¿Qué son los ciclos solares y cómo afectan al clima?
¿Qué son los ciclos solares y las manchas solares y qué los causa? En The Old Farmer’s Almanac creemos que todo el clima de la Tierra, desde la superficie del planeta hasta el espacio, comienza con el Sol. Aquí está nuestra guía rápida para principiantes sobre el ciclo solar para ayudarle a entender lo básico de cómo funciona el ciclo solar de 11 años de nuestro Sol.
Tanto el clima espacial como el terrestre (la Tierra) -el clima que sentimos en la superficie- están influenciados por los pequeños cambios que sufre el Sol durante su ciclo solar.
¿Qué es el ciclo solar?
La definición más sencilla de ciclo solar es: «El ciclo solar es el ciclo que atraviesa el campo magnético del Sol aproximadamente cada 11 años»
Expliquemos: Recordemos que el Sol es una bola caliente de gases incandescentes y cargados eléctricamente. Las altas temperaturas del Sol hacen que estos gases cargados eléctricamente se muevan constantemente, generando zonas de potentes fuerzas o campos magnéticos. Este movimiento crea mucha actividad en la superficie del Sol, lo que se denomina actividad solar.
En las zonas en las que los campos magnéticos son especialmente fuertes, podemos ver una mancha negra -llamada mancha solar- que surge en la superficie del Sol. Esto es indicativo de una tormenta solar y de mucha actividad bajo la superficie. Más manchas solares significa más actividad solar.
Parece haber un flujo y reflujo o «ciclo» en este flujo y movimiento magnético. Desde hace tiempo se sabe que el número total de manchas solares varía con una repetición de aproximadamente 11 años conocida como el ciclo solar, que va de bajo a alto y luego de alto a bajo. El pico de actividad de las manchas solares se conoce como máximo solar y el mínimo se conoce como mínimo solar.
Nota: La duración exacta del ciclo no siempre es de 11 años; ha sido tan corta como ocho años y tan larga como 14.
Siete años en la vida del Sol desde 1980 (inicio del máximo solar) hasta 1986 (cerca del mínimo) y 1989 (cerca del máximo de nuevo). Crédito: NASA
¡Tormentas solares, llamaradas y erupciones!
Nuestra estrella en llamas puede parecer una bola constante e inmutable, siempre con el mismo aspecto. Sin embargo, al igual que el planeta Tierra, el Sol tiene clima. Tiene tormentas gigantes. Se enciende. Expulsa enormes burbujas de gas desde la superficie hacia el espacio y nuestro planeta. Aquí hay algunas definiciones:
- Las manchas solares indican campos magnéticos activos. Las manchas oscuras son más frías que las áreas circundantes. Piensa en ellas como tapas de una tormenta magnética que se está gestando justo debajo de la superficie solar. Los campos magnéticos del Sol se mueven, se retuercen y se concentran en estas regiones. Obtenga más información en «¿Qué son las manchas solares?»
- Las erupciones solares aparecen como destellos de luz en el Sol, y están asociadas a las manchas solares. Ocasionalmente, cuando los potentes campos magnéticos se reconectan, ¡explotan y rompen la superficie del sol! Se produce un repentino estallido de energía luminosa y rayos X. Las erupciones se clasifican según su fuerza. Las más pequeñas son de clase B, seguidas por las de clase C, M y X, las más grandes. Las erupciones de clase M pueden causar breves apagones de radio en los polos y pequeñas tormentas de radiación que podrían poner en peligro a los astronautas.
- ¡Las eyecciones de masa coronal (CME) son nubes masivas de partículas que se propagan por el espacio! Grandes trozos de energía magnética son lanzados desde el Sol al espacio interplanetario a velocidades de hasta varios millones de mph. Las CME pueden producirse cuando los filamentos/prominencias se vuelven inestables y se alejan del Sol. A esto le llamamos erupción de filamentos/prominencias.
- Otros eventos solares incluyen corrientes de viento solar que provienen de los agujeros coronales del Sol y partículas energéticas solares que son liberadas principalmente por las CME.
- El GPS, los satélites y otros sistemas de alta tecnología en el espacio pueden verse afectados por un Sol activo. Algunos de estos sistemas no están protegidos por las capas atmosféricas de la Tierra, por lo que las grandes erupciones solares tienen el potencial de causar miles de millones de dólares en daños a la infraestructura de alta tecnología del mundo, desde la navegación GPS hasta las redes eléctricas, pasando por los viajes aéreos y los servicios financieros.
- Los riesgos de radiación para los astronautas pueden ser causados por un Sol tranquilo. Los vientos solares débiles permiten la entrada de más rayos cósmicos galácticos en el sistema solar interior. Incluso los pilotos y la tripulación de las aerolíneas pueden recibir una mayor dosis de radiación durante las tormentas solares.
