• Die kürzesten bisher bekannten Perioden von Klimaschwankungen korrelieren offensichtlich eng mit der Sonnenfleckenaktivität, d.h. den Schwankungen der sogenannten "Solarkonstanten" (einer Grösse also, die selbstredend noch nie konstant war!).
  Dabei handelt es sich um den ..

• Die verschiedenen Zyklen können sich überlagern und zeichnen sich selbst durch starke Schwankungen in ihrer Intensität aus.

Abb. A2-27/01:
Aus: Max-Planck-Gesellschaft - Presseinformation vom 27. Oktober 2004 -    4 S
[date of access: 30.03.07]

"Aus C14-Daten rekonstruierte Sonnenfleckenzahlen (10-Jahres-Mittelwerte) für die vergangenen 11.400 Jahre (blaue Kurve) und die direkt beobachteten Sonnenfleckenzahlen seit 1610 (rote Kurve). Die verlässlichen C14-Daten enden 1900, so dass der starke Anstieg der Sonnenaktivität im 20. Jahrhundert dort nicht in Erscheinung tritt. Die Rekonstruktion zeugt deutlich, dass ein vergleichbarer Zeitraum hoher Sonnenaktivität mehr als 8.000 Jahre zurückliegt."
Bild aus MPI für Sonnensystemforschung, in:

Abb. A2-27/02:
Aus "Unusual activity of the Sun during recent decades compared to the previous 11,000 years" by S. K. Solanki, I. G. Usoskin, B. Kromer, M. Schüssler and J. Beer.- Nature 431, 1084-1087(28 October 2004) doi:10.1038/nature02995.

(FIG. 2 aus Solanki et al.) Comparison between directly measured sunspot number (SN) and SN reconstructed from different cosmogenic isotopes.

"Plotted are SN reconstructed from Delta 14C (blue), the 10-year averaged group sunspot number1 (GSN, red) since 1610 and the SN reconstruction 14 from 10Be under the two extreme assumptions of local (green) and global (magenta, dashed) production, respectively. The slightly negative values of the reconstructed SN during the grand minima are an artefact; they are compatible with SN = 0 within the uncertainty of these reconstructions as indicated by the error bars. Delta14C is connected with the 14C production rate via a carbon cycle model21. The connection between the 14C production rate, R, and the cosmic ray flux is given by where theta is the colatitude relative to the geomagnetic dipole axis, and Pc (theta, M) is the local cosmic ray rigidity cutoff (which depends on theta and the virtual geomagnetic dipole moment, M)23. X(P, Phi) is the differential cosmic ray rigidity spectrum near Earth, Phi is the modulation strength describing the average rigidity losses of cosmic rays inside the heliosphere, Y(P) is the differential yield function 24 of 14C, and P is the rigidity of the primary cosmic rays.

For studies of long-term changes of the cosmic ray flux, the parameter Phi alone adequately describes the modulation of the cosmic ray spectrum X(P)11,24. The two most abundant cosmic ray species, protons and alpha-particles, are taken into account in the model13. The cosmic ray transport model relates R to Phi, which in turn depends on the Sun's open magnetic flux12.

The open flux is linked with the magnetic flux in sunspots (and thus with the SN) via the source term in a system of differential equations9,10. The value of R is obtained from Delta14C and M is known for the whole interval of interest 25,26, so that Phi can be obtained from the inversion of the equation given above. Error bars depict the 68% confidence interval for the reconstructed SN, which takes into account both random and systematic uncertainties."

Abb. A2-27/04:
Die Zahl der Sonnenflecken schwankt in einem regelmässigen Zyklus von etwa 11 Jahren, welche in Gruppen auftreten (Gleissberg-Zyklen - 80-90 Jahre). Die Maxima sind unterschiedlich stark ausgeprägt. In der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts war die Sonne fast fleckenlos (H.Wöhl, Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik, Freiburg, verändert und ergänzt nach University of Nebraska-Lincoln, Natural Resources)."

Ursprünglich aus: Schmitt, D. & M. Schüssler (2002), S. 4, farblich verändert. Die Zyklen wurden seit ca. 1749 gezählt. Um das Jahr 2000 wurde der Zyklus 23 durchlaufen. Im März 2008 beginnt der Zyklus 24, welcher evtl. die gleiche Sonnenfleckenrelativzahl haben kann wie die Zyklen 3, 18, 21 oder 22. Andere Berechnungen gehen davon aus [not longer online] , dass 23 und 24 wohl ähnlich sein werden. Siehe unten!

• Beer, J. (2004) Kosmische Strahlung und Wolken.- EAWAG news 58
• Willson, Richard C., and Alexander V. Mordvinov (2003) Secular Total Solar Irradiance Trend During Solar Cycles 21-23.- Geophysical Research Letters 30: 1199-1202.
• Lassen, K. (1997) Long-term Variations in Solar Activity and their Apparent Effect on the Earth's Climate.- Tekniske rapporter fra No. 97-11.
• Friis-Christensen, E. & H. Svensmark (1997) What do we really know about the Sun-climate connection? - Advances in Space Research, Volume 20, Issue 4-5, p. 913-921.

