A radiação cósmica causa flutuações da temperatura global, mas não causa a mudança climática.
9 de março de 2015 por Christopher Packham
(
Phys.org) -Ao contrário da radiação eletromagnética, que consiste de partículas carregadas sem massa e aceleradas, os raios cósmicos galácticos (CR) são compostos principalmente de núcleos atômicos e elétrons solitários, objetos que possuem massa. Os raios cósmicos são originados através de uma ampla gama de processos e fontes, incluindo as supernovas, núcleos galácticos, e explosões de raios gama. Os pesquisadores têm especulado há décadas sobre os possíveis efeitos dos raios cósmicos galácticos nos arredores imediatos da atmosfera da Terra, mas até recentemente, tem sido difícil estabelecer uma relação causal entre o clima e os raios cósmicos.
A pesquisa colaborativa resultou na publicação de um artigo na revista Proceedings, da Academia Nacional de Ciências, que matematicamente estabeleceu uma relação causal entre tais CR e as mudanças de ano para ano na temperatura global, mas não encontrou nenhuma relação causal entre o CR e a tendência de aquecimento global do século 20.
Compreendendo radiação cósmica e clima global:
Em 1911, Charles Thomas Rees Wilson determinou que a radiação ionizante leva a nucleação de nuvens na atmosfera. O aumento da nebulosidade na troposfera superior reduz a radiação de onda longa e resulta em temperaturas mais quentes. O aumento da nebulosidade na troposfera inferior leva a radiação reduzida recebida, diminuindo assim as temperaturas globais.
Mas o fluxo de raios cósmicos que interagem com a atmosfera é afetado pelo vento solar e pelo próprio campo magnético da Terra. O vento solar, particularmente na região entre o choque de terminação do sol e da heliopausa, atua como uma barreira aos raios cósmicos e diminui o fluxo de radiação cósmica de baixa energia. O campo magnético da Terra desvia os raios cósmicos em direção aos pólos, o que produz as auroras observadas em determinadas latitudes. Portanto, os pesquisadores teorizaram que a medida em que os raios cósmicos afetam o clima da Terra depende dessa combinação de fatores.
Indo para os dados:
Para estudar os efeitos da radiação cósmica na temperatura global, os pesquisadores compararam dois conjuntos de dados e desenvolveram um método para examinar a sua conexão causal. Análises estatísticas passadas, enquanto sugeria uma correlação dos efeitos da CR e temperatura de fluxo, não foram capazes de estabelecer, na verdade, o nexo de causalidade. Os autores aplicaram um método analítico chamado de mapeamento convergente cruzado (CCM) , recentemente desenvolvido, que foi especificamente concebido para medir a causalidade em sistemas dinâmicos não-lineares.
Os conjuntos de dados analisados incluíram um proxy CR chamado de índice aa que caracteriza a atividade magnética resultante da interação do vento solar e o campo magnético da Terra. No conjunto, um vento solar mais forte e perturbações magnéticas mais fortes produzem um índice aa maior. Eles compararam com conjuntos de dados Met Office HadCRUT3 do Reino Unido referente a temperatura global no período pós-1900.
O CCM ajuda a distinguir causalidade de correlações espúrias nos sistemas de tempo de sistemas dinâmicos, detectar se duas variáveis pertencem ao mesmo sistema dinâmico. Se a variável X está influenciando variável Y, a causalidade é estabelecida, mas apenas se os estados de X pode ser recuperado a partir da série temporal de Y. "Simplesmente", escrevem os autores, "A medida em que o registro histórico CCM afeta a variável Y (ou seus representantes), gera estimativas confiávelmente dos estados da variável causal X (ou seus representantes).
Resultados cósmicos modestos:
O método pode identificar tanto a CCM causalidade bidireccional (em que X e Y são mutuamente acoplados) e causalidade unidireccional (em que X influencia Y, mas Y não tem influência sobre X). A análise produziu a causalidade unidirecional esperada entre a mudança da temperatura global ( GT ) e da radiação cósmica - a informação sobre a temperatura global não está presente na série histórica de radiação cósmica, mas o mapeamento de mudança da temperatura global com a sucessão da radiação cósmica, indicando que a informação CR era realmente recuperável a partir da análise de flutuações GT.
"Nossos resultados sugerem acoplamento de fraco a moderado entre CR e ano-a-ano nas mudanças de GT", escrevem eles. "No entanto, descobrimos que o efeito percebido é modesto na melhor das hipóteses, e só recuperável quando a tendência secular em GT é removida." Esta "tendência secular" é o aquecimento que se acredita ser causado por excesso de carbono na atmosfera, um efeito que os pesquisadores contabilizaram pela primeira diferencial. "Nós mostramos concretamente que CR não pode explicar o aquecimento secular, uma tendência que o consenso atribui a pressão antropogénica. No entanto, os resultados verificam a presença de um não-tradicional sistema climático forçando, um efeito que representa outra peça interessante do quebra-cabeça em nosso entendimento dos fatores que influenciam a variabilidade do clima ", escrevem eles.
Traduzido por: Emerson Almeida.
