Klimaendringer setter sine spor. Iskjerneprøver fra Grønland viser at stråling fra solen har variert betydelig over mange tusen år. Etter år 1000 er det identifisert fem perioder med redusert solaktivitet, oppkalt etter solforskere: Oort (1010–1070), Wolf (1270–1340), Spörer (1390–1550), Maunder (1640–1720) og Dalton (1790–1820).

Det tyder på at stråling fra solen har periodiske endringer. Periodisk stråling fra solen fører til at vi kan forvente en kald klima-periode etter en varm klima-periode. Maunder-perioden på 1700-tallet var den kaldeste perioden som noen gang er registrert. Det reiste spørsmålet om vi kan forvente et nytt Maunder-type minimum eller et mildere Dalton-type minimum (Usoskin et al., 2007).

Satellittbasert måling av solen 

Atmosfæren påvirker det vi mottar av stråling fra solen. I 1978 startet NASA satellittbaserte målinger av total solinnstråling (TSI) fra solen. Etter ca. 30 år med målinger, publiserte forskere fra NASA i 2014 en TSI data-serie som viste stråling fra solen helt tilbake til året 1700. Målingene viste at TSI hadde økt med omtrent 0.3 % i løpet av 300 år (Scafetta og Willson, 2014). Resultatet bekreftet at TSI varierer over tid og skaper klimaendringer. En TSI data-serie over 300 år har informasjon om kilden til variasjoner i stråling fra solen. Har TSI fra solen periodiske endringer, har vi informasjon om fortidens klima og forventet fremtidig klima.

Planet-hypotesen

Naturens språk er matematikk. Alle måleserier har en unik signatur. Et «fingeravtrykk» som kan avsløre kilden til variasjoner i målingene. En studie av TSI data-serien fra NASA avslørte at stråling fra solen har signaturen til de store planetene: Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun (Yndestad and Solheim, 2017). Når planetene går i elliptiske baner rundt solen, kompenseres massebalansen ved at solen justerer sin posisjon rundt solsystemets massesenter. Planetenes elliptiske baner fører til at solens bevegelse endrer hastighet. Endring i solens bevegelse hastighet, forventes å påvirke solens indre dynamo. Resultatet påvirker stråling fra solens overflate. Stråling fra solen er ved et minimum når planetene Uranus og Neptun er samtidig nærmest solen. Den har et dypt minimum når planetene Saturn, Uranus og Neptun er nærmest sole. En kan da beregne strålingen fra solen over flere tusen år (Yndestad, 2022).

Den lille istiden varer i 1100 år

Solens signatur viser at stråling fra solen har minima og maksima over en samlet periode på ca. 4450 år. Innenfor denne perioden er det beregnet TSI minima i avstander på ca. 165 år og 500 år. Et TSI minimum kan vare i ca. 50 år. Et dypt minimum kan vare i 50-70 år.

Innenfor den samlede perioden på 4450 er det minst stråling fra solen innenfor en samlet periode på ca. 1100 år. Denne perioden er rammen for Den lille istiden. Det har vært to små istider, etter den store istiden som ble avsluttet for ca. 10.000 år siden. Den første Lille istiden varte fra ca. år 3300 f.Kr. til ca. 2200 f.Kr. I denne perioden var det tre perioder med minimum stråling og fire perioder med dypt minimum stråling fra solen. 

Et dypt minimum over 50-70 år fører til en lang periode med et kaldere klima, redusert havtemperatur og endring i vindretninger. I kalde perioder får økosystemer redusert vekst. Uår og redusert matproduksjon fører til kamp om ressurser og folkevandringer. Samtidig blir befolkninger sårbare for store pandemier. De første store sivilisasjonene varte mellom to dype minima, som førte til slutten på bronsealderen.

Den siste lille istid

Den siste lille istiden forventes å vare fra ca. år 1100 til ca. år 2200. Denne perioden har beregnet redusert solaktivitet i årene 1535 og 2035. Dypt minimum i årene 1214, 1384, 1710, 1889 og 2215. År med dypt minimum faller sammen med historiske fortellinger om uår, pandemier og folkevandringer. Året 1214 faller sammen med uår og starten på en nedgangstid som skulle vare fram til 1900-tallet. Et dypt minimum omkring år 1384 faller sammen med svartedauden og en kald periode som forlenget katastrofen. Året 1710 faller sammen med «The deep freeze». Den kaldeste perioden på 4000 år. Det var en periode med krig, matmangel og pandemier. Det neste dype minimum kom omkring år 1889. Perioden skapte uår i Europa og folkevandringen til Amerika. Signaturen viser et TSI maksimum ved året 2018, som skapte global oppvarming på 1900-tallet. Neste TSI-minimum er beregnet til året 2035, som forventes å føre til en global avkjøling framover mot år 2074. 

