Sekiranya tenaga dari matahari hanya bervariasi 0,1 peratus selama kitaran solar 11 tahun, mungkinkah variasi kecil mendorong perubahan besar dalam pola cuaca di Bumi? Ya, katakan penyelidik dari Pusat Nasional Penyelidikan Atmosfera (NCAR) yang menggunakan pemerhatian cuaca selama lebih dari satu abad dan tiga model komputer yang kuat dalam kajian mereka. Mereka menjumpai hubungan halus antara kitaran suria, stratosfera, dan lautan Pasifik tropika yang berfungsi segerak untuk menghasilkan corak cuaca berkala yang mempengaruhi sebahagian besar dunia. Para saintis mengatakan ini akan membantu dalam meramalkan intensitas fenomena iklim tertentu, seperti hujan monsun India dan tropika Pasifik, beberapa tahun sebelumnya.
"Matahari, stratosfer, dan lautan dihubungkan dengan cara yang dapat mempengaruhi peristiwa seperti hujan musim dingin di Amerika Utara," kata saintis NCAR, Gerald Meehl, penulis utama. "Memahami peranan kitaran suria dapat memberikan wawasan tambahan ketika para saintis berusaha untuk meramalkan corak cuaca serantau untuk beberapa dekad berikutnya."
Kajian baru ini melihat hubungan antara kesan Matahari pada dua wilayah yang nampaknya tidak berkaitan. Bahan kimia di stratosfera dan suhu permukaan laut di Lautan Pasifik bertindak balas semasa maksimum solar dengan cara yang meningkatkan pengaruh Matahari terhadap beberapa aspek pergerakan udara. Ini dapat meningkatkan angin dan curah hujan, mengubah suhu permukaan laut dan penutup awan di kawasan tropika dan subtropika tertentu, dan akhirnya mempengaruhi cuaca global.
Pasukan ini pertama kali mengesahkan teori sebelumnya, bahawa sedikit peningkatan tenaga suria semasa puncak produksi bintik matahari diserap oleh ozon stratosfer. Tenaga memanaskan udara di stratosfer di kawasan tropika, di mana sinar matahari paling kuat, sementara juga merangsang pengeluaran ozon tambahan di sana yang menyerap lebih banyak tenaga suria. Oleh kerana stratosfera menjadi panas tidak rata, dengan pemanasan yang paling ketara berlaku pada garis lintang yang lebih rendah, angin stratosfera diubah dan, melalui rangkaian proses yang saling berkaitan, akhirnya memperkuatkan curah hujan tropika.
Pada waktu yang sama, peningkatan sinar matahari pada maksimum matahari menyebabkan sedikit pemanasan perairan permukaan laut melintasi Pasifik subtropika, di mana awan penyekat Matahari biasanya jarang. Sebilangan kecil haba tambahan menyebabkan lebih banyak penyejatan, menghasilkan wap air tambahan. Pada gilirannya, kelembapan dibawa oleh angin dagang ke kawasan yang biasanya hujan di Pasifik tropis barat, memicu hujan lebat dan memperkuat pengaruh mekanisme stratosfera.
Pengaruh stratosfera dari atas ke bawah dan pengaruh laut dari atas ke bawah bekerjasama untuk mengintensifkan gelung ini dan memperkuat angin perdagangan. Oleh kerana semakin banyak cahaya matahari yang melanda kawasan yang lebih kering, perubahan ini saling menguatkan, menyebabkan lebih sedikit awan di subtropik, yang membolehkan lebih banyak cahaya matahari sampai ke permukaan, dan menghasilkan gelung maklum balas positif yang semakin memperbesar tindak balas iklim.
Tindak balas stratosfera dan lautan ini semasa maksimum solar menjadikan Pasifik timur khatulistiwa lebih sejuk dan kering daripada biasa, menghasilkan keadaan yang serupa dengan peristiwa La Nina. Walau bagaimanapun, penyejukan sekitar 1-2 darjah Fahrenheit difokuskan lebih jauh ke timur daripada di La Nina biasa, hanya sekitar setengah kuat, dan dikaitkan dengan corak angin yang berbeza di stratosfer.
Tindak balas bumi terhadap kitaran suria berterusan selama satu atau dua tahun berikutan aktiviti puncak matahari. Corak seperti La Nina yang dipicu oleh maksimum suria cenderung berkembang menjadi corak yang serupa dengan El Nino kerana arus bergerak perlahan menggantikan air sejuk di Pasifik tropis timur dengan air yang lebih hangat. Tindak balas laut hanya kira-kira separuh kuat dengan El Nino dan kehangatan yang tertinggal tidak selari dengan corak seperti La Nina yang berlaku semasa puncak dalam kitaran solar.
Maksimum solar berpotensi meningkatkan acara La Nina sejati atau meredam acara El Nino yang benar. La Nina tahun 1988-89 berlaku berhampiran puncak maksimum solar. Bahwa La Nina menjadi sangat kuat dan dikaitkan dengan perubahan ketara dalam corak cuaca, seperti musim sejuk yang sangat ringan dan kering di barat daya Amerika Syarikat.
Monsun India, suhu dan curah hujan permukaan Pasifik, dan corak iklim serantau yang lain banyak didorong oleh kenaikan dan tenggelamnya udara di kawasan tropika dan subtropika Bumi. Oleh itu, kajian baru ini dapat membantu para saintis menggunakan ramalan kitaran suria untuk mengira bagaimana peredaran itu, dan pola iklim wilayah yang berkaitan dengannya, mungkin berbeza dalam satu atau dua dekad berikutnya.
Pasukan ini menggunakan tiga model komputer yang berbeza untuk melihat semua pemboleh ubah dan masing-masing menghasilkan hasil yang sama, bahkan pemboleh ubah kecil dalam tenaga matahari dapat memberikan kesan yang mendalam di Bumi.
"Dengan bantuan peningkatan daya pengkomputeran dan model yang lebih baik, serta penemuan pemerhatian, kami mengungkap lebih banyak lagi bagaimana mekanisme bergabung untuk menghubungkan kebolehubahan solar dengan cuaca dan iklim kita," kata Meehl.
Penyelidikan pasukan itu diterbitkan dalam Jurnal Sains.
