Aanloop winter: invloed van de zon

Iedereen die onze verwachtingen voor de ultralange termijn met enige regelmaat volgt, weet dat er allerlei factoren zijn die we in de gaten moeten houden om tot een seizoensverwachting te kunnen komen. Ze hebben elk op hun eigen manier invloed op het weer bij ons en hun onderlinge samenhang bepaalt, waar het met het weer uiteindelijk naartoe zou kunnen gaan, in het seizoen dat centraal staat.

Van de vier seizoenen, is de winter qua drukverdeling en de factoren die daarop van invloed (kunnen) zijn het meest overzichtelijk. Dit heeft onder meer met de laagstaande zon te maken, die minder lokale effecten veroorzaakt dan bij voorbeeld in de zomer het geval is. Het gevoel onder meteorologen is dan ook dat we, als we er al eens in slagen om betrouwbare seizoensverwachtingen te maken, er voor de winter het dichtste bij zijn. En ook dan gaat het gewoon nog heel vaak niet (helemaal) goed.

We nemen een aantal factoren door

In aanloop naar de eerste versie van onze winterverwachting zullen we een aantal van de factoren, waarvan we nu eigenlijk al weten dat ze in de wintermaanden een rol gaan spelen, alvast tegen het licht houden. En dan kun je niet anders dan eerst de zon centraal stellen. Want ook in het weer begint alles met de zon.

Na een lange periode min of meer inactief te zijn geweest, begint de zon nu langzaam een beetje wakker te worden. Het zonnevlekkenminimum waarin we ons bevinden, het diepste in meer dan een eeuw tijd, is nog niet voorbij, maar na een lange periode van stilte zijn ook deze augustusmaand aan het oppervlak van de zon alweer diverse vlekken zichtbaar geweest, allemaal behorend tot de nieuwe cyclus die nummer 25 heeft meegekregen. Het toenemende aantal zonnevlekken dat bij de nieuwe cyclus hoort, laat zien dat het huidigen zonnevlekkenminimum langzaam aan het aflopen is.

Op zich merken we niet veel van een zonnevlekkenminimum, behalve dan dat de kosmische straling die de aarde vanuit de ruimte bereikt nu sterker is dan normaal. En dat heeft gevolgen voor mensen die in de lucht werken. Wie vaak in vliegtuigen zit, zoals vliegtuigbemanningen, wordt aan meer straling blootgesteld dan anders. Ter illustratie: een vlucht van rond 4 uur levert een hoeveelheid straling op die vergelijkbaar is met het laten nemen van een röntgenfoto. Overigens speelt dit allemaal natuurlijk minder een rol omdat er dit jaar door de coronacrisis veel minder dan normaal wordt gevlogen.

Wat zijn zonnevlekken?

Zonnevlekken zijn tijdelijk aanwezige donkere plekken op de zon, magnetisch zeer sterk actieve gebieden eigenlijk, die ten opzichte van hun omgeving minder heet zijn. Er zijn vlekken die enkele honderden kilometers in doorsnee zijn, maar ook vlekken die tienduizenden kilometers bemeten. De zon kent perioden met veel en weinig zonnevlekken, die elkaar afwisselen, de zogeheten zonnevlekkencycli. Gedurende de perioden met de meeste zonnevlekken spreken we van een zonnevlekkenmaximum en de perioden met geen of nauwelijks zonnevlekken staan bekend als zonnevlekkenminima.

Eigenlijk is de zon een gigantisch hete bol. De buitenrand van de zon is ongeveer 6000 graden warm, in de kern is het een ondenkbare 15 miljoen graden Celsius. Vlak onder het zonoppervlak bevinden zich massieve circulaties van vuurplasma.

