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Astronomie+Physik Erde+Klima

Forscher: Der Sonnenzyklus beeinflusst das Erdklima

Die Sonnenaktivität schwankt in einem Zyklus von elf Jahren. Die damit verbundene Schwankung der Strahlungsintensität um maximal ein Prozent gilt als zu gering, um das Klima auf der Erde direkt zu beeinflussen. Zwei Physiker der Duke-Universität in Durham, North Carolina, haben jedoch eine Übereinstimmung zwischen dem statistischen Schwankungsmuster der Sonnenaktivität und dem der Temperaturen auf der Erde festgestellt. Sie stellen ihre Analyse in den Physical Review Letters (90, 248701) vor.

Ein Zusammenhang zwischen der Sonnenaktivität und Klimaschwankungen auf der Erde wird schon seit langem diskutiert. Wenn die Sonnenaktivität ihr Maximum erreicht, ist die Anzahl der Sonnenflecken am größten. Verantwortlich für den Anstieg der Strahlungsintensität ist jedoch die gleichzeitige Zunahme der Sonneneruptionen, auch Protuberanzen genannt.

Eine mögliche Erklärung für eine Beeinflussung des Erdklimas ist eine Veränderung des interplanetaren Magnetfeldes, das von der Sonne erzeugt wird. Je größer die Sonnenaktivität, desto effektiver wird die Erde durch eine Wechselwirkung dieses Magnetfeldes mit dem Erdmagnetfeld vor dem Einfall der kosmischen Strahlung abgeschirmt. Die Teilchen dieser Strahlung – so mutmaßen einige Forscher – dienen als Kondensationskeime für Wolken. Die Konsequenz: Je höher die Sonnenaktivität, desto weniger Wolken bilden sich und desto wärmer ist es auf der Erde.

Nicola Scafetta und Bruce West waren nun insbesondere an einem Zusammenhang zwischen der Anzahl der Protuberanzen auf der Sonne und kurzfristigen Temperaturschwankungen auf der Erde interessiert – Schwankungen, die in der Größenordnung von Wochen und Monaten auftreten. Ein direkter Nachweis eines kausalen Zusammenhangs bei solch kurzen Zeiträumen ist aber aufgrund der Komplexität des Erdklimasystems kaum möglich.

Die beiden Physiker konzentrierten sich stattdessen darauf, nach Ähnlichkeiten in den statistischen Schwankungsmustern der beiden Systeme zu fahnden. Sie führten dazu eine so genannte Zeitreihenanalyse der Daten durch. Solch eine Analyse ist eine mathematische Methode, die in Datenmengen nach mehr oder weniger regelmäßigen Schwankungsperioden sucht. Dabei muss in der Regel eine Überlagerung vieler verschiedener Zyklen in die Einzelzyklen zerlegt werden. Außerdem müssen Störfaktoren herausgefiltert werden.

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Das Ergebnis: Sowohl in der Zeitreihe der Sonnenprotuberanzen als auch in der der Temperaturschwankungen auf der Erde fanden die beiden Physiker eine mathematische Levy-Verteilung. Aus dem Vergleich der Koeffizienten der beiden Verteilungen schließen die Forscher, dass der Sonnenzyklus die Erdtemperaturen beeinflusst.

Axel Tillemans
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