Príroda ukrýva zložité vzorce správania a kým niektoré vidíme na prvý pohľad, iné vyžadujú desaťročia precízneho zberu dát. Najnovší výskum odhaľuje práve jeden takýto skrytý fenomén. Silné geomagnetické búrky ovplyvňujú množstvo zrážok na Zemi už v priebehu toho istého dňa, ako slnečná plazma zasiahne našu planétu, upozorňuje UniverseToday.

Pomohli špičkové dáta

Odborný časopis Geophysical Research Letters nedávno publikoval štúdiu, ktorú vypracoval Joachim Raeder, emeritný profesor fyziky na Univerzite v New Hampshire. Jeho výsledky prinášajú zásadný technický pohľad na prepojenie vesmírneho počasia a procesov v zemskej troposfére.

Vedcov dlhodobo fascinuje fakt, že aj nepatrné zmeny v celkovom slnečnom vyžarovaní vyvolávajú merateľné odozvy v klimatickom systéme Zeme. Celkové slnečné vyžarovanie, často označované ako solárna konštanta, meria množstvo slnečnej energie dopadajúcej na jeden štvorcový meter na hornej hranici zemskej atmosféry. Hoci výskumníci v minulosti vytvorili množstvo štúdií o súvislostiach medzi jedenásťročným slnečným cyklom a klímou, fyzikálny mechanizmus tohto prepojenia dlho unikal ich pozornosti.

Raeder pre svoju analýzu využil obrovský súbor dát pokrývajúci obdobie šesťdesiatsedem rokov. Pracoval s hodinovými záznamami atmosférickej databázy ERA5 a indexom Dst. Tento index, ktorý vedci štandardne merajú v nanoteslách, kvantifikuje intenzitu prstencového prúdu Zeme.

Prstencový prúd obieha našu planétu a generuje magnetické pole pôsobiace priamo proti zemskému dipólu. Keď slnečná búrka zasiahne magnetosféru, index Dst okamžite klesne do záporných hodnôt. Samotný pokles priamo indikuje oslabenie zemského magnetického štítu. Systém ERA5 zasa od roku 1940 nepretržite ukladá hodinové odhady obrovského množstva atmosférických a oceánskych premenných.

Analýza týchto robustných dát ukazuje, že solárne a geomagnetické búrky spôsobujú okamžitý a výrazný úbytok zrážok, či už hovoríme o daždi alebo snežení. Časové hľadisko tohto javu fascinuje meteorológov najviac, pretože zmeny počasia nastupujú extrémne rýchlo.

Ak napríklad prístroje zaznamenajú úder slnečnej plazmy do našej magnetosféry napoludnie stredoeurópskeho času, výrazný pokles zrážok meteorologické stanice namerajú ešte pred polnocou toho istého dňa. Letné a zimné búrky navyše potláčajú zrážky oveľa intenzívnejšie ako búrky na jar a na jeseň. Raeder hodnotí tieto nájdené vzorce v dátach ako absolútne nespochybniteľné.

Mechanizmus je jasný a predsa sa dlho skrýval

Hľadanie presného fyzikálneho mechanizmu pripomína rozpletanie gordického uzla. Klimatický systém Zeme funguje ako mimoriadne dynamický celok, kde jednotlivé príčiny a následky navzájom neustále interagujú.

Raeder prichádza s veľmi reálnou hypotézou, ktorá zahŕňa polárny vír. Tento útvar ľadového vzduchu štandardne rotuje nad zemskými pólmi a na mieste ho držia silné výškové vetry prúdiace vo vrchných vrstvách troposféry a stratosféry, známe aj ako dýzové prúdenie.

NASA/ESA/Úprava redakcie

Pri zásahu slnečnej erupcie preniká obrovské množstvo elektromagnetickej energie cez oslabenú ionosféru priamo do oblasti polárneho víru. Zvýšený prísun energie narúša tlakové gradienty ohraničujúcich vetrov. Vír následne uvoľňuje studený vzduch, ktorý rýchlo klesá do nižších zemepisných šírok a spôsobuje náhle ochladenia, zatiaľ čo destabilizuje podmienky nutné pre tvorbu zrážok.

Alternatívne vysvetlenie ponúka fyzika kozmického žiarenia, pričom tu uplatňujeme princíp takzvaného Forbushovho poklesu. Intenzívny slnečný vietor počas solárnej búrky vytvára silnejší ochranný štít v celej vnútornej slnečnej sústave.

Tento štít spoľahlivo blokuje prechod vysokoenergetického galaktického kozmického žiarenia pochádzajúceho z ďalekých hlbokovesmírnych udalostí, akými sú napríklad explózie supernov. Kozmické lúče pri prieniku do nižšej atmosféry za bežných okolností ionizujú molekuly vzduchu, čím vytvárajú kondenzačné jadrá nevyhnutné pre formovanie vodných kvapiek a ľadových kryštálikov v oblakoch.

Zosilnený slnečný vietor teda prudko zníži množstvo kozmického žiarenia dopadajúceho na Zem, následkom čoho oblačnosť redne a zrážky okamžite slabnú. Hoci táto teória vyvoláva vo vedeckej komunite polemiky, vynikajúco demonštruje extrémnu komplexnosť celej problematiky.

Určitú záhadu stále predstavujú geografické anomálie. Najvýraznejší pokles zrážok podľa dát nastáva v oblasti Hudsonovho zálivu v Kanade a nad Skalnatými horami na západe Spojených štátov.

Raeder obmedzil svoj primárny výskum výhradne na Severnú Ameriku, avšak predchádzajúce výskumy eurázijského kontinentu vykazujú úplne zhodné korelácie. Meracie zariadenia zaznamenávajú najväčšie odchýlky počas zimy na severnej pologuli, pričom tieto anomálie nadobúdajú obrovské regionálne rozdiely v kontinentálnej mierke.

Čítajte viac z kategórie: Novinky