De zon gaat toch niet slapen

Jarenlang werd er rekening mee gehouden en nu gebeurt het toch niet. De zon gaat niet slapen, er komt een nieuwe zonnevlekkencyclus aan.

Ze worden weer steeds zeldzamer aan het oppervlak van de zon: de zonnevlekken. De huidige zonnevlekkencyclus nadert dan ook zijn einde. Over twee jaar in 2020 wordt het zonnevlekkenminimum verwacht. Daarna begint cyclus 25. Wordt die cyclus inderdaad bijna overgeslagen, zoals enkele jaren geleden werd verwacht? Of valt het mee?

Wat zijn zonnevlekken
Zonnevlekken zijn tijdelijk aanwezige donkere plekken op de zon, die ten opzichte van hun omgeving minder heet zijn. Er zijn vlekken die enkele honderden kilometers in doorsnee zijn, maar ook vlekken die tienduizenden kilometers bemeten. De zon kent perioden met veel en weinig zonnevlekken, die elkaar afwisselen, de zogeheten zonnecycli. Gedurende de perioden met de meeste zonnevlekken spreken we van een zonnevlekkenmaximum en de perioden met geen of nauwelijks zonnevlekken staan bekend als zonnevlekkenminima.

Het zijn vlekken op een gigantisch hete bol. De buitenrand van de zon is ongeveer 6000 graden, in de kern is het een ondenkbare 15 miljoen graden Celsius. Vlak onder het zonoppervlak bevinden zich massieve circulaties van vuurplasma, bestaande uit twee stromingstakken die elk rond 40 jaar nodig hebben om hun hele route af te leggen. Die stromen komen deels tot stand doordat de zon bij haar evenaar sneller draait dan bij de polen. Het idee is dat die stromen bepalend zijn voor de manier waarop zonnevlekkencycli verlopen. Volgens de theorie is het zo dat de snelheid van plasmastromen - die ervoor zorgen dat zonnevlekken ontstaan, maar ook weer worden afgevoerd - op de zon een indicatie is voor het aantal zonnevlekken, ongeveer 20 jaar later. Een tragere stroom betekent daarbij minder vlekken.

Maunderminimum
De plasmastromen leken de laatste jaren dusdanig ver te zijn afgenomen dat het na het voorbije (al erg zwakke) maximum weleens een tijd stil zou kunnen worden. Een vergelijkbare periode van rust aan het oppervlak van de zon deed zich tussen 1645 en 1715 voor. In Nederland kwamen toen relatief veel koude winters voor. De Hollandse Meesters hebben veel van de taferelen van die tijd vastgelegd in hun schilderijen die ook tegenwoordig nog grote bekendheid genieten. Die periode van stilte op de zon staat in de literatuur van nu als het Maunderminimum bekend.

Nummer 24
Na een top en een dal aan zonnevlekken, begint steeds de volgende cyclus met het verschijnen van de nieuwe donkere plekken. Teruggerekend tot 1750 hebben we 23 van deze cycli achter de rug en deze duurden per stuk ongeveer 11 jaar. Begin 2008 dachten de sterrenkundigen dat de 24e zonnecyclus zou starten, maar dat werd steeds weer uitgesteld omdat het aantal zonnevlekken nagenoeg nul bleef. Uiteindelijk ontstonden pas in juni 2009 de langverwachte eerste kleine zonnevlekken van de nieuwe periode. En zo werd dus de oude cyclus afgesloten en de nieuwe gestart. De NASA bepaalt het precieze moment daarvan. In totaal zaten we in 2009 maarliefst 260 dagen zonder zonnevlekken en dat jaar is dan ook het jaar van het absolute zonnevlekkenminimum geworden. Rond die tijd beleefden we tevens een tweetal relatief koude winters (de winter van 2008/2009 en de winter van 2009/2010).

In 2010 liep het aantal zonnevlekloze dagen terug tot 51 en in 2011 was er nog maar 1 dag zonder één of meerdere zonnevlekken. Vanaf dat moment is er lange tijd geen dag geweest zonder zonnevlekken. We zaten in het maximum van de zonnevlekkencyclus. Inmiddels zijn we bijna 7 jaar verder en is het weer stil geworden aan het oppervlak van de zon. Het aantal zonnevlekken is gestaag kleiner geworden en dit jaar tot nu toe was er op 60 procent van de dagen helemaal geen vlek meer op de zon te zien.

