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2012年4月20日 (金)

南北両極が同じN極になりつつあり、10年後には寒冷化か?

国立天文台と理化学研究所を中心とした国際研究チームは、太陽観測衛星「ひので」により太陽極域の磁場観測を行ってきましたが、極域磁場の極性が通常より早く反転しつつあることを世界で初めて捉えました。今回の極小期の太陽磁場は、太陽の北極がマイナス極・南極がプラス極となっています。太陽の南北両極の極性は、2013年5月に予想される太陽活動極大期にほぼ同時に反転すると予想されていました。「ひので」衛星は、その後も極域の観測を、極小期をすぎ太陽活動が上昇しつつある4年間にわたり行ってきました。その結果、予想される時期より約1年早く、北極磁場がほぼゼロの状態に近づいていることが、観測で発見されました。現在太陽の北極域では、逆極性の磁場の大規模な消滅と極性の反転が発生していると考えられます。

この観測の結果から、太陽の北極磁場がまもなくマイナスからプラスに転じると予想されます。一方、南極では極性反転の兆候がほとんどみられず、プラス極が維持されているのです。太陽の磁場は、大局的には双極子構造(例えば太陽の南極がプラス、北極がマイナスの棒磁石のような構造)をしているのですが、今回の「ひので」の観測結果から、南北の両方がプラス極になる四重極構造になると想定されるのです。太陽は南極と北極が逆向きの磁場を持つ巨大な棒磁石のような構造で、約11年の活動周期に合わせてN極とS極がほぼ同時に反転することが分かっていますが、北極だけがS極からN極に反転し、南北両極が同じN極になりつつあるということです。

同様の現象は、17世紀後半から18世紀初めに長期間太陽活動が低下し、寒冷化をもたらしたとされる「マウンダー極小期」でも起きたと考えられていて、近年、黒点数の減少や11年の周期が延びるなどの異変が続いており、国立天文台の常田佐久教授は「この状態が次の周期も続くと、マウンダー極小期のような時期に入ったと考えられる」と述べています。マウンダー極小期とはおおよそ1645年から1715年の太陽黒点数が著しく減少した期間の事を指し、マウンダー極小期は中世における小氷期中頃の寒冷期の遠因と目され、この時期のヨーロッパ、北米大陸、その他の温帯地域において冬は著しい酷寒に震え、暦の上では夏至であっても夏らしさが訪れない年が続いたそうです。またこの時期の日本(江戸時代初期)は周期的に雨が多い湿潤な気候であったと奈良県内の老木の年輪を分析して結論付けています。

なお太陽黒点の活動低下と、地球の気温の変化についてはまだよく分からない部分も残っていて、例えば2010年頃の極小期では太陽放射が減る一方で、スペクトルの変化によって大気による吸収がむしろ増える可能性も指摘されているのです。ただし、地球温暖化は太陽活動の変化とそのエネルギー放射量が直接の原因であるという主張については、長期的な太陽活動は横ばいかむしろ減少傾向であり、これが温暖化の主因であるとは考えられないと指摘されています。今回の「ひので」の観測により、太陽の内部で磁場を生み出すダイナモ機構の状態が、現代的な太陽観測が始まって以来初めて、変動を来していることを示しています。地球が寒冷であったと言われるマウンダー極小期やダルトン極小期には、太陽がこのような状況にあったと考えられており、今後の推移が注目されます。

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