Atmosphäre des Uranus verändert sich im Takt der Sonne

Die Sonne ist unser wichtigster Energielieferant. Als wir vor einigen Jahren darlegten, dass solare Schwankungen  das Erdklima beeinflussen, landeten wir kurzerhand auf der Schwarzen Liste des Umweltbundesamtes. Und das obwohl eine Vielzahl von wissenschaftlichen Publikationen einen solchen Zusammenhang zwischen Sonne und Klima für die vergangenen Jahrhunderte und Jahrtausende eindrucksvoll belegten.

Man könnte nun auf die Idee kommen, auf anderen Planeten nach einem solaren Effekt in der Planetenatmosphäre zu suchen. Hört sich irre an, oder? Wäre es nicht viel einfacher, auf der Erde danach zu forschen? Aus politischen Gründen ist dieser Weg leider verbaut. Zu unbequem wären die Folgen. Was auf der Erde verborgen bleiben muss, ist jetzt zum Glück auf dem Uranus als Nachweis geglückt. Aplin & Harrison veröffentlichten am 18. Dezember 2017 ein spannendes Paper in den Geophysical Research Letters. Thema: Änderungen der Uranus-Atmosphäre im Takte der Sonnenaktivität:

Solar-Driven Variation in the Atmosphere of Uranus
Long-term measurements (1972–2015) of the reflectivity of Uranus at 472 and 551 nm display variability that is incompletely explained by seasonal effects. Spectral analysis shows that this nonseasonal variability tracks the 11 year solar cycle. Two mechanisms could cause solar modulation: (a) nucleation onto ions or electrons created by galactic cosmic rays (GCR) or (b) UV-induced aerosol color changes. Ion-aerosol theory is used to identify expected relationships between reflectivity fluctuations and GCR flux, tested with multiple regression and compared to the linear response predicted between reflectivity and solar UV flux. The statistics show that 24% of the variance in reflectivity fluctuations at 472 nm is explained by GCR ion-induced nucleation, compared to 22% for a UV-only mechanism. Similar GCR-related variability exists in Neptune’s atmosphere; hence, the effects found at Uranus provide the first example of common variability in two planetary atmospheres driven through energetic particle modulation by their host star.

Der Mechanismus funktioniert offenbar über die kosmische Strahlung sowie die UV-Strahlungskomponente, beides vernachlässigte Größen in den irdischen Klimamodellen. Die Autoren deuten an, dass auch auf dem Neptun ähnliche Effekte registriert werden können. Ein weiterer wichtiger Schritt, die solaren Verstärkerprozesse besser zu verstehen und am Ende korrekt in die Klimamodelle einzubauen. Bislang tut man so, als gäbe es lediglich Effekte der solaren Gesamtstrahlung (total solar irradiance), was den empirisch bestens belegten solaren Klimaeffekt jedoch massiv unterschätzt. Ein wenig erinnert das an die Plattentektonik, bei der die Bewegung der Kontinente auch erst akzepiert wurde, als ein physikalischer Mechanismus für die Wanderung der Lithosphärenplatten gefunden wurde:

Die Plattentektonik setzt sich durch: Lehren für die Klimadebatte
Kontinentalverschiebung und Klimawandel: Die wundersame Wiederholung der Wissenschaftsgeschichte