Anmerkung 1:

Die Aussagen von Friis-Christensen und Lassen (1991) in Science sind mittlerweile umstritten und waren z.B. nach Auffassung von Beer (2004), siehe unten Lit.-Angabe! eher "ambitiöse Interpretationen" Gleichwohl waren die Hinweise sehr wichtig und haben die Notwendigkeit weiterer Forschungen in diese Richtung deutlich gemacht. Mittlerweile hat es hier einige Korrekturen gegeben, die vor allem die Daten-Interpretation der letzten 30 Jahre betrifft (vgl. Lassen 1997, siehe Lit.-Angabe unten!).

Andererseits scheint heute kein Zweifel mehr dahingehend zu bestehen, dass wenigstens vor Mitte der 70er Jahre die Sonne eine entscheidende Rolle bei der Temperaturentwicklung gespielt hat. Damit wird die Bedeutung von CO₂ für die "post LIA-Phase" stark relativiert (nicht negiert). Exogene Faktoren spielen aber offensichtlich eine weitaus grössere Rolle als von den Befürwortern der AGW-Hypothese bisher akzeptiert.

Anmerkung 2: Siehe dazu auch den vielfach aufschlussreichen Film:

Das Geheimnis der Wolken. Eine ARTE-Sendung von 2008 in 5 Teilen auf YouTube, oder die Ganze Doku (auf YouTube, 52 Min) - Klimawandel durch Sonne, kosmische Strahlung & Wolkenbildung.

Eine populärwissenschaftliche Abhandlung finden Sie hier:
Henrik Svensmark & Nigel Calder (2008) Sterne steuern unser Klima.- Patmos, 251 Seiten, 24,90 Euro.

Anmerkung:

• Wie Ende des 20. und zu Beginn des 21. Jahrhunderts ein sogenanntes "Modernes Minimum" herausgelesen werden kann, ist nicht so leicht nachzuvollziehen. Zyklus 23 (siehe oben!) zeigt bestenfalls eine Abschwächung auf hohem Niveau. Vgl. Solanki et al. (2004), MPG 2004 und auch die nächste Abb. des LASP mit der TSI (Reconstructed Total Solar Irradiance). Im übrigen müsste dann wesentlich eher von einem "Minimum" um 1900 (Krakatao-Ausbruch) gesprochen werden. Um ein Minimum im eigentlichen Sinne, d.h. ein Minimum solarer Aktivität, handelte es sich aber mitnichten.

Nachtrag:

• Neuere Beobachtungen zeigen tatsächlich eine signifikante Abschwächung der Sonnenfleckenaktivität zu Beginn des 21.Jh. (einhergehend mit einer Stagnation bis Rückläufigkeit der "globalen Temperaturen"). Die Bedeutung von Zyklus 24 wurde von Hathaway & Wilson (2006) - siehe unten! - überschätzt. Aber auch von Ihnen wurde für die erste Hälfte des 21. Jh. ein Rückgang der Sonnenfleckenaktivität prognostiziert. Jedoch sollte erst der Zyklus 25 - ab etwa 2020 - ihren Berechnungen zufolge extrem schwach ausfallen.

Abb. A2-27/07:
Laboratory for Atmospheric and Space Physics, University of Colorado at Boulder: LASP over longer periods of time Measuring Earth's surface temperature and solar radiation.


"After accounting for the increase in CO2 and other greenhouse gases, the Earth’s surface temperature corresponds with the increase in solar radiation, except during major volcanic eruptions"

Abb. A2-27/08:
University of Nebraska-Lincoln, Natural Resources. - Intellicast - Global "cooling" about to kick in? " Relation to Solar Cycle: 'Global Warming' and Solar Flux: Warming"

"The periods of warming shown above also coincide nicely with the stronger eleven year solar cycles shown (above). The cooler periods during the last one hundred years or so correspond with the weaker solar cycles of the last one hundred years. Thus it seems that the sun is a factor in the global temperatures and the stronger cycles of late may be a significant factor in recent global warming."

"According to their analysis (Hathaway and Wilson's prediction for the amplitude of Solar Cycle 24), the next Solar Maximum should peak around 2010 with a sunspot number of 160 plus or minus 25. This would make it one of the strongest solar cycles of the past fifty years - which is to say, one of the strongest in recorded history. [Eine Einschätzung, die bisher noch weit neben der Realität liegt, Anm. Verfasser, 07.03.2010]

Astronomers have been counting sunspots since the days of Galileo, watching solar activity rise and fall every 11 years. Curiously, four of the five biggest cycles on record have come in the past 50 years. "Cycle 24 should fit right into that pattern," says Hathaway.

These results are just the latest signs pointing to a big Cycle 24. Most compelling of all, believes Hathaway, is the work of Mausumi Dikpati and colleagues at the National Center for Atmospheric Research (NCAR) in Boulder, Colorado. "They have combined observations of the sun’s 'Great Conveyor Belt' with a sophisticated computer model of the sun’s inner dynamo to produce a physics-based prediction of the next solar cycle." In short, it's going to be intense. Details may be found in the Science@NASA story Solar Storm Warning."

