[論文レビュー] The Impact of the Revised Sunspot Record on Solar Irradiance Reconstructions

Greg Kopp, N. A. Krivova+2 more|Max Planck Digital Library|Jan 20, 2016

Solar and Space Plasma Dynamics被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、改訂版の太陽spots指数および長期太陽観測(SILSO)太陽spots記録が、全太陽放射（TSI）の再構築に与える影響を評価する。NRLTSI2およびSATIREモデルを用いて、1885年以前の太陽活動周期の変動の振幅が上昇するが、Maunder Minimum期のTSI値には最小限の影響を及ぼすことが判明した。これは、過去数世紀にわたり気候変動に寄与する太陽の寄与度がほとんど変化しないことを示唆している。

ABSTRACT

Reliable historical records of total solar irradiance (TSI) are needed for climate change attribution and research to assess the extent to which long-term variations in the Sun's radiant energy incident on the Earth may exacerbate (or mitigate) the more dominant warming in recent centuries due to increasing concentrations of greenhouse gases. We investigate potential impacts of the new Sunspot Index and Long-term Solar Observations (SILSO) sunspot-number time series on model reconstructions of TSI. In contemporary TSI records, variations on time scales longer than about a day are dominated by the opposing effects of sunspot darkening and facular brightening. These two surface magnetic features, retrieved either from direct observations or from solar activity proxies, are combined in TSI models to reproduce the current TSI observational record. Indices that manifest solar-surface magnetic activity, in particular the sunspot-number record, then enable the reconstruction of historical TSI. Revisions to the sunspot-number record therefore affect the magnitude and temporal structure of TSI variability on centennial time scales according to the model reconstruction methodologies. We estimate the effects of the new SILSO record on two widely used TSI reconstructions, namely the NRLTSI2 and the SATIRE models. We find that the SILSO record has little effect on either model after 1885 but leads to greater amplitude solar-cycle fluctuations in TSI reconstructions prior, suggesting many 18th and 19th century cycles could be similar in amplitude to those of the current Modern Maximum. TSI records based on the revised sunspot data do not suggest a significant change in Maunder Minimum TSI values, and comparing that era to the present we find only very small potential differences in estimated solar contributions to climate with this new sunspot record.

研究の動機と目的

• 改訂版のSILSO太陽spots番号記録が、歴史的全太陽放射（TSI）再構築に与える影響を評価すること。
• 更新された太陽spotsデータが、Maunder Minimumのような重要な気候期間における太陽放射力の推定値に与える影響を評価すること。
• 太陽spots記録の変更が、長期間のTSI変動をモデルベースで再構築する際にどのように影響を与えるかを特定すること。
• NRLTSI2およびSATIREという2つの広く用いられているTSI再構築モデルにおける、新しい太陽spots記録の影響を比較すること。
• 数世紀にわたる太陽放射の大きさと時間的構造の変化を評価することで、気候変動帰属への影響を定量化すること。

提案手法

• 太陽表面の磁気活動の代理指標として、改訂版SILSO太陽spots番号時系列を用いる。
• 更新された太陽spotsデータを用いて、NRLTSI2およびSATIREモデルを適用し、TSIを再構築する。
• 太陽 spotsの暗黒化とフレアの明るさ上昇の両方の効果を、磁気活動と関連付けてTSIをモデル化する。
• 前回のバージョンと比較して、1885年以前および現代の期間に焦点を当て、改訂版太陽spots記録からのTSI再構築を比較する。
• 再構築されたデータにおける太陽活動周期の時間的構造と振幅を分析し、世紀規模の変動の変化を評価する。
• 旧版および新版太陽spots記録を用いて、Maunder Minimum期と現代最大期におけるTSIの差を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 改訂版SILSO太陽spots記録は、1885年以前の再構築された太陽活動周期の振幅にどのように影響するか？
• RQ2 新しい太陽spotsデータは、Maunder Minimum期のTSI再構築にどのような影響を及ぼすか？
• RQ3 NRLTSI2およびSATIREモデルは、改訂版太陽spots番号系列に対してどのように異なる反応を示すか？
• RQ4 更新された太陽spots記録は、過去数世紀にわたり太陽寄与度の推定値をどの程度変更するか？
• RQ5 改訂版太陽spotsデータにより、長期的なTSI変動の大きさや時間的構造に顕著な変化が生じるか？

主な発見

• 改訂版SILSO太陽spots記録により、1885年以前のTSI再構築における太陽活動周期の変動の振幅が、以前の記録よりも大きくなった。
• 1885年以降、改訂版太陽spotsデータは、NRLTSI2またはSATIREのTSI再構築にほとんど影響を及ぼさない。
• 18世紀および19世紀の多くの太陽活動周期は、現在の現代的最大期と同等の振幅であると再評価されている。
• 改訂版太陽spotsデータに基づくTSI再構築では、Maunder Minimum期に顕著なTSI値の変化は示唆されていない。
• Maunder Minimumと現在のTSIレベルの比較から、気候変動に寄与する太陽寄与度の推定値に、非常に小さな差異しか生じない。
• 更新された太陽spots記録は、気候変動帰属研究における太陽放射力の全体的評価を著しく変更しない。