…und beeinflusst die Erderwärmung
Die Sonne ist der wichtigste Energiespender der Erde und Motor des Klimas. Doch sie schickt mal mehr, mal weniger Licht zur Erde. Astronomen um Natalie Krivova erfassen am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen diese Schwankungen der Sonnenstrahlung in Modellen, um herauszufinden, ob die Veränderungen zur Erderwärmung beitragen oder ob sie ihr entgegenwirken.
Sonne über Wolken in Berlin – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft
Naturforscher beobachten den Stern schon seit Galilei. Doch manche Details sind noch unklar: Früher nahmen Forscher an, dass die Sonne stets gleich stark strahle, daher der Begriff Solarkonstante. Doch inzwischen wissen sie es besser: Die Strahlung der Sonne schwankt – und das ist für den Planeten Erde von Bedeutung. Denn das irdische Leben ist von der Sonnenstrahlung abhängig.
Mit der Diskussion um den Klimawandel und die Solarenergie hat das Thema Sonnen(ein)strahlung zusätzlich an Bedeutung gewonnen. Die Frage ist, welchen Anteil die Sonne an der langsamen Erderwärmung hat, oder ob eine nachlassende Sonnenaktivität dem vom menschengemachten Klimawandel sogar entgegenwirkt.
[note Kurzzusammenfassung:
- Schwankungen in der Strahlungsleistung der Sonne können zur Erderwärmung beitragen oder ihr entgegenwirken. Daher müssen Klimaprognosen den Einfluss der schwankenden Sonneneinstrahlung berücksichtigen.
- Die Strahlungsleistung der Sonne ist besonders hoch, wenn diese besonders aktiv ist. Sie schwankt in einem Zyklus von elf Jahren, unterliegt aber auch langfristigen
Trends. - Mit Beobachtungen des Magnetfeldes der Sonne, mit der Zahl der Sonnenflecken und Daten zu Isotopen kosmischen Ursprungs verfeinern Astronomen des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung ihr Modell der Sonneneinstrahlung (TSI – Total Solar Irradiance – Leistungsdichte der gesamten Sonneneinstrahlung).]
Klimamodelle müssen Sonnenaktivität mitrechnen
Für Klimaforscher wichtig: Natalie Krivova und ihre Mitarbeiter simulieren an ihren Computern mit physikalischen Rechenmodellen die Veränderungen der Sonnenaktivität über viele Jahrhunderte – denn: „Wenn ich herausfinden will, wie stark sich das Klima durch den Ausstoß von Treibhausgasen verändert, dann muss ich natürlich auch alle anderen Einflüsse richtig abschätzen können – die Sonne ist als Hauptenergielieferant der Erde nun einmal die wichtigste Einflussgröße.“ Kein Klimamodell könne zuverlässige Daten liefern, wenn die Sonnenaktivität nicht richtig mitgerechnet werde.
Wissenschaftler kennen heute die wichtigsten Größen der Sonnenaktivität. Dort, wo das Sonnenlicht senkrecht einfällt, trifft auf einen Quadratmeter Erdatmosphäre eine Leistung von rund 1360 Watt. Das ist der über alle Wellenlängen des Lichts, von Ultraviolett bis Infrarot, aufsummierte Wert Total Solar Irradiance (TSI, Leistungsdichte der gesamten Sonneneinstrahlung). Wie viel Energie auf der Erdoberfläche – auf den Kontinenten und der Meeresoberfläche – ankommt, hängt aber von der Wellenlänge des Sonnenlichts ab. So wird ultraviolettes Licht in den oberen Schichten der Atmosphäre fast gänzlich ausgebremst. Daher ist es wichtig, Wellenlängen einzeln zu betrachten.
Folgt: Elfjähriger Rhythmus