太陽変動
太陽活動の果たしている役割の大きさがどれだけかとは、今まさに調査すべき課題で、それ以来、私たちがもつ太陽磁場の変動についての最新の知見によって、1980年から始まった明らかな地球の平均気温上昇の徴候は、全て二酸化炭素によって引き起こされた効果に帰されるべきであると結論しました。
ハーバード大学のウィリー・スーンとサリー・バリウナは、過去の太陽黒点数変化に着目して、気温変化の代理変数とした。彼らは、太陽黒点が少ない時期には、地球は寒冷期 (マウンダー極小期、小氷期を参照) を迎え、太陽黒点が多い時期には地球は温暖化している、と報告書に記した。
これらの理論には通常3つのタイプのどれかが当てはまる:
太陽の放射照度の変化は、気候に直接的影響を与えるとするもの。これは、太陽放射照度の変動の振幅も観測された関係もいくつかの増幅プロセスを欠いて小さいため、一般的に可能性は低いと考えられている。
紫外線の量の変動に効果があると着目するもの。紫外線量の変化は、太陽変動を総合した変動よりも大きい。
宇宙線における変化によって齎された効果 (宇宙線量は、太陽風の変動、太陽活動の変動が影響する) 例えば、雲量 (アルベド) の変化
相関関係はしばしば発見されるにもかかわらず、相関関係の背後にあるメカニズムは多くの場合推測するほかない。多くの推測に対する評価は時が経つにつれて、悪評に塗れることとなった。論文 "Solar activity and terrestrial climate: an analysis of some purported correlations" (太陽活動と地球の気候: 相関関係に関する幾つかの主張についての析) (J.
炭素の放射性同位体;Cの生成量も、太陽活動に関係している。炭素14は、上層大気の窒素14が宇宙線の荷電粒子によって「爆撃」され、一般的に存在する炭素の同位体Cより重い不安定な原子量14の炭素に変換することによって生成されている。逆説的ではあるが、太陽活動が活発化すると、強力な電離放射線源でもある太陽風の影響で却って宇宙線の到達量が減少するため、Cの生成量も減少する。これは、宇宙線が太陽系外から到達する際、太陽磁気圏に沿って放射される太陽風によって部分的に排除されてしまうからだとされる。したがって、太陽活動の変化と宇宙線の強度に関連する炭素14の生成量は反比例する。
よって、大気中には、黒点数の多い極大期、Cの存在比が少なく、黒点極小期はCの存在比が高くなる。樹木は成長にする際、Cを取り込むため、冬ごとに刻まれる年輪を調べることにより残存する放射性炭素から生成量を年代ごとに計測することができる。過去10,000年に亘る記録を紐解いた結果、Cの生成量は完新世中期の7000年前に最も高く、それから約千年掛けて減少したことが判明した。また太陽活動の変化と炭素14の生成量の長期間の傾向、また地球磁気圏の変動の影響と、生物圏における炭素サイクルの変化 (特に最後の氷期以後の植物群の変化に関連づけられたもの) も見出された。