Havets overflatetemperatur 1850-2020

Figur 1: Havets globale overflatetemperatur for årene 1850 til 2020

Det meste av jordens overflate er dekket av havområder. Treghet i solens oppvarming av havet fører til en tidsforsinkelse fra minimum stråling fra solen til minimum havtemperaturene. Figur 1 viser global overflatetemperatur for årene 1850 til 2020. Vi ser her en forsinkelse fra et dypt TSI-minimum ved året 1889 og fram til minimum temperatur ved året 1910. Global havtemperatur har fått et maksimum ved året 1945, et minimum omkring år 1970 og et maksimum ved året 2018.

Havtemperaturens signatur

Solens signatur setter sine spor i havets overflatetemperatur. Havets overflatetemperatur har maksimum veksthastighet når stiling fra solen er ved et maksimum. Det føret til en forsinket oppvarming av havet overflatetemperatur. Minimum temperatur fra år 1000 er beregnet til årene 1248, 1383 og 1911. Dypt minimum til årene 1070, 1570, 1745 og 2071. Dypt minimum ved året 1745 faller sammen med maksimum utbredelse av isbreer i Norge. Beregnet minimum ved året 1911, faller sammen med registrert temperatur ved året 1910. 

Temperaturens signaturens maksimum ved året 2025, er en 500-års hendelse i forhold til et tilsvarende maksimum ved året 1570. Denne spesielle hendelsen kan forklare hvorfor global oppvarmingen fram til 2025, oppleves som en urovekkende rask global oppvarming. Samtidig er det beregnet et dypt minimum ved året 2071, en 500-års hendelse, som faller sammen med en dyp temperatur minimum ved året 1570. 

Figur 2 Beregnet global havoverflatetemperatur årene 1900 til 2100. Betydningen av Neptun-perioden (sort), Uranus-perioden (grønn) og Temperatur-indeks (rød) som summen av periodene.

Signaturen til havets overflatetemperatur har fire planet-perioder med forutsigbare endringer og en astronomisk referanse. Betydningen av Uanus-perioden og Neptun-perioden er framstilt på Figur 2 for årene 1900 til 2100. Summen av periodene er representert med en Temperatur-indeks. Temperatur-indeks (rød) øker fra et minimum ved år 1908, til et maksimum ved året 1952, så kommer et minimum i 1960-årene, et maksimum ved året 2025 og et dypt minimum ved året 2074. 

Avstanden fra maksimum temperatur ved året 2025 til et dyp minimum ved året 2074, er det bare 50 år. Spørsmålet er da hvordan denne raske avkjølingen kan være mulig. Svaret er at klimaendringer har ikke et lineært forløp framover i tid. Klimaet er som tidevannet. Tilstanden er resultat av summen flere periodiske endringer, der endringene har en deterministisk astronomisk referanse. 

Vendepunkt

Rådende oppfatning av klimaendringer har vært preget av studier fra klimamodeller. Studier av faktabaserte målinger av ståling fra solen viser periodiske klimaendringer som kan tilbakeføres til solsystemet. De periodiske endringene tyder på at klimaet passerte et vendepunkt omkring år 2025 og en forventet ny avkjøling over en periode på 50 år.

I naturen er det slik at økosystemer vokser i gode klimaperioder, og tilpasser seg med økt dødelighet i kalde klimaperioder. Det samme skjedde med befolkningen under Den lille istiden. Står globalt klima overfor et klima vendepunkt, krever det et vendepunkt i hvordan vi forvalter økosystemer, matproduksjon og energiproduksjon. Spørsmålet er om vi er forberedt på at det kan komme en ny kald klima-periode som kan vare over generasjoner.

When the Cold Comes Back Again

Referanser

1. Usoskin, I.G., Solanki, S.K. and Kovaltsov, G.A., 2007, Grand minima and maxima of solar activity: new observational constraints A& A, 471, 301-309.
2. Scafetta N. and Willson R.C., 2014, ACRIM total solar irradiance satellite composite validiation versus TSI proxy models. Astrophys. Space Sci., 350(2), 1040, 421-442. DOI 10.1007/s10509-013-1775-9.
3. Yndestad, H., & Solheim, J. (2017). The influence of solar system oscillation on the variability of the total solar irradiance. New Astronomy, 51, 135–152. doi.org/10.1016/j.newast.2016.08.020.
   https://ntnuopen.ntnu.no/ntnu-xmlui/handle/11250/2473902
4. Yndestad H. 2022. Jovian Planets and Lunar Nodal Cycles in the Earth’s Climate Variability Frontiers in Astronomy and Space Sciences. May 10. 2022. https://doi.org/10.3389/fspas.2022.839794.