Praktische opdracht ANW De zon en ons klimaat

Transcriptie

1 Praktische opdracht ANW De zon en ons klimaat Praktische-opdracht door een scholier 1741 woorden 17 februari ,5 17 keer beoordeeld Vak ANW Inhoudsopgave Inleiding Wat is een zonnevlek? Hoe kun je zonnevlekken het beste waarnemen? Hoe ziet het temperatuursverloop van de zon eruit? Wat is een zonnecyclus en in welke zonnecyclus zitten we nu? Wat is het verband tussen zonneactiviteit en klimaat? Evaluatie en bronvermelding. Inleiding: Dit verslag gaat over de invloed van de zon op ons klimaat. Zoals later zal blijken hebben met name zonnevlekken die geregeld aan het zonoppervlak verschijnen een grote invloed op ons dagelijks leven. Vandaar dat we eerst beginnen met de vraag wat is een zonnevlek en andere bijzonderheden over de zon en zonnecycli voordat we op de eigenlijke hoofdvraag ingaan. Wat is een zonnevlek? Zonnevlekken zijn donkere vlekken op het oppervlak van de zon. Ze lijken donker omdat ze kouder zijn in vergelijking tot de rest van de zon. Hoewel ze t.o.v. de rest van de zon donker mogen lijken, zijn die plekken nog wel 5000 keer zo helder als een volle maan! Dat de zon deze plekken vertoont gebeurt regelmatig. Dit hangt namelijk samen met koelere plekken op de zon. Je kunt aan het aantal zonnevlekken zien hoe actief de zon is: hoe meer zonnevlekken hoe actiever de zon is. Een erg actieve zon produceert explosies van energie waarbij geladen deeltjes vrijkomen. Zodra die deeltjes in de atmosfeer van de aarde terecht komen veroorzaken ze poollichtjes. De kans hierop is het grootst in jaren met veel zonneactiviteit. Die komen ongeveer om de elf jaar voor. In 2003 zaten we er midden in. Hoe kun je zonnevlekken het beste waarnemen? Pagina 1 van 5

2 De zon is de enige ster die zo dichtbij staat dat het mogelijk is hem met eenvoudige middelen waar te nemen. Alleen bij aanwezigheid van een wolkensluier of op een heiige dag bij zonsop- of ondergang kan het oppervlak van de Zon zonder speciale bescherming met het blote oog bekeken worden. In alle andere gevallen moeten filters gebruikt worden die de gevaarlijke straling tegenhouden. Er zijn drie typen veilige filters: 1. Lasglas Van nr. 13 of 14. Dit wordt normaal gebruikt voor elektrisch lassen. Hoe hoger het nummer, des te donkerder het glas. Het is ook mogelijk een nr. 10 en 4 op elkaar te leggen. Lasglas is goedkoop en verkrijgbaar in een goede gereedschapswinkel. 2. Spiegelend filter. Dit filter is gemaakt van kunststof folie of glas, waarop een uiterst dun laagje chroom of aluminium is aangebracht. Dit laagje weerkaatst vrijwel alle straling en laat maar een klein deel van het zonlicht door. Het 'Solar Screen' is een goedkoop kunststof filter, maar je moet wel twee velletjes op elkaar leggen en die 90 graden ten opzichte van elkaar draaien. Nadeel is dat dit 'Solar Screen' erg kwetsbaar is en dat de reflectielaag ervan op den duur haar eigenschappen verliest. Het moet regelmatig vervangen worden. Glazen filters zijn van een hoge(re) kwaliteit en gaan langer mee. Ze zijn echter veel duurder. 3. Zwart-wit film, d.w.z. een stuk volledig belichte en goed ontwikkelde zwart-wit film, mits men niet langer dan 30 seconden achter elkaar waarneemt. Controleer de film van te voren op kleine lichtgaatjes in de emulsie. Alle andere soorten filters, zoals beroete glaasjes, fotografische filters, kleuren- of diafilm enzovoort, zijn onveilig! Ze laten allemaal teveel de gevaarlijke ultraviolette en/of infrarode straling door. Afgezien van een incidentele grote zonnevlekkengroep of een zeldzame gedeeltelijke zonsverduistering, valt er met het blote oog overigens niet veel waar te nemen. Telescoop. Het is extra gevaarlijk om rechtstreeks met een verrekijker of telescoop naar de Zon te kijken. In zeer korte tijd (seconden!) kan men ernstig oogletsel oplopen of zelfs blind worden! Gelukkig zijn er een aantal methoden om de Zon toch veilig te kunnen waarnemen. De drie meest gebruikte zijn: 1. Projecteren. Dit is een goede en eenvoudige methode, waarbij geen filters nodig zijn. Houdt een stuk wit karton op 20 tot 50 cm afstand achter het kijkeroculair. De telescoop wordt gericht met behulp van zijn eigen schaduw. Als die schaduw zo klein mogelijk is, dan staat het instrument goed opgesteld. Denk er wel aan dat het direct achter het oculair gloeiend heet is! 2. Herschelprisma. Dit instrument is geschikt voor telescopen met een opening van maximaal 15 cm. Het lijkt op een zenitprisma, alleen verlaat 95% van het zonlicht aan de achterkant weer ongebruikt de Pagina 2 van 5