"Hathaway points out that there are actually two types of geomagnetic activity:

(1) storms caused by the gentle buffeting of solar wind streams and
(2) storms caused by the more forceful impact of flares and coronal mass ejections (CMEs).

Only the first type has predictive value," says Hathaway. "Storms caused by solar wind streams come and go in a regular pattern that foretells the solar cycle. Storms caused by flares and CMEs don't have this property."

To improve their results, Hathaway and Wilson used a technique developed by Joan Feynman to remove storms caused by flares and CMEs from their data.

Anmerkung:

• Zu den Prognosen von Hathaway & Wilson (2006) vgl. Sie bitte die Angaben zum aktuellen Stand der Forschung, speziell Solanki et al. (2009) und Vieira & Solanki (2010), wonach der Zyklus 24 evtl. nur sehr schwach ausgeprägt, oder sehr spät auftreten wird.

Abb. A2-27/10:
"Long Range Solar Forecast - Solar Cycle 25 peaking around 2022 could be one of the weakest in centuries", vom 05.10.2006 / Author: Dr. Tony Phillips | Production Editor: Dr. Tony Phillips | Credit: Science@NASA

"In red, David Hathaway's predictions for the next two solar cycles and, in pink, Mausumi Dikpati's prediction for cycle 24.

On the other hand, they will have to worry more about cosmic rays. Cosmic rays are high-energy particles from deep space; they penetrate metal, plastic, flesh and bone. Astronauts exposed to cosmic rays develop an increased risk of cancer, cataracts and other maladies. Ironically, solar explosions, which produce their own deadly radiation, sweep away the even deadlier cosmic rays. As flares subside, cosmic rays intensify - yin, yang.

Hathaway's prediction should not be confused with another recent forecast: A team led by physicist Mausumi Dikpata of NCAR [vgl. Lit. unten!] has predicted that Cycle 24, peaking in 2011 or 2012, will be intense. Hathaway agrees: "Cycle 24 will be strong. Cycle 25 will be weak.Both of these predictions are based on the observed behavior of the conveyor belt."

Anthony Watts (Jan. 25, 2012) First Estimate of Solar Cycle 25 Amplitude – may be the smallest in over 300 years.- WUWT.

Esp. the next two contributions of:

Solanki, S.K., N.A. Krivova & L.E. Vieira (2009) Solar magnetic field and irradiance: How unusual is the current minimum? AGU Fall Meeting, 14 - 18 Dec. 2009, San Francisco, USA [leider nicht mehr direkt online]

McCracken, F.B. McDonald, J. Beer, J. Abreu & F. Steinhilber (2009) The effects of low solar activity upon the cosmic radiation and the interplanetary magnetic field over the past 10,000 years, and implications for the future. AGU Fall Meeting, 14 - 18 Dec. 2009, San Francisco, USA. [date of access: 22.02.2010, [leider nicht mehr direkt online]

Friedhelm Steinhilber and Jürg Beer (2013) Prediction of solar activity for the next 500 years.- Journal of Geophysical Research: Space Physics, Volume 118, Issue 5.

Balmaceda, L., N.A. Krivova & S.K. Solanki (2007) Reconstruction of solar irradiance using the Group sunspot number.- Advances in Space Research 40: 886-989.[last date of access: 15.11.2019]

Vieira, L. E. A. & S. K. Solanki (2010) Evolution of the solar magnetic flux on time scales of years to millenia.- A&A Volume 509, 13 pp., January 2010, Published Online: 26 January 2010. [date of access: 25.02.10]

"Abstract:

Aims. We improve the description of the evolution of the Sun's open and total magnetic flux on time scales of years to millenia.

Methods. In the model employed here the evolution of the solar total and open magnetic flux is computed from the flux emerging at the solar surface in the form of bipolar magnetic features, which is related to the sunspot number cycle parameters and can be estimated from historical records. Compared to earlier versions of the model in addition to the long-lived open flux, now also a more rapidly decaying component of the open flux is considered. The model parameters are constrained by comparing its output with observations of the total surface magnetic flux and with a reconstruction of the open magnetic flux based on the geomagnetic indexes. A method to compute the Sun's total magnetic flux and the sunspot number during the Holocene, starting from the open flux obtained from cosmogenic isotopes records, is also presented.

Results. By considering separately a rapidly evolving and a slowly evolving component of the open flux the model reproduces the Sun's open flux, as reconstructed based on the aa-index, much better and a reasonable description of the radial component of interplanetary magnetic field data is obtained. The greatest improvement is in the reproduction of the cyclic variation of the open flux, including the amplitudes of individual cycles. Furthermore, we found that approximately 25% of the modeled open flux values since the end of the Maunder minimum are lower than the averaged value over 2008, i.e. during the current low minimum. The same proportion is observed in reconstructions of the open flux during the Holocene based on cosmogenic isotopes, which suggests that the present solar minimum conditions are below average, but not exceptional in terms of the heliospheric magnetic flux."

Science News, (June 9, 2008) The sun has been lying low for the past couple of years, producing no sunspots and giving a break to satellites.

Weitere, umfangreiche Literatur zum Thema "Sonnenaktivität"