Influencia del ciclo solar en la atmósfera terrestre: El factor de la irradiancia solar.

Los Doctores Huw Morgan y Youra Taroyan del Departamento de Física de Aberystwyth University, en el Reino Unido, han publicado en la revista Science un artículo titulado: “Global conditions in the solar corona from 2010 to 2017“, para presentar los resultados del primer informe de este tipo que presenta los valores globales a largo plazo de las condiciones en la corona solar durante la mayor parte de un ciclo de actividad solar. Este trabajo es una visión general de los principales resultados, con un análisis detallado reservado para futuros estudios.

Generalmente, los estudios de la corona solar se limitan a regiones particulares o ha pequeños estudios estadísticos. En cambio, este trabajo presenta un resumen inicial de los resultados obtenidos de un análisis de medición de emisión diferencial (DEM) de un gran conjunto de observaciones en ultravioleta extremo (EUV) realizadas a lo largo de varios años. A partir de estos resultados, la temperatura media global de la corona solar y la medición de la emisión total (EM) se estiman a lo largo de varios años y se comparan con mediciones del campo magnético fotosférico.

Aunque la irradiancia solar total en la Tierra varía muy poco, apenas un 0,1% a lo largo de su ciclo solar de 11 años, la variabilidad relativa en ultravioleta extremo (EUV) es tan grande no por un minúsculo 0,1%, sino por enormes factores de 10 o más. Esta luz EUV interactúa con la termosfera y estratosfera de la Tierra y puede afectar el clima en un proceso “descendente” pudiendo afectar considerablemente la química y la estructura térmica de la atmósfera superior en regiones como el norte de Europa.

La apariencia cambiante de la corona solar desde el mínimo solar hasta el máximo. Estas imágenes fueron tomadas por el instrumento AIA del SDO en EUV hacia el final del último período de actividad mínima solar en mayo de 2010 (mitad izquierda) y durante el actual período solar máximo en diciembre de 2014 (mitad derecha). Los canales de imagen tricolor rojo-verde-azul están compuestos por observaciones realizadas en tres canales AIA: 171, 193 y 211 Å respectivamente, correspondientes a sus líneas de emisión más dominantes de Fe IX, Fe XII y Fe XIV con formación Temperaturas de ~ 0.7, 1.2 y 2.0 MK. La imagen se ha procesado mediante normalización gaussiana de escala múltiple.

Una incertidumbre para este análisis prolongado, es la falta de mediciones históricas de la emisión solar en EUV. En contraste, los registros de las manchas solares, probablemente el índice más reconocido de la actividad solar, datan de siglos atrás.

Los estudios del efecto solar sobre el clima terrestre deben hacer uso de tales datos a largo plazo para la variación de la irradiación solar. Este análisis de las condiciones coronales globales da una estimación de las contribuciones relativas de la corona silenciosa (la parte de la corona solar que permanece relativamente tranquila independientemente de la actividad subyacente) y las regiones activas a la irradiancia en EUV, un paso clave en una estimación de la irradiancia EUV basado simplemente en la región activa (área o número de manchas solares).

El estudio muestra un resumen inicial estimado de la irradiancia de EUV coronal obtenida del análisis global de DEM (La visión general del estudio excluye la cromosfera y la irradiancia de la región de transición). Un trabajo futuro utilizará los resultados con más detalle y, en particular, buscará un vínculo más completo entre la irradiancia total de EUV, el ciclo solar y la proporción de la corona solar definida como corona silenciosa o regiones activas, así como el tamaño, latitud y edad de las regiones activas.

La irradiancia del ultravioleta extremo EUV examinada emitida por diferentes regiones coronales, mostró a los investigadores que a lo largo de todo un ciclo, la corona silenciosa dominó las emisiones de EUV, y que cuando el sol está en el mínimo solar, esta región de la corona varia la temperatura de 1.4 MK a 1.8 Mk en el máximo solar y que las regiones más activas demostraron una mayor variabilidad. Pero también encontraron que las principales mediciones de emisiones tanto de la corona silenciosa como aquellas regiones que eran más activas fueron según describen como “notablemente constante”.

Sus conclusiones demuestran, que la supervisión de las manchas solares no es el medio adecuado para predecir la irradiancia solar en EUV. Habrá que perseverar para desvelar el misterio de la corona solar con más mediciones y estudios necesarios para comprender mejor los factores que intervienen en el proceso.

Data from NASA's Solar Dynamics Observatory offer clues about sun’s coronal irradiance
Película de la temperatura y la medida de la temperatura coronal durante un período de 4 días durante 2011, como se obtuvo del análisis de los datos ultravioleta extremos de AIA del  SDO. Crédito: Datos de la misión AIA / SDO de la NASA, técnica de análisis basada en Hannah & Kontar, procesamiento y visualización Huw Morgan (Universidad de Aberystwyth).

Solar Dynamics Observatory, clave para la monitorización y estudio de nuestra estrella:

Desde mediados de 2010, la emisión de EUV de la corona solar se representa en alta resolución espacial y temporal por los múltiples canales del instrumento AIA (Atmospheric Imaging Assembly) a bordo del satélite SDO Solar Dynamics Observatory en órbita terrestre. Cada canal está dominado por la emisión de elementos altamente ionizados; Por lo tanto, la medición está relacionada con la densidad coronal y la temperatura. Otro instrumento a bordo de SDO, el Helioseismic y Magnetic Imager HMI, es utilizado para medir el campo magnético fotosférico en alta resolución. Un tercer instrumento, el experimento de variabilidad EVE mide el espectro de EUV integrado en disco en alta resolución espectral.

 

 

 

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