3 telescoop. Een speciaal oculairfilter zorgt voor een veilige waarneming van de overgebleven hoeveelheid licht. 3. Spiegelend objectieffilter. Dit type filter hebben we hierboven al genoemd, maar het wordt hier dus voor de kijkeropening geplaatst. Glazen filters geven een uitstekend beeld. Soms wordt bij een telescoop een zonne-oculairfilter geleverd om in plaats van een objectieffilter te gebruiken. Dit filtertje absorbeert bijna al het licht dat de telescoop binnenkomt, waardoor het zeer snel zeer heet kan worden. Als het door de hitte kapot springt kan dat fataal zijn voor uw oog! Daarom mag men absorberende oculairfilters nooit op een telescoop gebruiken! Hoe ziet het temperatuursverloop van de zon eruit? In schema: Temperatuur: in de kern graden Celsius aan de oppervlakte graden Celsius in de corona graden Celsius Allereerst heb je het oppervlak van de zon, de fotosfeer. Dit zie als je naar de zon kijkt. Iedere vierkante centimeter van het zonsoppervlak geeft evenveel licht als een lamp van 6000 Watt! Deze fotosfeer is ongeveer 5500 graden Celsius. Dan is er de chromosfeer, net om de fotosfeer heen. Deze is bijna helemaal doorzichtig. Je kunt die alleen zien bij een zonsverduistering. Hier ziet de chromosfeer eruit als een rode gloed om de zon heen. De temperatuur van de chromosfeer varieert van binnen naar buiten van 4300 graden Celsius tot 8300 graden Celsius aan de buitenrand. Boven de chromosfeer begint de corona. Maar die is alleen te zien bij zonsverduisteringen. De corona kan een temperatuur bereiken van één miljoen graden Celsius. Het is nog steeds niet goed bekend hoe de corona nou zo heet kan zijn: Het oppervlak van de Zon is `maar' 6000 graden, dus hoe kan de corona nou veel warmer zijn? Waarschijnlijk gaat het om geluidsgolven uit andere lagen van de zon. Die geven hun energie af aan de corona en bereiken zo een immens hoge temperatuur. De corona straalt die weer uit de ruimte in in de vorm van röntgenstraling. (zie foto) Wat is een zonnecyclus en in welke zonnecyclus zitten we nu? In 1843 merkte Schwabe op dat het aantal zonnevlekken cyclisch varieert met een periode van ongeveer 11,4 jaar (vandaar de naam zonnecyclus). Zonnevlekken verschijnen aan het oppervlak, leven een paar dagen tot weken, en verdwijnen dan weer. Aan het begin van een cyclus verschijnen de zonnevlekken op omstreeks 35 graden breedte en dan gedurende de cyclus op steeds lagere breedte; dit wordt Spörer's wet (1894) genoemd. Het resultaat van deze opschuiving is het vlinderdiagram; Dit figuur geeft hiervan een voorbeeld. Pagina 3 van 5