- El clima en la Tierra también puede verse afectado. Según Bob Berman, astrónomo de The Old Farmer’s Almanac, los científicos de la NOAA han llegado a la conclusión de que cuatro factores determinan las temperaturas globales: los niveles de dióxido de carbono, las erupciones volcánicas, el patrón de El Niño del Pacífico y la actividad del Sol.
- El cambio climático global, incluidos los periodos de frío global a largo plazo, las precipitaciones, las sequías y otros cambios meteorológicos, también puede estar influenciado por la actividad del ciclo solar.
- Entre 1645 y 1715 -durante lo que ahora llamamos el «Mínimo de Maunder»- las manchas solares fueron extremadamente escasas.
- En concreto, sólo hubo unas 50 manchas solares (en lugar de las 40 o 50 mil habituales) y los inviernos fueron muy duros.
- Durante 70 años, las temperaturas descendieron entre 1,8 y 2,7 grados Fahrenheit.
- Siete décadas de clima gélido, que se corresponden con el periodo más frío de la Pequeña Edad de Hielo, provocaron estaciones más cortas y, en última instancia, escasez de alimentos.
- Por mínimo solar se entiende el menor número de manchas solares. Después de algunos años de alta actividad, el Sol bajará con menos manchas solares o casi sin ellas. La temperatura se enfría.
- A la inversa, el máximo solar es el mayor número de manchas solares en un ciclo determinado. Un nuevo ciclo comienza con un «máximo solar» plagado de tormentas solares y manchas solares. La temperatura se calienta.
Las erupciones solares, las CME y otras explosiones tienden a ocurrir cerca de los grupos de manchas solares cuando el Sol es más activo. Naturalmente, toda esta actividad solar coincide con el máximo solar.
Observa las erupciones solares frente a las CME
¿Por qué se produce el ciclo solar?
El Sol pasa por estos ciclos debido a su naturaleza magnética. El propio Sol tiene un polo magnético norte y otro sur.
Debido a que los gases del Sol están en constante movimiento, los materiales magnéticos se enredan, estiran y retuercen constantemente. Con el tiempo, estos movimientos acaban provocando la inversión de los polos.
¡El ciclo solar se produce debido a esta inversión de los polos! El norte se convierte en sur y el sur se convierte en norte cada 11 años aproximadamente.
Los polos se invierten de nuevo hasta donde empezaron, haciendo que el ciclo solar completo sea un fenómeno de 22 años.
¿Cómo afecta la actividad solar al clima?
El Sol afecta tanto al clima como a la tecnología (de la que cada vez dependemos más) aquí en la Tierra. Por ejemplo:
Pintura de Abraham Hondius, «El Támesis congelado, mirando hacia el este, hacia el viejo puente de Londres», 1677. Crédito de la imagen: Museo de Londres.
El Mínimo de Maunder y la «Pequeña Edad de Hielo»
Las épocas de baja actividad solar parecen corresponder con épocas de frío global en la historia. El ejemplo más famoso es la «Pequeña Edad de Hielo»
A la inversa, las épocas de mayor actividad solar se han correspondido con el calentamiento global. Durante los siglos XII y XIII, el Sol estuvo activo y el clima europeo fue bastante suave.
Los expertos no saben con certeza, sin embargo, qué causó la Pequeña Edad de Hielo; las teorías sugieren que probablemente se debió a una combinación de acontecimientos. Algunos científicos están investigando otros factores, como el aumento de la actividad volcánica, que se correspondió con la época del Mínimo de Maunder.
¿En qué ciclo solar estamos ahora?
Ahora estamos en el ciclo solar 25. El registro de los ciclos solares comenzó en 1755 con el Ciclo Solar 1.
En diciembre de 2019, el número de manchas solares alcanzó el mínimo solar y el «fondo» y el Sol pasó del Ciclo 24 al Ciclo 25. Se prevé que el máximo solar o pico se produzca en julio de 2025.
Como los ciclos pueden solaparse, puede ser un reto predecir cuándo comienza un nuevo ciclo. Sin embargo, hay algunas pistas. Por ejemplo, las manchas solares tienden a formarse más cerca del ecuador del Sol a medida que el ciclo disminuye (y en latitudes más altas cuando comienza un nuevo ciclo). Los científicos miden los ciclos solares registrando el número de manchas solares que aparecen en la superficie del Sol y anotando su ubicación. Se considera que un nuevo ciclo solar ha comenzado cuando las manchas solares se agrupan en latitudes más altas con las polaridades magnéticas de las manchas principales opuestas a las del ciclo anterior.
¿El ciclo solar 25 será tranquilo o salvaje? Vea las predicciones para el ciclo solar 25.