del cambio climático global ha tomado gran relevancia por sus efectos. Este consiste en que en el siglo XX la temperatura terrestre global se elevó en promedio 0.5 grados centígrados. La explicación más aceptada es que el clima está cambiando debido a la actividad humana. Pero hay evidencias que indican que la variabilidad solar ha sido un factor importante cuando de clima se trata, y por ello surge nuevamente el interés sobre el papel que juega el Sol en este contexto.
 
El clima de la Tierra es primeramente una manifestación de cómo la radiación solar es absorbida, distribuida en el sistema atmósfera–océano y posteriormente irradiada hacia el espacio exterior. La composición atmosférica incide directamente en el balance global de energía, ya que sus componentes reflejan o absorben la radiación solar proveniente del espacio, así como la radiación térmica emitida por la superficie terrestre en diferentes formas.

 

Figura 1. Cuando la atmósfera solar llega al entorno terrestre, cuyo campo magnético tiene una dirección opuesta al campo geomagnético, ambos campos se pueden reconectar, permitiendo la entrada de la materia de las eyecciones de masa coronal y del viento solar. 
ciento


La radiación solar varía en consonancia con los ciclos de actividad solar, sin embargo medida por satélites tiene una variación muy pequeña a lo largo del ciclo solar de 11 años: 0.1 por ciento entre el mínimo y el máximo de actividad solar. Tal cambio es despreciable al ser introducido en los modelos climáticos, y por ello no se le ha tomado mucho en cuenta. Incluso, en los medios meteorológicos, al total de la radiación solar muchos especialistas le llaman “constante solar”, aun cuando varía. Sin embargo en otras épocas la variación de la radiación solar ha sido más grande, llegando a incrementarse o disminuir entre 1 y 2 por ciento, son épocas conocidas como máximos o mínimos seculares de la actividad solar debido a que duran decenas de años y que, en este caso, sí tienen el potencial de afectar al sistema climático de materia apreciable. Por ejemplo, en el siglo XVII los ríos europeos se congelaron por varias décadas, se calcula que la temperatura promedio global del planeta bajó un grado centígrado. Este descenso de temperatura coincidió con el llamado mínimo de Maunder de la actividad solar, durante el cual el Sol no tuvo manifestaciones de actividad por 70 años (Mendoza, 2005; Mendoza, et al., 2010).

 

Figura 2. Representación artística de la posible conexión entre el Sol y el clima terrestre.


No sabemos cuándo el Sol presentará periodos de mucho menor o mucha mayor actividad y por tanto de radiación, y es por ello que la variabilidad solar debe incluirse en los modelos climáticos. Se tienen evidencias de que ya empezó una época de baja actividad solar secular que probablemente durará aproximadamente 50 años y que es probable que impacte al clima (Mendoza et al., 2010).  Ya mencionamos que del Sol no sólo nos llega radiación. Nuestro planeta también interactúa con campos magnéticos y partículas energéticas, por lo que debiera esperarse que cualquier variación de estos fenómenos tuviera un efecto sobre el clima (Mendoza, 2005; Mendoza, 2006).
 
Se cuenta ya con una vasta cantidad de datos que evidencian una relación entre el Sol y el clima. Actualmente se están desarrollando teorías físicas que explican tal vínculo, pero el tema sigue siendo motivo de investigación muy activa por parte de la comunidad científica.



Referencias:

Bibliografía B. MENDOZA. Total solar irradiance and climate, ADV. IN SPACE RES., 35, 882-890, 2005. B. MENDOZA, MONOGRAFÍAS del INSTITUTO DE GEOFÍSICA, 8, “ACTIVIDAD SOLAR Y CLIMA”, UNAM, ISBN: 978-607-020549-1, 38 pp., 2006. B. MENDOZA, V.M. MENDOZA, G. GARDUÑO, J. ADEM. Modelling the Northern Hemisphere Temperature for Solar Cycles 24 and 25. J. ATM.SOLAR-TERR. PHYS., 72, 1122-1128, 2010. B. MENDOZA, Coordinadora. Y coautora. Autores: MA. GUADALUPE CORDERO TERCERO, ALEJANDRO LARA SÁNCHEZ, MA. DOLORES MARAVILLA MEZA, BLANCA MENDOZA ORTEGA, JOSÉ FCO. VALDÉS GALICIA Y VÍCTOR VELASCO HERRERA. Introducción a la Física Espacial. Coedición de la Dirección General de Fomento Editorial y Publicaciones y el Instituto de Geofísica, UNAM, 324 PAGS., 2013. OTAOLA, J. A., B. MENDOZA, Y R. PÉREZ (1999), El Sol y la Tierra, una relación tormentosa, Fondo de Cultura Económica, colección “La Ciencia para todos”, vol. 114.



Etiquetas: Espacio,radiación,emisiones,masa,Sol,clima

Revista Hacia El Espacio de divulgación de la ciencia y tecnología espacial de la Agencia Espacial Mexicana.




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