Cyclus 24

Na een top en een dal aan zonnevlekken, begint steeds de volgende cyclus met het verschijnen van de nieuwe donkere plekken. Teruggerekend tot 1750 hebben we 23 van deze cycli achter de rug en deze duurden per stuk ongeveer 11 jaar. Begin 2008 dachten de sterrenkundigen dat de 24e zonnecyclus zou starten, maar dat werd steeds weer uitgesteld omdat het aantal zonnevlekken nagenoeg nul bleef. Uiteindelijk ontstonden pas in juni 2009 de langverwachte eerste kleine zonnevlekken van de nieuwe periode. En zo werd dus de oude cyclus afgesloten en de nieuwe gestart. De NASA bepaalt het precieze moment daarvan. In totaal zaten we in 2009 maar liefst 260 dagen zonder zonnevlekken en dat jaar was dan ook lange tijd het jaar van het absolute zonnevlekkenminimum. Rond die tijd beleefden we tevens een tweetal relatief koude winters (de winter van 2008/2009 en de winter van 2009/2010).

In 2010 liep het aantal zonnevlekloze dagen terug tot 51 en in 2011 was er nog maar 1 dag zonder één of meerdere zonnevlekken.

Het maximum was dus gestart. Inmiddels zijn we alweer lang voorbij de top van het maximum. In 2015 was er geen enkele dag zonder zonnevlekken, maar in 2019 was de zon 77 procent van de dagen zonnevlekvrij, een nieuw record sinds we het meten. En dit jaar tot nu toe was er op 68 procent van de dagen aan het oppervlak van de zon geen vlek te zien.

We zitten dus nog in het zonnevlekkenminimum, maar de nieuwe cyclus 25 begint al wat te sputteren, zo zien we ook deze maand. Toch zijn eerder dit jaar ook nog vlekjes van de oude cyclus te zien geweest. Dat is iets wat wel vaker gebeurd op de grens van twee cycli. De meeste nieuwe vlekken horen inmiddels bij de nieuwe cyclus en dat biedt aanknopingspunten om te denken dat het huidige minimum nu snel voorbij zal zijn.

De nieuwe cyclus

In het voorjaar van 2019 heeft de NASA een verwachting uitgebracht voor zonnevlekkencyclus 25, de cyclus die nu aan het beginnen is. Men verwacht dat die nieuwe fase ongeveer hetzelfde pad volgt als de afgelopen cyclus 24. Dat wil zeggen dat het maximum aan zonnevlekken gelijk zal liggen als in de bijna afgesloten cyclus en dat wil weer zeggen dat de intensiteit van de nieuwe cyclus beperkter is dan cyclus 23. En cyclus 23 was minder krachtig dan cyclus 22. Het maximum zal tussen 2023 en 2026 liggen, de jaren waarin we de meeste en de grootste zonnevlekken kunnen verwachten.

Koudere winters?

Er lijkt een relatie te zijn tussen weinig zonnevlekken en koude winters in onze contreien, al is dat nog steeds in onderzoek. De statistieken tonen dat er vlak na een zonnevlekkenminimum, dus eigenlijk in de weer opgaande lijn van een nieuwe cyclus, gemakkelijker koude winters optreden. Zo hadden we aan het begin van de nu aflopende cyclus een koude winter in 2009, 2010 en de 3 winters daarna.

Alleen de winter van 2012 was toen als geheel aan de zachte kant. Maar juist die winter bracht in de februarimaand een zeer koude fase met zich mee. Sterker nog, het Elfsteden-comité kwam bij elkaar. Uiteindelijk ging de tocht niet door, maar het evenement was wel even in zicht. Verder terugkijkend was het vlak na het begin van cyclus 23, ook koud in de jaren 90. Met destijds de 15e Elfstedentocht in 1997.

Ook tijdens de komende winter lijken we dus, voor het eerst in jaren, weer in een opgaande lijn van een nieuwe zonnevlekkencyclus te zitten. Met het oog op winterweer, en voor degenen die daar van houden, lijken daar dus aanknopingspunten te zitten. We zullen later zien of die in de winterverwachting ook verzilverd gaan worden.