Zonnevlekken en Elfstedentochten: Zin en Onzin

Op het moment dat de zon ongeveer op zijn maximum activiteit in zijn (ongeveer) 11 jarige cyclus verkeert, is het interessant om eens te kijken van wat er nou waar en onwaar is van een mogelijke relatie tussen zonnevlekken en het weer in Nederland (of de wereld).
Daar is al heel wat over geschreven, zowel op internet, maar ook wetenschappelijke publicaties die elkaar soms tegenspreken (Sirocko et al Geophys Res Lett 2012 en van Oldenborgh et al Environ Res Lett 2013).

Wat zijn zonnevlekken eigenlijk?
Dit zijn de vlekken die zwart aankleuren als je rechtstreeks in de zon zou kijken. Het zijn regio’s op de oppervlakte van de zon met sterkere magnetische activiteit en kunnen groter zijn dan de aarde. Ze zijn donker dan de omgeving van de zon omdat ze een stuk kouder zijn dan de rest van de oppervlakte. Vaak gaan zonnevlekken gepaard met zonnewinden en coronal mass ejections, wat een reden zou kunnen zijn voor sommige associates tussen zonnevlekken en weerfenomenen. Eén van die weerfenomenen kennen we allemaal: het Noorderlicht.

Zonnevlekcyclus

Sunspot_Numbers
http://en.wikipedia.org/wiki/Sunspot#mediaviewer/File:Sunspot_Numbers.png

Het is al eeuwen bekend dat er een cyclus bestaat van de activiteit, of beter, het aantal zonnevlekken van de zon. Er is een bepaald maximum en een bepaald minimum, waarna de cyclus weer opnieuw begint. Die cyclusduur is gemiddeld 11-12 jaar, al zijn er ook langere cycli beschreven, zoals de vorige cyclus (nr 23). Typisch is het echter dat een cyclus 11 jaar duurt, en gemiddeld is het maximum aantal zonnevlekken 100-150, terwijl het minimum tot 0 kan dalen. Die maxima en minima duren dan ook nog maanden tot jaren. Bijvoorbeeld tussen de afgelopen cycli 23 en de huidige 24 was er een periode zonder – geheel zonder – zonnevlekken, en dan is het ook lastig om te bepalen waar de nieuwe cyclus begint. Interessant genoeg was dit mimimum tijdens de laatste twee winters dat het in Nederland echt winter was: 2009-2010/11.
Naast de 11 jarige cyclus worden ook afwijkingen in deze cyclus waargenomen, vooral periodes waarin de maxima van de zonnevlekcycli ruim lager ligt dan de eerdere en latere cycli. Deze diepe minima met lagere maxima van meerdere cycli achter elkaar zijn beschreven als het Maunder Minimum tussen 1650 en 1700, en het minder extreme Dalton Minimum rond 1800-1825. In het Maunder Minimum waren er nauwelijks tot geen zonnevlekken. Edward Maunder was uiteindelijk degene die concludeerde dat er wel gekeken was naar zonnevlekken in de 17e en 18e eeuw, maar dat deze juist geheel afwezig waren, en dus ook niet geregistreerd konden zijn. Naast het visueel bevestigd krijgen van het aantal zonnevlekken, kan de activiteit van de zon ook geregisteerd worden met radiocarbon metingen van 14C. Deze laten op eenzelfde manier zien dat de zonneactiviteit rond het Maunder en Dalton minimum daadwerkelijk lager was dan in andere periodes.

14 C activiteit, hoe hoger, hoe minder zonneactiviteit: http://www.climatedialogue.org/what-will-happen-during-a-new-maunder-minimum/

 

Zonnevlekcyclus en Winters

Via KNMI.nl

Er zijn meerdere claims geweest dat het aantal zonnevlekken, of beter: de afwezigheid van zonnevlekken geassocieerd is met strengere winters. Zoals hierboven gesuggereerd lieten Sirocko et al zien dat er een relatie leek te bestaan tussen het aantal zonnevlekken en hoe vaak de Rijn was dichtgevroren. Echter concludeerden Nederlandse onderzoekers dat in een meer uitgebreide analyse, er geen evidente relatie bestond tussen het aantal zonnevlekken en strengere winters. Derhalve nogal tegenstrijdige data. En daarnaast is het de vraag of deze relatie alleen voor Europa zou gelden of ook voor bijvoorbeeld de Verenigde Staten.
Wat echter wel opvallend is, is het anekdotische samenvalen van het Maunder Minimum rond 1650 en een aantal zeer koude winters. Deze periode wordt dan ook wel de kleine IJstijd genoemd, en we kennen dan ook de winterse 17e eeuwse landschappen van oude Hollandse Meesters, waarin de Nederlanders van die tijd zich op de schaats op de grote rivieren waagden.

