سطح خورشید محیطی بسیار پرآشوب است که دائماً فورانهای پلاسما و جریانهای باد خورشیدی را به فضا پرتاب میکند؛ جریانهایی که اغلب با زمین برخورد میکنند. پژوهشها نشان دادهاند تغییرات طولانیمدت در فعالیت خورشیدی میتوانند بر جو زمین تأثیر بگذارند، اما یک مطالعه جدید نشان میدهد که طوفانهای قدرتمند خورشیدی ممکن است تقریباً بلافاصله الگوهای آبوهوایی را تغییر دهند.
نتایج این پژوهش که در نشریه «Geophysical Research Letters» منتشر شده است، نشان میدهد طوفانهای ژئومغناطیسی؛ یعنی اختلالات شدید در میدان مغناطیسی زمین که بر اثر برخورد انرژی خورشیدی ایجاد میشوند، میتوانند طی چند ساعت تا چند روز تغییرات قابلتوجهی در وضعیت آبوهوا ایجاد کنند. همچنین شدت این ناهنجاریهای آبوهوایی ظاهراً با قدرت طوفانهای خورشیدی افزایش مییابد.
یواخیم ریدر، نویسنده این مطالعه و استاد بازنشسته فیزیک در دانشگاه نیوهمپشایر، در بیانیهای گفت: «مدتهاست میدانیم که خورشید در چرخه تقریباً ۱۱ ساله خود بر جو زمین تأثیر میگذارد؛ این تأثیر ظریف است، اما وجود دارد. نکته هیجانانگیز این است که اکنون شاهد تأثیری بسیار قویتر و کوتاهمدت هستیم؛ تغییری که تنها یک روز پس از وقوع یک طوفان خورشیدی رخ میدهد.»
تقریباً هر ۱۱ سال یکبار، میدان مغناطیسی خورشید دچار تغییر جهت میشود. در دوره پیش از این رویداد، فعالیت خورشیدی افزایش مییابد و به اوج خود میرسد؛ زمانی که تعداد لکههای خورشیدی، شرارههای خورشیدی و پرتابهای جرم تاجی (CME) بهطور چشمگیری بیشتر میشوند. پس از تغییر جهت میدان مغناطیسی، فعالیت خورشید دوباره کاهش پیدا میکند و چرخه از نو آغاز میشود.
مطالعات پیشین نشان دادهاند که برخی شرایط اقلیمی، مانند دمای سطح زمین و میزان بارش، با مراحل مختلف چرخه خورشیدی ارتباط دارند. با این حال، مشکل اینجاست که تقریباً همه متغیرهای قابل اندازهگیری در جو زمین به یکدیگر وابسته هستند و همین موضوع تشخیص سازوکارهای فیزیکی دقیق پشت این ارتباطها را دشوار میکند.
اگرچه این مطالعه ارتباط قوی میان طوفانهای ژئومغناطیسی و تغییرات کوتاهمدت آبوهوایی نشان میدهد، اما نمیتواند رابطه علت و معلولی را ثابت کند. با این حال، این یافتهها میتوانند به دانشمندان کمک کنند تا سازوکارهای فیزیکی پشت ارتباط میان آبوهوای خورشیدی و شرایط جوی زمین را بهتر درک کنند.
برای مثال، ریدر فرض میکند که طوفانهای خورشیدی ممکن است باعث کاهش بارش شوند، زیرا تابش الکترومغناطیسی ناشی از شرارههای خورشیدی میتواند از طریق گردباد قطبی؛ یعنی تودهای از هوای بسیار سرد و کمفشار که در اطراف هر یک از قطبهای زمین گردش میکند، به لایههای پایینی جو نفوذ کند. از دیدگاه او، این توضیح نسبت به فرضیههای رقیب، احتمال بیشتری برای توضیح ناهنجاریهای مشاهدهشده در میزان بارش دارد.
ریدر گفت: «مانند بسیاری از پژوهشهای دیگر در این زمینه، من نمیتوانم پاسخ نهایی را ارائه کنم، اما نتایج من فهرست فرایندهای فیزیکی احتمالی را محدودتر میکند و بهویژه مدلهای جوی را به چالش میکشد تا بتوانند این اثرات خورشیدی بر آبوهوا را بازسازی کنند.»
به گفته ریدر، درک دقیقتر از اینکه فعالیت خورشیدی چگونه بر آبوهوای زمین تأثیر میگذارد، میتواند به بهبود پیشبینیهای هواشناسی و مدلهای اقلیمی کمک کند؛ مدلهایی که در حال حاضر قادر نیستند اثرات طوفانهای ژئومغناطیسی بر شرایط جوی را با دقت کافی شبیهسازی کنند. این یافتههای جدید پژوهشگران را یک گام به حل این رابطه پیچیده میان خورشید و آبوهوای زمین نزدیکتر کرده است.
