La radiazione UV proveniente dal Sole ha una grande influenza sull’ambiente terrestre ed in particolare sull'atmosfera del nostro pianeta. Guida la chimica che forma e mantiene lo strato di ozono stratosferico, influenza l'equilibrio termico dell’alta atmosfera e impatta l'attrito dei satelliti in orbita bassa. Per comprendere come la nostra atmosfera si sia evoluta non solo negli ultimi decenni, ma nei secoli, dobbiamo conoscere come sia cambiata nel passato la radiazione UV del Sole.
Analizzando mille anni di attività magnetica solare, ricostruita grazie allo studio dei radioisotopi negli anelli degli alberi, e combinandoli con un archivio globale di immagini solari, un team di scienziati dell'Università degli Studi di Roma Tor Vergata, con il contributo di ricercatori del National Solar Observatory (NSO) della U.S. National Science Foundation (NSF) e dell’Institute of Computational Life Sciences di Zurigo (ZHAW), ha fornito l'immagine più chiara fino ad ora di come la variabilità solare abbia plasmato la chimica atmosferica terrestre. Il lavoro, a prima firma Raffaele Reda ricercatore a tempo determinato del Dipartimento di Fisica, nasce da una collaborazione ultradecennale, coordinata da Francesco Berrilli dell’Università di Roma Tor Vergata, dedicata allo studio della variabilità solare e del suo impatto sulla Terra e che ha visto coinvolti nel tempo anche climatologi dell’Università di Roma Sapienza, CNR/ISAC, Università di Trento e HAO/NCAR.
Il Sole infatti è in continuo mutamento. Il suo campo magnetico si intensifica e si indebolisce con un ciclo di 11 anni, producendo il familiare alternarsi di macchie solari. Ma il Sole sperimenta anche variazioni a lungo termine, come i prolungati periodi di quiete, ad esempio il Minimo di Spörer (1400–1500) o il Minimo di Maunder (1600–1700), in cui l'attività solare cala drasticamente. Fino ad oggi, gli scienziati avevano solo stime approssimative del comportamento della radiazione UV durante questi Grandi Minimi. La nuova ricerca affronta direttamente questa sfida. Utilizzando un modello empirico che lega la radiazione UV alle strutture magnetiche sulla superficie solare, il team ha ricostruito quattro bande UV cruciali per la chimica dell'ozono. I risultati mostrano che durante i Grandi Minimi la radiazione UV diminuisce significativamente alterando le condizioni in cui si forma lo strato di ozono.
Uno dei risultati più inaspettati riguarda la banda dell'ultravioletto medio (MUV) tra 180 e 300 nm. I modelli precedenti prevedevano modeste variazioni a lungo termine in questa banda. La nuova ricostruzione mostra invece che la variabilità MUV è significativamente maggiore, se si considera correttamente il comportamento a lungo termine del network magnetico quieto del Sole. Ciò suggerisce che il magnetismo su piccola scala, ben meno spettacolare delle macchie solari, gioca un ruolo cruciale nel determinare l'output UV della nostra stella. Poiché la radiazione MUV influenza sia la produzione di ozono che il riscaldamento stratosferico, questa scoperta ha importanti implicazioni per la modellistica climatica.
Per un approfondimento vedere il comunicato stampa del National Solar Observatory: https://nso.edu/blog/suns-ultraviolet-mood-swings/
Reda Raffaele, Penza Valentina, Criscuoli Serena, Bertello Luca, Cantoresi Matteo, Lucaferri Lorenza, Ulzega Simone, Berrilli Francesco, Modeling Decadal and Centennial Solar UV Irradiance Changes, Solar Physics, 300, id.173 (2025) DOI: 10.1007/s11207-025-02572-3