http://www.vwkweb.nl/index.php?page=378&print=1
http://www.vwkweb.nl/index.php?page=378&print=1

Overigens begon deze kleine IJstijd al voordat het Maunder Minimum zich openbaarde, dus een duidelijke 1 op 1 relatie is hier ook niet aantoonbaar. Daarnaast is het aantal zonnevlekken in de laatste 50 jaar mogelijk meer dan de eeuwen daarvoor, maar er zijn nog steeds strenge winters, al lijken deze winters wel samen te vallen met lagere jaarlijkse zonnevlek aantallen.

Zonnevlekcyclus en Elfstedentochten
De getoonde grafiek kent inmiddels iedere Elfstedeno-fiel. De meeste elfstedentochten lijken te zijn verreden tijdens zonnevlekminima, met uitzondering van periode rond 1940 toen er behoorlijk veel zonnevlekken waren. Maar er zijn ook associaties te vinden: Er was een zonnevlekminimum in 1996-7 (jaar van Elfstedentocht). 11 jaar daarvoor ( 1985 en 1986) waren er twee Elfstedentochten, terwijl 22 jaar (2 x 11) daarvoor de barre tocht van 1963 was. Rond het zonnevlekminimum van 1954 was er opnieuw een Elfstedentocht (de cyclus naar 1963 was relatief kort). Verder terugtellen leert daarnaast dat het niet altijd samenvalt, al lijkt er een relatie zichtbaar. Verder kijkend naar de relatie tussen de IJsdiktes tijdens de tochten en zonnevlekken laat overigens geen relatie zien. Met andere woorden, er lijkt wel een associatie te bestaan, maar of dit ook gelijk oorzakelijk mag worden beschouwd is onduidelijk, maar waarschijnlijk te sterk gesuggereerd. Er zijn duidelijk meer factoren die een rol spelen, zoals de algemene rol van de mens in klimaat en weersveranderingen, vulkaanuitbarstingen, algemene activiteit van de zon, type winters (droog en koud, nat en koud/warm, veel sneeuw of wind, etc).

Huidige Zonnevlekcyclus

via http://www.solen.info/solar/
via http://www.solen.info/solar/

Waarom is de huidige tijd nu zo interessant met betrekking tot zonnevlekken? We leven in Cyclus 24 die ongeveer gestart is in 2009 en dus waarschijnlijk gaat lopen tot 2020. Het is de derde cyclus op rij die een afname van het maximum aantal zonnevlekken zal laten zien, en sterker nog, Cyclus 24 zal het laagste aantal zonnevlekken op zijn maximum hebben sinds cyclus 16 rond de 30-er jaren van de vorige eeuw. Ook is de vorige cyclus iets langer geworden, wat mogelijk erop kan duien dat de komende cyclus relatief koud en lagere zonneactiviteit heeft, en tevens dat cyclus 25 een nog lager maximum kan krijgen, al lijkt een nieuw Maunder Minimum onwaarschijnlijk. Een Dalton minimum is nog steeds mogelijk.

In 2014-2015 bevinden we ons op de tweede piek/maximum van zonnecyclus 24. Het anekdotische bewijs suggereert daarom dat het onwaarschijnlijk is dat een strenge winter op de loer licht, al kan het weer ons altijd verrassen, en er ook genoeg koude winters zijn geweest op zonnevlekmaxima. Maar het echte vuurwerk, mochten we de beperkte associaties tussen zonnevlekminima en strenge winters/elfstedentochten geloven, mogen we verwachten vanaf 2017-2018 wanneer het aantal zonnevlekken echt gaat dalen onder de 20-30. De vier of vijf jaar daarna zou het minimum zeer koude winters kunnen opleveren, maar zoals wel vaker gezegd: er is meer nodig dan een ongewone koude winter voor een Elfstedentocht: perfecte omstandigheden voor aangroei van ijs gedurende langere tijd, goede wind en sneeuwcondities, en natuurlijk gewoon een dosis geluk en toeval!

Op naar de winter!

Bronnen:
– http://www.nasa.gov
– http://www.solen.info/solar/
– http://www.climatedialogue.org/what-will-happen-during-a-new-maunder-minimum/
– http://www.f-van-hulten.com/Koude_winters/kunnen_we_binnenkort_11_steden_rijden.htm
– http://en.wikipedia.org/wiki/Sunspot
– http://solarscience.msfc.nasa.gov/SunspotCycle.shtml

– http://www.vwkweb.nl/index.php?page=378&print=1