Minimum over twee jaar…
De NASA maakt verwachtingen van de sterkte van de cycli en zij verwachtten voor deze cyclus al steeds dat het een minder sterker cyclus dan de vorige zou zijn. Het lijkt erop dat die verwachting goed is uitgekomen. Met een hoogste zonnevlekkengetal van 116, gemeten in april 2014 beleefden we het zwakste maximum sinds februari 1906, toen een piek van slechts 107 werd gemeten.

Het volgende minimum staat voor 2020 op de rol, en daarna wordt het dus spannend? Stopt de zon er inderdaad een tijdje mee, of is die verwachting uiteindelijk toch een beetje een storm in een glas water geweest. Het lijkt inmiddels dat laatste. Met het dichterbij komen van het einde van de huidige zonnevlekkencyclus, worden geleidelijk ook de parameters zichtbaar die een uitspraak over de sterkte van de volgende zonnevlekkencyclus (nummer 25) mogelijk maken. En wat zien we dan? We zien een nieuwe cyclus opdoemen die ongeveer de sterkte van de huidige zonnevlekkencyclus zal hebben, tot een tikkeltje minder sterk, zo zegt de bekende Amerikaanse zondeskundige David Hathaway op zijn site. Maar de zon valt duidelijk niet in slaap, zoals de afgelopen jaren wel meerdere malen gemeld is, vanuit allerlei bronnen.

Opnieuw een rustige cyclus staat ons zo te wachten, voorafgegaan door een vrij lang zonnevlekkenminimum. Maar zeker geen Maunderminimum. In zekere zin is dat misschien wel jammer, want met zo’n verandering aan het oppervlak van de zon hadden we wel een aantal interessante hypothesen kunnen testen. Zo zijn er nog steeds mensen die denken dat de huidige klimaatopwarming een gevolg is van de ongewoon actieve zon van de laatste ruim 100 jaar. Een stilvallende zon was een interessante test geweest voor die stelling.

Zonnevlekken en het weer
De relatie tussen weinig zonnevlekken en koude winters in ons land wordt ook vaker genoemd. Zelfs op andere vlakken lijkt er een (bescheiden?) verband te zijn tussen wat er op de zon gebeurt en wat zich in onze atmosfeer allemaal afspeelt. Zo zijn de fluctuaties in UV-straling tijdens zonnevlekkencycli duidelijk meetbaar. UV-straling valt uiteen in de zogenoemde UV-A, UV-B en UV-C componenten. Van die componenten wordt UV-C straling geabsorbeerd door de ozonlaag, UV-B straling gedeeltelijk. UV-A straling kan de aarde geheel bereiken. Zowel van de B als de A component verbrandt onze huid. Nu blijkt de door de zon uitgezonden hoeveelheid UV-C straling tijdens een zonnevlekkencyclus significant te variëren. Hoe actiever de zon, des te groter is de hoeveelheid UV-C straling die wordt uitgezonden. Omdat UV-C tevens verantwoordelijk is voor de aanmaak van ozon in de ozonlaag, blijkt de dikte van die laag te variëren. Tijdens actieve perioden van de zon is de ozonlaag dus dikker, tijdens inactieve perioden juist dunner.

Ozon is een gas dat meer warmte direct uit de straling van de zon absorbeert dan andere bestanddelen van de aardse dampkring. Een dikkere ozonlaag leidt daardoor mogelijk tot een warmere stratosfeer (de ozonlaag bevindt zich op een hoogte van rond 20 kilometer in de atmosfeer). En een relatief warme stratosfeer wordt vaak in verband gebracht met een relatief zwakke straalstroom in de troposfeer (het deel van de atmosfeer waarin ons weer zich afspeelt) eronder. Een relatief dunne ozonlaag betekent zo door geredeneerd een relatief koude stratosfeer en in de troposfeer waarschijnlijk een relatief sterke straalstroom die daardoor bovendien een wat zuidelijkere positie kan innemen. Op die manier hebben veranderingen in de activiteit van de zon mogelijk dus toch enige invloed op het klimaat op (in elk geval delen van de) aarde.

Bron: MeteoGroup, Spaceweather.com, Solarcyclescience.com