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Lo que es aún más interesante es dónde sugen las manchas solares en la superficie del Sol. A medida que el número de manchas solares aumenta desde un mínimo, las manchas aparecen al norte y al sur del ecuador solar, por lo general en las latitudes solares medias alrededor de los 40 grados.

A medida que el ciclo continúa, las manchas solares aparecen más cerca del ecuador hasta el próximo mínimo, y la mayoría de las manchas aparecen en una banda estrecha en el ecuador. Entonces, todo comienza de nuevo. El gráfico de la posición de las manchas solares a lo largo del tiempo, que se muestra a continuación, se denomina diagrama de Maunder o "diagrama de las mariposas".

Este cambio periódico en el número y la posición de las manchas solares fue un descubrimiento sorprendente. Y no es solo que la cantidad de manchas solares varíe cada 11 años. El ciclo de manchas solares también coincide con otras actividades en el sol, incluidas las violentas expulsiones de masa, el tamaño y la extensión del alcance externo del sol llamado corona solar, y la intensidad de la luz y las partículas cargadas que el sol expulsa al espacio y afectan las atmósferas y campos magnéticos de muchos planetas del sistema solar, especialmente de la Tierra.

Esta variación casi regular a lo largo de 11 años de las manchas solares y otras actividades solares se llama ciclo solar. Parece ser solo un síntoma de un proceso dinámico complejo y poco entendido que tiene lugar en el interior del sol, llamado dínamo solar, y que genera el campo magnético global del sol. Para hacer las cosas aún más extrañas, el campo magnético parece invertir su polaridad una vez cada dos ciclos de manchas solares, o 22 años, lo que significa que la polaridad magnética de los pares de manchas solares en la superficie del Sol cambia de dirección de ciclo a ciclo.

Actualmente estamos saliendo de un período de actividad mínima de manchas solares, cuando se vieron muy pocas manchas solares. El último ciclo se denominó Ciclo 23, y alcanzó su punto máximo a mediados de 2000. El siguiente es el Ciclo 24. (Por convención, el ciclo de manchas solares que comenzó en los años 1755-56 se llama Ciclo 1). Sin embargo, el ciclo 24 ha sido lento en comenzar... ha habido muchas menos manchas solares de lo esperado. Muchos astrónomos esperan que veamos muchas más manchas solares en este ciclo muy pronto.

Pero otros sospechan que tenemos un período de relativamente pocas manchas solares. Ya pasó antes, como puedes ver en el primer diagrama de arriba. El período de 1645-1715, por ejemplo, tuvo una desaparición repentina e inexplicable de las manchas solares. El tiempo se llama Mínimo de Maunder, y coincidió casi exactamente con un período frío en nuestra historia climática llamado la "Pequeña Edad de Hielo".

¿Es una coincidencia que el Mínimo de Maunder se superponga con la Pequeña Edad de Hielo? ¡Tal vez no!




¿Las manchas solares causan el calentamiento global?

En nuestro último artículo sobre manchas solares, mencionamos el extraño período de 1645-1715 cuando las manchas solares parecían desaparecer. Llamado el Mínimo de Maunder, este período coincidió con la "Pequeña Edad de Hielo", cuando el norte de Europa y otras partes del mundo se hundieron en un largo período de veranos frescos y largos inviernos en el que los rendimientos de los cultivos cayeron y los ríos, puertos y canales se congelaron.

Este tranquilo período de actividad solar fue seguido de cerca por otro, llamado Mínimo Dalton, desde 1795-1825. También combina bien con un período de clima más fresco, aunque la erupción del volcán Tambora en 1816 también contribuyó.



Así que te preguntarás ... ¿los períodos de poca actividad de las manchas solares conducen a un clima más frío en la Tierra? ¿Y los períodos de mayor actividad de manchas solares, como los ocurridos entre 1900-1950, son los responsables de los períodos de temperaturas más altas en la Tierra? ¿Pueden las manchas solares explicar el aumento de la temperatura durante el siglo XX, tal vez, en lugar de los gases de efecto invernadero producidos por la actividad humana?

De hecho, el sol se calienta cuando hay más manchas solares. Porque aunque las manchas son más frías, van acompañadas de zonas más calientes y brillantes llamadas fáculas que hacen que el brillo general del sol aumente en un 0,1% en longitudes de onda visibles, y más en las longitudes de onda ultravioleta.

Tales aumentos en el brillo solar están incluidos en los modelos climáticos. Parece que el ciclo de manchas solares, que dura 11 años, así como el aumento de la actividad solar a principios del siglo XX, conducen a un aumento en la temperatura global promedio de 0.1 a 0.2 grados centígrados... que es solo alrededor del 20% del aumento observado, de 0.5 a 1.0 grado.

Entonces... caso cerrado, ¿verdad? ¿Los gases de efecto invernadero, y no la actividad solar, son la principal causa de los cambios climáticos en el siglo pasado?

