[논문 리뷰] The Impact of the Revised Sunspot Record on Solar Irradiance Reconstructions

Greg Kopp, N. A. Krivova외 2명|Max Planck Digital Library|2016. 01. 20.

Solar and Space Plasma Dynamics인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 개선된 태양spots 지수 및 장기 태양 관측(SILSO) 태양spots 기록이 총태양복사량(TSI) 재구성에 어떤 영향을 미치는지 평가한다. NRLTSI2 및 SATIRE 모델을 사용하여, 1885년 이전에는 태양활동주기의 진폭이 증가하지만, Maunder Minimum 기간의 TSI 값에는 거의 영향을 주지 않음을 발견하여, 최근 수개 세기 동안 기후 변화에 기여하는 태양의 기여도에 대해 미미한 변화만 있을 것으로 암시한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 개선된 SILSO 태양spots 수치 기록이 역사적 총태양복사량(TSI) 재구성에 어떤 영향을 미치는지 평가하기.
• 업데이트된 태양spots 데이터가 Maunder Minimum과 같은 주요 기후 기간 동안 태양력의 추정치에 영향을 미치는지 평가하기.
• 태양spots 기록의 변화가 장기 TSI 변동성에 대한 모델 기반 재구성에 어떤 영향을 미치는지 규명하기.
• 두 개의 널리 사용되는 TSI 재구성 모델인 NRLTSI2 및 SATIRE에 대한 신규 태양spots 기록의 영향을 비교하기.
• 수세기 동안 태양복사량의 크기와 시간적 구조 변화를 평가하여 기후 변화 기여도에 대한 함의를 정량화하기.

제안 방법

• 태양표면 자기활동의 대리자로 개선된 SILSO 태양spots 수치 시계열을 사용한다.
• 업데이트된 태양spots 데이터를 사용하여 NRLTSI2 및 SATIRE 모델을 적용하여 TSI를 재구성한다.
• 태양spots 어두움과 플라크류 밝아짐의 상반된 영향을 모두 자기활동과 연결하여 TSI를 모델링한다.
• 이전 버전과 비교하여 개선된 태양spots 기록을 기반으로 한 TSI 재구성을 분석하며, 1885년 이전 및 현대 기간을 중심으로 분석한다.
• 재구성된 결과에서 태양활동주기의 시간적 구조와 진폭을 분석하여 백년 단위의 변동성 변화를 평가한다.
• 이전 및 신규 태양spots 기록을 사용하여 Maunder Minimum 및 현대 최대기 동안의 TSI 차이를 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 개선된 SILSO 태양spots 기록은 1885년 이전 재구성된 태양활동주기의 진폭에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 신규 태양spots 데이터는 Maunder Minimum 기간의 TSI 재구성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 NRLTSI2 및 SATIRE 모델은 개선된 태양spots 수치 시계열에 대해 어떻게 다른 반응을 보이는가?
• RQ4 최근 수개 세기 동안 태양기여도 추정치에 대해 업데이트된 태양spots 기록이 얼마나 변화를 주는가?
• RQ5 개선된 태양spots 데이터로 인해 장기 TSI 변동성의 크기 또는 시간적 구조에 중대한 변화가 발생하는가?

주요 결과

• 개선된 SILSO 태양spots 기록은 이전 기록에 비해 1885년 이전 TSI 재구성에서 태양활동주기의 진폭이 더 크게 나타나게 한다.
• 1885년 이후에는 개선된 태양spots 데이터가 NRLTSI2 또는 SATIRE TSI 재구성에 거의 영향을 주지 않는다.
• 18세기와 19세기 많은 태양활동주기들이 현재의 현대 최대기와 유사한 진폭으로 재구성된다.
• 개선된 태양spots 기록을 기반으로 한 TSI 재구성은 Maunder Minimum 기간 동안 TSI 값에 중대한 변화가 없다는 것을 시사한다.
• Maunder Minimum과 현재의 TSI 수준을 비교하면 기후 변화에 기여하는 태양의 기여도 추정치에 매우 작은 잠재적 차이만 존재한다.
• 업데이트된 태양spots 기록은 기후 변화 기여도 평가에서 태양력의 총괄적 평가에 본질적인 변화를 주지 않는다.