4 De waargenomen beweging van de zonnevlekken naar de equator. Elke "vlinder" stelt één 11-jarige cyclus voor. Volgens sommige wetenschappelijke opvattingen is de zon al sinds maart 2000 over het maximum van de zonnevlekken heen. In ongeveer elf jaar (zoals boven genoemd )doorloopt de zon een cyclus van geen vlekken (een minimum dus, dat was in 1995 het geval) over een maximum van hevige activiteit (= veel grote vlekken) weer terug naar geen vlekken, een zonneminimum (dat weer in 2006 het geval zal zijn). Op dit moment zitten we in zonnecyclus nummer 22 die begon in 1999 en die waarschijnlijk rond 2010 zal eindigen. Dit is nog niet zeker omdat de cyclussen niet precies een bepaald aantal jaren duren. Men neemt als scheidslijn het omslaan van de magneetvelden tijdens het maximum. Dat is niet direct waar te nemen aan het afnemen van de zonnevlekken. De wetenschappers stellen, dat dit "omslaan" in begin 2000 heeft plaats gevonden. Maar in oktober en november 2003 zijn er telkens opnieuw vele zonnevlekken geteld en 30 oktober 2003 waren de zonnevlekken-groepen en zo groot als we ze in de hele cyclus nog slechts één keer hadden Het aantal zonnevlekken in de loop van de tijd sinds de uitvinding van de telescoop in Wat is het verband tussen zonneactiviteit en klimaat? Sommige geleerden beweren dat de zonneactiviteit invloed heeft op het klimaat op aarde. Uit poollicht blijkt namelijk dat de energie uitbarstingen van de zon, (die dus voorkomen bij zonnevlekken) invloed hebben op de aardse atmosfeer. Het verschijnsel ontstaat door elektronen, afkomstig van de zon, die de aardse atmosfeer binnendingen Maar als de zonnevlekken invloed hebben op het klimaat zou dat terug te vinden moeten zijn in registraties van het weer e.d. Onderzoekers zijn ook al tijden bezig dit verband te ontdekken. Zij hebben onder andere ontdekt dat de kleine ijstijd samenviel met een periode van weinig zonneactiviteit, dus weinig zonnevlekken. Over de hele wereld genomen zijn deze variaties eigenlijk te verwaarlozen want de verschillen bedragen gemiddeld slechts 0,01 graad. Wel zijn er aanwijzingen dat langzamere variaties wel merkbare invloed hebben. Een onderzoek van het KNMI heeft uitgewezen dat de opwarming in de 20ste eeuw meer verklaard kan worden door een lagere vulkaanactiviteit dan door een lagere zonneactiviteit. Vulkanen hebben namelijk een koelend effect op de aarde. Ook heeft het warme water van de stille oceaan een sterke invloed op de verschillen in de temperatuur. De stijging in temperatuur in de 2e helft van de 20ste eeuw kan ook niet worden verklaard door de zonneactiviteit, want die veranderde tijdens die periode nauwelijks. Er wordt veel meer gedacht aan de invloed van menselijke activiteiten. Conclusie: de uitspraken dat zonnevlekken een grote invloed hebben op het klimaat moeten we met een korreltje zout nemen. Er zijn wel aanwijzingen in die richting maar die kunnen ook worden verklaard door andere factoren. De onderzoeken naar de invloed van de zon op ons klimaat zullen dus nog wel even doorgaan. Evaluatie en Bronvermelding. Deze internetopdracht was voor mij wel leerzaam omdat ik, gek genoeg, nog bijna niets wist over Pagina 4 van 5

5 zonnevlekken. Daarom had ik in 1e instantie ook gekozen voor de opdracht over Galileo Galilei. Helaas wilde dat niet vlotten. Waar Galileo het idee vandaan haalde naar de hemel te kijken is voor mij bijvoorbeeld nog steeds een raadsel. Ook die beroemde tijdgenoot van Galilei was voor mij niet te vinden. Deze opdracht echter ging veel beter, hoewel ik er wel wat tijd aan kwijt ben geweest. De meeste vragen waren goed te vinden, alleen op de laatste vraag (over de invloed van de zon op het klimaat) stond weinig concreets op het internet. Vandaar dat deze ook nogal vaag is uitgewerkt. Verder is dit verslag naar mijn mening wel goed gelukt. Bronvermelding Deze sites heb ik o.a. gebruikt: Pagina 5 van 5