Eine der Diskussionen rund um die globale Erwärmung ist, welchen Einfluss die Sonnenaktivität hat. Ein neues Experiment, welches heuer in Betrieb genommen wird, sollte diese Frage zu klären.
Die Sonne hat einen elf-jährigen Aktivitätszyklus, der sich auch in der Anzahl der Sonnenflecken ausdrückt. Im Fall von einer großen Anzahl von Sonnenflecken ist die Sonne besonders aktiv, im Fall einer geringen Anzahl von Sonnenflecken ist es genau umgekehrt. Manchmal weist die Sonne auch über längere Perioden eine extrem geringe Aktivität auf, wie in den letzten Jahren oder auch im so genannten Maunderminimum in den Jahren zwischen 1645 und 1715.
Es gibt Hinweise, dass die Aktivität der Sonne auch auf die Klimaschwankungen der Erde einen Einfluss hat. Die Variation der direkten Strahlung der Sonne auf die Erde hat aber wahrscheinlich einen zu geringen Einfluss, um Klimaschwankungen auf der Erde tatsächlich erklären zu können.
Es gibt aber einen indirekten Mechanismus zwischen der Sonnenaktivität und den Klimaschwankungen. Der Sonnenwind, das ist der von der Sonne ausgehende Teilchenstrom, verdrängt die hoch-energetischen Teilchen der von außerhalb des Sonnensystems kommenden galaktischen Strahlung und hindert diese am Eindringen in das Innere des Sonnensystems. Nur eine geringe Menge der galaktischen Strahlung kann daher normalerweise bis ins Innere des Sonnensystems zur Erde vorstoßen. Wenn aber der Sonnenwind bei geringer Sonnenaktivität nachlässt, können die hoch-energetischen Teilchen der galaktischen Strahlung häufiger die Erde erreichen. Bei größerer Sonnenaktivität ist es genau umgekehrt: die hoch-energetische Teilchen erreichen seltener die Erde. Auf der Erde können diese hoch-energetische Teilchen beim Auftreffen auf die Lufthülle durch Ionisation zu zusätzlicher Wolkenbildung beitragen und dadurch globale Abkühlung bewirken.
Also zusammen gefasst:
Höhere Sonnenaktivität -> Stärkerer Sonnenwind -> Hochenergetische Teilchen der galaktischen Strahlung seltener -> Weniger Wolkenbildung -> Globale Erwärmung
Und umgekehrt:
Niedere Sonnenaktivität -> Schwächerer Sonnenwind -> Hochenergetische Teilchen der galaktischen Strahlung häufiger -> Mehr Wolkenbildung -> Globale Abkühlung
Die entscheidende Frage im Zusammenhang mit dem Einfluss der Sonnenaktivität auf das Klima ist, ob die hoch-energetische Teilchen in der Lufthülle tatsächlich zu verstärkter Wolkenbildung führen. Genau das wird jetzt in einem Experiment am europäischen Kernforschungszentrum CERN untersucht. Im Experiment CLOUD wird noch in diesem Jahr eine riesige Kammer in Betrieb genommen. Die Strahlung aus einem Teilchenbeschleuniger am CERN wird darin die aus dem Weltraum kommende galaktische Strahlung in der Lufthülle der Erde simulieren. Alle Parameter, die in der Lufthülle ablaufen, können in der Kammer erstmals auch unter kontrollierten experimentellen Bedingungen studiert werden. Zum Beispiel kann die Temperatur in der Kammer zwischen -90 Grad C to +40 Grad C variiert werden, entsprechend Bereich von den niedrigsten zu den höchsten Temperaturen in der Lufthülle.
Die Klammer für das Experiment CLOUD kommt zur endgültigen Aufstellung beim CERN an [Quelle: CERN]
Das CLOUD-Experiment trägt zur Aufklärung der Frage bei, inwieweit die Sonnenaktivität über die galaktische Strahlung mit Klimaschwankungen zusammen hängt. Im Falle eines negativen Ausgangs, nämlich dass hochenergetische Teilchen nicht zu erhöhter Wolkenbildung führen, wäre diese Theorie wohl endgültig vom Tisch. Im anderen Fall müssten Klimaforscher zur Kenntnis nehmen, dass die Sonne über diesen Mechanismus einen entscheidenden Einfluss auf die Klimaschwankungen haben kann.
Die Frage ob und in welchem Ausmaß die Variation der Sonnenaktivität und damit der galaktischen Strahlung auf Klimaschwankungen hat, ist bedeutend inwieweit das von Menschen erzeugte Kohlendioxid der Grund für die globale Erwärmung ist.
Happily CLOUDy, 2009
Science Busters: Was ist los mit unserer Sonne?, 2009
Treibhaus schlägt Sonne, 2010
