Zonnevlekken

Zonnevlekken
De aarde draait om de zon en alles op aarde is van de zon afhankelijk. De diameter van de zon is ongeveer 110 keer groter dan die van onze aarde en in de zon vinden allerlei kernreacties plaats. Hetgeen dat daar gebeurt, lijkt ook in onze levenssfeer van belang te zijn. We kijken naar zonnevlekken en tegen het einde ook even naar zonnewind.

Wat zijn zonnevlekken
We hebben het over tijdelijk aanwezige donkere plekken op de zon, die ten opzichte van hun omgeving minder heet zijn. Er zijn vlekken die enkele honderden kilometers in doorsnee zijn, maar ook vlekken die tienduizenden kilometers bemeten. De zon kent perioden met veel en weinig zonnevlekken, die elkaar afwisselen, de zogeheten zonnecycli. Gedurende de perioden met de meeste zonnevlekken spreken we van een zonnemaximum (solar maximum) en de perioden met geen of nauwelijks zonnevlekken staan bekend als zonneminima (solar minimum).

Het zijn vlekken op een gigantisch hete bol. De buitenrand van de zon is ongeveer 6000 graden, in de kern is het een ondenkbare 15 miljoen graden Celsius. Vlak onder het zonoppervlak bevinden zich massieve circulaties van vuurplasma (zie plaatje), bestaande uit twee stromingstakken die elk rond 40 jaar nodig hebben om hun hele route af te leggen. Die stromen komen deels tot stand doordat de zon bij haar evenaar sneller draait dan bij de polen. Het idee is dat die stromen bepalend zijn voor de manier waarop zonnevlekkencycli verlopen. Volgens de theorie is het zo dat de snelheid van plasmastromen – die ervoor zorgen dat zonnevlekken ontstaan, maar ook weer worden afgevoerd – op de zon een indicatie is voor het aantal zonnevlekken, ongeveer 20 jaar later. Een tragere stroom betekent daarbij minder vlekken.

Nummer 24
Na een top en een dal aan zonnevlekken, begint steeds de volgende cyclus met het verschijnen van de nieuwe donkere plekken. Teruggerekend tot 1750 hebben we 23 van deze cycli achter de rug en deze duren per stuk ongeveer 11 jaar. Begin 2008 dachten de sterrenkundigen dat de 24e zonnecyclus zou starten, maar dat werd steeds weer uitgesteld omdat het aantal zonnevlekken nagenoeg nul bleef. Uiteindelijk ontstonden pas in juni 2009 de langverwachte eerste kleine zonnevlekken van de nieuwe periode. En zo werd dus de oude cyclus afgesloten en de nieuwe gestart. De NASA bepaalt het precieze moment daarvan. In totaal zaten we in 2009 maarliefst 260 dagen zonder zonnevlekken en dat jaar is dan ook het jaar van het absolute zonnevlekkenminimum geworden. Rond die tijd beleefden we tevens een tweetal relatief koude winters (de winter van 2008/2009 en de winter van 2009/2010).

In 2010 liep het aantal zonnevlekloze dagen terug tot 51 en dit jaar tot nu toe is er nog maar 1 dag geweest zonder één of meerdere zonnevlekken. We bevinden ons dan ook in een opgaande lijn voor wat betreft zonne-activiteit. De NASA maakt verwachtingen voor wat betreft sterkte van de cycli en zij verwachten nu een minder sterker cyclus dan de vorige. De voorbije zonnecyclus piekte in 2000/2001, de volgende zal in 2013/2014 op zijn maximum zijn. De sterkte daarvan lijkt dermate beperkt te blijven, dat wordt gesproken van de kleinste zonnevlekkencyclus sinds 1907.

Zonnevlekken en het weer
De relatie tussen weinig zonnevlekken en koude winters in ons land is al even genoemd. Ook op andere vlakken lijkt er een (bescheiden?) verband te zijn tussen wat er op de zon gebeurt en wat er in onze atmosfeer allemaal geschiedt. Zo zijn de fluctuaties in UV-straling tijdens zonnevlekkencycli groot. UV-straling valt uiteen in de zogenoemde UV-A, UV-B en UV-C componenten. Van die componenten wordt UV-C straling geabsorbeerd door de ozonlaag, UV-B straling gedeeltelijk. UV-A straling kan de aarde geheel bereiken. Zowel van de B als de A component verbrandt onze huid. Nu blijkt de door de zon uitgezonden hoeveelheid UV-C straling tijdens een zonnevlekkencyclus sterk te variëren. Hoe actiever de zon, des te groter is de hoeveelheid UV-C straling die wordt uitgezonden. Omdat UV-C tevens verantwoordelijk is voor de aanmaak van ozon in de ozonlaag, blijkt de dikte van die laag te variëren. Tijdens actieve perioden van de zon is de ozonlaag dus dikker, tijdens inactieve perioden juist dunner.

Ozon is een gas dat meer warmte direct uit de straling van de zon absorbeert dan andere bestanddelen van de aardse dampkring. Een dikkere ozonlaag leidt daardoor mogelijk tot een warmere stratosfeer (de ozonlaag bevindt zich op een hoogte van rond 20 kilometer in de atmosfeer). En een relatief warme stratosfeer wordt vaak in verband gebracht met een relatief zwakke straalstroom in de troposfeer (het deel van de atmosfeer waarin ons weer zich afspeelt) eronder. Een relatief dunne ozonlaag betekent zo door geredeneerd een relatief koude stratosfeer en in de troposfeer waarschijnlijk een relatief sterke straalstroom. Op die manier hebben veranderingen in de activiteit van de zon mogelijk dus invloed op het klimaat op aarde

Verder lijkt het erop dat kosmische straling, die de ene keer meer dan de andere keer tot de aardatmosfeer weet door te dringen, een rol kan spelen bij wolkenvorming. Verhoogde kosmische straling (in geval van geringe zonneactiviteit) zou leiden tot extra condensatie van waterdamp, wolkenvorming en daarmee tot afkoeling en meer neerslag.

Zonnestorm
Op de zon heersen altijd zonnewinden. Dat zijn stromingen van geladen deeltjes die ontsnappen uit het oppervlak van de zon. Daardoor worden electrisch geladen deeltjes de ruimte in geslingerd. Eergisteren, 7 juni, was er sprake van een heftige zonnewind; een zonnestorm. Op dat moment zijn de snelheden van de deeltjes groter dan normaal en ze kunnen dan bij de aardatmosfeer naar binnen worden getrokken door het aardmagnetisch veld. Als de snelheid dermate hoog is, kun je noorderlicht krijgen. Dat zie je dan vooral rond de beide polen, omdat daar het sterkste aardmagnetisch veld zit. Hoe meer zonnevlekken, hoe meer van deze zonnestormen.

(Bronnen: weer.nl, Meteo Consult, NASA, spaceweather.com, Wikipedia, Solarscience,msfc.nasa.gov.)