كيف يمكن للنشاط الشمسي التأثير على المناخ؟

للشمس أثرها البالغ على الأرض: فهي مصدر للضوء والطاقة الحيوية للحياة على كوكبنا وتلعب دورًا كبيرًا في تشكيل مناخ الأرض. لكن نشاطها ليس بثابت دائم، ويمكن أن تبرد مناطق الشمس أو حتى تنفجر فجأة. فهل يمكن للبقع الشمسية التي تظهر على سطح نجمنا أن تؤثر على طقس الأرض؟ وكيف ذلك؟

قد تبين أن البقع الشمسية الفردية وحدها لا تؤثر على حالة الطقس، ولكن تغيرات النشاط الشمسي التي تظهرها يمكن أن تؤثر على درجة الحرارة والرياح والطقس على الكوكب.

ماهي البقع الشمسية؟

البقع الشمسية هي بقع داكنة على سطح الشمس تظهر وتختفي بمرور الوقت. أحيانًا تظهر عدة بقع شمسية على الشمس، وقد تظهر في مجموعات. ومن الممكن أن لا تحتوي الشمس على أي منها خلال فترات أخرى. تنشأ البقع الشمسية نتيجة لنشاط مغناطيسي قوي على سطح الشمس الذي يكشف عن طبقات النجم الأكثر برودة. لكن، لا تنشأ هذه البقع الباردة بأعداد كبيرة إلا عندما يكون النشاط الشمسي مرتفع. لذا في حين أن بقعة مظلمة معينة قد تنبعث منها طاقة أقل من بقية الشمس، فإن النشاط المتزايد للشمس عامةً يبعث المزيد من الطاقة نحو الأرض.

ما هو تأثير البقع الشمسية على الأرض؟

لا يوجد رابط مباشر بين ظهور بقعة شمسية واحدة وانخفاض درجة حرارة الأرض على مدى قصير. أوضح جريج كوب، كبير علماء الأبحاث في مختبر فيزياء الغلاف الجوي والفضاء بجامعة كولورادو: “إن هذا الأمر سيقلل فقط من كمية الضوء التي تصل إلى الأرض بنحو 0.1٪. وسيستغرق من نظام طاقة الأرض عدة أشهر من الانخفاض المستمر لملاحظة هذا التأثير بشكل كبير، إلا أن البقعة الشمسية لا تبقى لفترة طويلة”.

وتابع كوب الذي يشبّه العملية بأنها كإلقاء حوض من الثلج في حمام سباحة بقوله: “إن نظام الأرض كبير للغاية فلا يتأثر بالإعتام الصغير للبقع الشمسية على جداول زمنية قصيرة. حيث إنك لن تلاحظ تغيرًا في درجة حرارة الماء عامةً، لكنك إذا قمت بقياس درجة حرارته كل ساعة لأيام متتالية، فستشعر في النهاية بالتغيير”.

لكن البقع الشمسية هي دلالة على النشاط الشمسي. يقول كوب:” التقلبات الشمسية تتسبب بتأثيرات مناخية أرضية على مدى فترات زمنية طويلة”. المناخ هو نمط الطقس المتوسط على مدى 30 عام، فإذا كان المناخ أكثر دفئًا أو برودة بسبب الشمس، فسيكون متوسط الطقس أكثر دفئًا أو برودة أيضًا”.

ولكن لا يوجد أي دليل على أن نشاط الشمس مسؤول عن تغير المناخ الذي شهدناه خلال العقود الأخيرة، والذي تسبب فيه الإنسان من خلال ضخ الغازات الدفيئة للغلاف الجوي.

الدورة الشمسية

تُحسب البقع الشمسية كل يوم منذ عام 1610، ويُحتفظ بجميع المراقبات في المرصد الملكي لمركز البيانات العالمي في بلجيكا الخاص بمؤشر البقع الشمسية وعمليات الرصد الشمسي طويلة الأمد. ويقدم فهرس البقع الشمسية هذا دليلاً مرئيًا للدورة الشمسية – وهي فترة تقارب 11 عامًا تتباين خلالها أعداد البقع الشمسية فتكون قليلة في بدايتها، ثم تزداد إلى أن تبدأ بالانخفاض مرة أخرى.

أفاد كوب قائلاً: “إن تتبع البقع الشمسية هو إحدى وسائل رصد النشاط الشمسي، إلا أن المسبب الفعلي لتغيرات الطقس على الأرض هو مقدار الطاقة المنبعثة من الشمس عبر الطيف الكهرومغناطيسي”. فمثلاً، الأطوال الموجية القصيرة للضوء تنتج طاقة عالية، فزيادة انبعاث الأطوال الموجية الطويلة وانخفاض انبعاث الأطوال الموجية القصيرة قد يقلل من مقدار الطاقة المنبعثة من الشمس.

من المحتمل أن الدورة الشمسية 25 الحالية، التي قد بدأت في عام 2020، ستكون أقوى مما كان متوقعًا. فوفقًا لدائرة الأرصاد الجوية الوطنية، عندما تكون أعداد البقع الشمسية كثيرة، ستحدث زيادة طفيفة جدًا في الطاقة المنبعثة من الشمس.

وذكر كوب: “تتزامن السنوات التي تحتوي على أكبر عدد من البقع الشمسية مع الأوقات الأكثر دفئًا على الأرض عادةً، وليس مع الأوقات الأكثر برودة”.

مضيفًا: “إنها أكثر دفئًا بحوالي 1.5 درجة مئوية [2.7 درجة فهرنهايت] في المتوسط عندما تكون أكثر نشاطًا، وهذا له تأثيره على الصعيدين العالمي والإقليمي في درجات حرارة الأرض والرياح والحرائق وأنماط الطقس”.

أشعة الشمس ودرجة الحرارة

درس العلماء منذ فترة طويلة كيف تؤثر الشمس على درجة حرارة سطح الأرض على الأرض. يُطلق على ناتج الطاقة الضوئية من الشمس كالتي تصل إلى الغلاف الجوي العلوي للأرض بإجمالي الإشعاع الشمسي (TSI). ينخفض (TSI) إذا كان هناك انخفاض مستمر في النشاط الشمسي، والذي يقلل من الطاقة التي تصل الأرض، ولكن خلال الدورة الشمسية يحصل تباين في (TSI) بنسبة 0.15٪ في الغالب، مما يعني أن تأثيره يتضاءل بسبب تغير المناخ الذي يسببه الإنسان والتأثيرات الأخرى، وفقًا لوكالة ناسا.

فعلى سبيل المثال، أظهرت إحدى الدراسات ارتفاع درجة الحرارة إلى 0.1 درجة مئوية نتيجة لزيادة الإشعاع الشمسي في الدورات الشمسية الأخيرة، والتي انخفضت بسبب تأثير الظواهر الطبيعية الأخرى، مثل الاحترار الناجم عن البراكين وظاهرة النينيو المناخية في المحيط الهادئ.

 تجدُر الإشارة إلى اكتشاف العلماء أن التأثير الصافي للبقع الشمسية على المناخ على مدى فترات طويلة يكون بدرجة ضئيلة تقريبًا. فحسب دراسة أجريت عام 2001 في مجلة البحوث الجيوفيزيائية، عند تحديد تأثير التباين العام للطاقة الشمسية، يكون ذلك طفيفًا جدًا وبأماكن محدودة.

المصدر: https://www.livescience.com

ترجمة: كوثر جاسم محمد

مراجعة وتدقيق: زينب محمد