Kui päikesest saadav energia varieerub 11-aastase päikesetsükli jooksul vaid 0,1 protsenti, siis kas selline väike varieerumine võib Maa ilmastikuoludesse suuri muutusi põhjustada? Jah, ütleme, et Riikliku Atmosfääriuuringute Keskuse (NCAR) teadlased, kes kasutasid oma uuringus rohkem kui sajandi ilmavaatlusi ja kolme võimsat arvutimudelit. Nad leidsid peeneid seoseid päikesetsükli, stratosfääri ja Vaikse ookeani troopilise tsooni vahel, mis töötavad sünkroonis perioodiliste ilmastikuolude tekitamiseks, mis mõjutavad suurt osa maakerast. Teadlaste sõnul aitab see teatavate kliimanähtuste, näiteks India mussooni ja Vaikse ookeani troopiliste vihmasajude intensiivsust aastaid ette ennustada.
"Päike, stratosfäär ja ookeanid on ühendatud viisil, mis võib mõjutada selliseid sündmusi nagu talvised vihmasajud Põhja-Ameerikas," ütles juhtiv autor NCAR-i teadlane Gerald Meehl. "Päikesetsükli rolli mõistmine võib anda lisateavet, kuna teadlased töötavad järgmise paarikümne aasta piirkondlike ilmastikuolude ennustamisel."
Uues uuringus vaadeldi seost Päikese mõju vahel kahel näiliselt sõltumatul piirkonnal. Kemikaalid stratosfääris ja Vaikse ookeani merepinna temperatuur reageerivad päikese maksimaalsel ajal viisil, mis võimendab Päikese mõju mõnele õhu liikumise aspektile. See võib tugevdada tuult ja vihmasadusid, muuta merepinna temperatuuri ja pilvekatet teatavates troopilistes ja subtroopilistes piirkondades ning mõjutada lõppkokkuvõttes globaalset ilma.
Töörühm kinnitas kõigepealt varasemat teooriat, mille kohaselt stratosfääri osoon absorbeerib päikeseenergia väikest suurenemist päikesepiste tipphetke ajal. Energia soojendab troopika kohal stratosfääri õhku, kus päikesevalgus on kõige intensiivsem, stimuleerides samas ka täiendava osooni tootmist, mis neelab veelgi rohkem päikeseenergiat. Kuna stratosfäär soojeneb ebaühtlaselt ja kõige tugevam soojenemine toimub madalamatel laiuskraadidel, siis muutuvad stratosfääri tuuled ja omavahel ühendatud protsesside ahela kaudu tugevnevad troopilised sademed.
Samal ajal põhjustab päikesekiirguse suurenenud päikesevalgus ookeani pinnavee kerget soojenemist üle Vaikse ookeani subtroopilise ala, kus Päikest blokeerivaid pilvi on tavaliselt vähe. See väike kogus lisasoojust viib suurema aurustumiseni, tekitades täiendavat veeauru. Kaubandustuuled veavad niiskust omakorda Vaikse ookeani lääneosa troopilistesse vihmastesse piirkondadesse, õhutades tugevamaid vihmasid ja tugevdades stratosfääri mehhanismi mõju.
Stratosfääri ülalt alla mõju ja ookeani alt üles mõju toimivad selle silmuse tugevdamiseks ja kaubavahetuse tuulte tugevdamiseks koos. Kuna rohkem päikest paistab kuivemaid alasid, tugevdavad need muutused üksteist, põhjustades subtroopikas vähem pilvi, võimaldades pinnale jõuda veelgi rohkem päikesevalgust ja tekitades positiivse tagasiside, mis suurendab veelgi kliimareaktsiooni.
Need stratosfääri ja ookeani vastused päikese maksimaalse aja jooksul hoiavad Vaikse ookeani ekvatoriaal-idaosa tavapärasest veelgi jahedamana ja kuivemana, tekitades La Nina sündmusega sarnased tingimused. Ligikaudu 1–2 kraadi Fahrenheiti jahtumine on keskendunud kaugemale itta kui tüüpilises La Ninas, ainult umbes poole tugevam ja seda seostatakse stratosfääri erinevate tuulemustritega.
Maa reageerimine päikesetsüklile jätkub aasta või kaks pärast päikesepiste maksimaalset aktiivsust. Päikese maksimumist vallandunud La Nina-laadne muster kipub kujunema El Nino-ga sarnaseks mustriks, kuna aeglaselt liikuvad hoovused asendavad Vaikse ookeani idaosa jaheda vee soojema veega. Ookeani reaktsioon on vaid umbes poole tugevam kui El Nino puhul ja mahajäänud soojus pole nii järjekindel kui La Nina-taoline muster, mis ilmneb päikeseringluse tipphetkedel.
Päikesekiirgus võib potentsiaalselt edendada tõelist La Nina sündmust või summutada tõelist El Nino sündmust. La Nina aastatel 1988-89 leidis aset päikese maksimumi tipu lähedal. See La Nina muutus ebaharilikult tugevaks ja seda seostati ilmastikuolude oluliste muutustega, näiteks ebaharilikult leebe ja kuiva talvega USA edelaosas.
India mussooni, Vaikse ookeani mere pinnatemperatuure ja sademeid ning muid piirkondlikke kliimamustreid mõjutavad suuresti Maa troopikas ja subtroopilises piirkonnas tõusev ja vajuv õhk. Seetõttu võiks uus uuring aidata teadlastel kasutada päikesetsükli prognoose, et hinnata, kuidas see tsirkulatsioon ja sellega seotud piirkondlikud kliimamuutused võivad järgmise kümne või kahe aasta jooksul varieeruda.
Meeskond kasutas kõigi muutujate vaatlemiseks kolme erinevat arvutimudelit ja kumbki jõudis sama tulemuseni, et isegi väikesel päikese energia muutumisel võib Maa peal olla sügav mõju.
"Suurenenud arvutusvõimsuse ja täiustatud mudelite, aga ka vaatluslike avastuste abil saame teada rohkem sellest, kuidas mehhanismid ühendavad päikese muutlikkuse meie ilmastiku ja kliimaga," räägib Meehl.
Meeskonna uurimistöö avaldati ajakirjas Teadus.