Bueno, no tan rápido. Porque cuando los números de manchas solares suben y bajan, ocurren más cosas que simples cambios en el brillo solar. Los períodos de baja actividad de manchas solares corresponden a periodos de baja actividad magnética en el sol y reducciones de las cargas de partículas del sol (el llamado viento solar). El viento solar pasa zumbando más allá de la Tierra y desvía los rayos cósmicos del espacio profundo evitando que golpee nuestra atmósfera.

Una teoría propuesta recientemente por científicos daneses sugiere que, cuando los rayos cósmicos golpean nuestra atmósfera, crean diminutas partículas de aerosol que conducen a una mayor formación de nubes y a que la luz solar penetre menos en la Tierra. Así que es un doble golpe... menos manchas solares significan un sol más tenue, lo que también significa más rayos cósmicos en la atmósfera y más nubes que enfrían aún más la Tierra. Y viceversa cuando hay más actividad solar.

Otra teoría reciente sugiere que el aumento de la luz ultravioleta del sol impulsa el flujo de energía de la atmósfera superior a la inferior al alterar una capa de ozono en lo alto de la atmósfera. No está claro cómo afecta esto al clima .

Y resulta que (por lo que sabemos), los modelos informáticos del clima no toman en cuenta estos efectos indirectos de la actividad solar al calcular el cambio en el clima global. Y aunque la actividad humana solo es responsable del 5% de dióxido de carbono emitido a la atmósfera anualmente, el sol representa TODA la energía que golpea la Tierra e impulsa sus dinámicas y enormemente complejas corrientes oceánicas y la atmósfera.

Como se puede ver, a pesar de lo que oye en los medios, todavía hay mucha incertidumbre sobre cómo funciona realmente el clima de la Tierra y cómo cambia con el tiempo, y cómo los cambios en la actividad solar impulsan el cambio climático. Un escepticismo saludable y abierto es, como siempre, lo apropiado.

Y recuerde... la Tierra es tan compleja que incluso el mejor modelo de computadora del mundo no puede decirle con certeza alguna si necesitará un paraguas cuando salga por la puerta para ir a la oficina una semana a partir de hoy.

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Artículos publicado originalmente en oneminuteastronomer.com  (19 y 24 de septiembre de 2009).



ANEXO, por Rabioso

La conexión entre los ciclos solares y el clima en la Tierra ha sido discutida por científicos desde hace siglos. En 1645, Antonii Mariae Scheyreli sugirió que un incremento en las manchas solares podría estar asociado con un clima frío, y en 1801, William Herschell decía que los altos precios de trigo indicaban un clima frío y lo asociaba con la aparición de pocas manchas solares.



Actualmente, los datos confirman que el Ciclo Solar 24 ha sido el ciclo solar más debil desde el llamado "Mínimo de Dalton" (duró aproximadamente desde 1790 a 1830), y las predicciones apuntan a que el Ciclo Solar 25 será uno de los más débiles de los últimos siglos. La NASA ha informó que el atraso en la aparición de manchas se debe a que las corrientes de gas calientes son mucho más lentas que en ciclos pasados. De seguir esta tendencia podría presentarse un nuevo Mínimo de Maunder, lo que podría llevar implícito una pequeña Edad de Hielo como la que stuvo lugar aproximadamente entre 1650 y 1700.

Los efectos del Sol sobre la Tierra son enormes, como ha podido notarse conforme ha ido avanzando la tecnología utilizando corrientes, conductores y ondas electromagnéticas. La radiación solar, cuya cantidad depende de los ciclos solares, es fundamental para el desarrollo de la vida en la Tierra: La radiación infrarroja y luminosa que llega al planeta permite los procesos de fotosíntesis para que plantas y algas se desarrollen y den origen a la cadena alimenticia de la que todos los seres vivos dependen; además, la energía del Sol es responsable de mantener al planeta apto para la vida, y permite fenómenos climáticos como las corrientes marítimas y los huracanes.


Precisamente por esto, es inevitable que un ciclo solar mínimo afecte al clima de la Tierra, y algunos autores advierten que las corrientes marítimas y atmosféricas pueden verse seriamente afectadas, como se ha visto en el pasado. Y es que la influencia del Sol sobre nuestra atmósfera es directa, ya que afecta a la formación de las nubes: "El Sol puede influir en el clima de una forma indirecta. Por ejemplo, la cantidad de rayos cósmicos que llega a la tierra depende de la velocidad del viento solar: si la actividad del sol es baja, éste disminuirá, y llegarán más rayos cósmicos a la Tierra. Aunque ‘rayos cósmicos’ suene a algo sacado de Mazinger Z, en realidad son partículas que nos llegan desde el espacio y que favorecen la aparición de nubes.  La teoría entonces queda como que a más manchas, más viento solar, menos rayos cósmicos, menos nubes, más radiación solar que llega a la Tierra, y por lo tanto más calorcito... Un análisis reciente reveló que el Sol nunca había estado tan activo como durante los últimos 60 años. ¿Podría estar relacionado con el calentamiento global?".

Posiblemente dentro de poco vamos a conocer la respuesta a esa pregunta.