Solar variability effects on climate

Abstract

One of the key tasks in climate research at the present time is to separate anthropogenic effects from natural change. Solar variability is one possible cause of natural change in addition to other external phenomena such as volcanic eruptions and, on a long-term scale, orbital changes and celestial body impacts. The topic of "sun-weather relationships" has followed a long and tortuous history of scientific speculations and controversy since the continuous observation of sunspots began in the 17th century. It was not until recently that more systematic studies with long-term data bases of meteorological, climatological and solar parameters led to an increasing, statistically robust, body of evidence for a causal connection between some manifestations of solar variability and changes in the troposphere and the climate system. While of planetary' scale, the strength and sign of pertinent correlations have distinct geographic, seasonal and other temporal characteristics. Most likely, several trigger mechanisms are at work simultaneously, but their relative importance may depend on the time-scale envisaged and on competing processes such as volcanic eruptions. In this paper we will summarize the most frequently formulated criticisms, review the most recent results on relevant solar variability effects at the 11-year, secular, and short-term time scales, and discuss proposed mechanisms such as enhanced Hadley circulation, charged particle ionization effects on clear-air conductivity, and electric field effects on the microphysics of cloud formation.

En la actualidad, una tarea clave de la investigación climática es la de separar los efectos antropogénicos de los cambios naturales. La variabilidad del sol es una posible causa del cambio natural junto con otros posibles fenómenos de orden externo como por ejemplo las erupciones volcánicas y en escalas de tiempo mas largas cambios orbitales y el impacto de cuerpos celestes. El tema "relación sol-clima" ha seguido una larga y tortuosa historia de especulación científica y controversias desde que en el siglo 17 se empezaron a observar en forma continua las manchas solares. Recientemente, sobre la base de estudios más sistemáticos y bases de datos de períodos largos de parámetros meteorológicos, climatológicos y solares se dispone de un cuerpo de evidencias amplio y estadísticamente robusto de la conexión causal entre algunas manifestaciones de la variabilidad solar y cambios en la troposfera y el clima. En la escala planetaria, la intensidad y signo de las correlaciones poseen distintas características geográficas, estacionales y otras temporales. Muy probablemente, distintos mecanismos de "trigger" operan simultáneamente, pero su importancia relativa puede depender de la escala de tiempo considerada y de procesos competitivos como las erupciones volcánicas. En este trabajo, haremos un resumen de las críticas mas frecuentes, veremos los resultados recientes más relevantes de los efectos de la variabilidad solar de 11 años, secular, y escala de tiempo corta; y discutiremos mecanismos propuestos como la circulación de Hadley ampliada, efectos ionizantes de partículas cargadas sobre la conductividad del aire limpio, y efectos del campo eléctrico en la microfísica formación de nubes.