Ein möglicher Verstärkungsmechanismus für eine solare Klimabeeinflussung stellt die Modulierung der kosmischen Strahlung durch das Sonnen-Magnetfeld dar. Die kosmische Strahlung bildet Kondensationskeime für kühlende Wolken ("Svensmark Modell", siehe Spezialseite).

Zudem ist die Variation der Sonnen-Strahlungsintensität nicht für alle Wellenlängen gleich. Die Intensität der solaren UV-Strahlung schwankt innerhalb des 11-Jahres-Zyklus sehr viel stärker, nämlich um einige Prozentpunkte, und führt zu einer verstärkten Ozon-Bildung und merklichen Aufheizung in der Stratosphäre während der Maximalphase des 11-Jahres-Zyklus (Bard & Frank 2006: S. 3, sowie "Science" Artikel von Meehl et al. 2009). Während des kürzlichen solaren Minimums 2007-2009 sank die solare UV-Strahlung signifikant ab und führte zu einer deutlichen Abkühlung der zweitäußersten Schicht der Erdatmosphäre, der sog. Thermosphäre. Zudem nahm auch die Dichte und Ausdehnung der Thermosphäre signifikant ab, auf die niedrigsten Werte des gesamten 43-jährigen Satellitenzeitalters. Die Dichteänderungen überstiegen die Erwartungen auf Basis herkömmlicher Modelle um 30% (Solomon et al. 2010).

Ein weiterer möglicher Verstärkungsmechanismus solarer Aktivitätsschwankungen als Klimasteuerungsfaktor ist die Beeinflussung der ozeanischen Tiefenzirkulation. Klimamodell-Simulationen von Renssen et al. (2006) zeigten für das Holozän, dass sich zu Zeiten geringerer solarer Aktivität die Zonen der arktischen Tiefwasserbildung verschieben, so dass sich zusätzliches Meereis bildet, was zu zusätzlicher Abkühlung führt.

Auch das CO2 bewirkt ohne Annahme eines Verstärkungsmechanismus ledgiglich unspektakuläre 1°C Temperaturerhöhung pro Verdopplung des Kohlendioxidgehaltes. eine mittlere globale Erwärmung von nur gut 1°C. Die Autoren des Weltklimarates nehmen an, dass die leichte Erwärmung zu eriner Erhöhung der Wasserdampfkonzentration in der Atmosphäre führt: Da Wasserdampf ein sehr viel stärkeres Treibhausgas ist, würde dadurch die Temperatur ein Vielfaches des Basisprozesses (ohne Wasserdampfverstärkung) betragen. Fairerweise sollte man einen ähnlichen Wasserdampf-Verstärkungseffekt auch solar-bedingten Erwärmungsvorgängen zugestehen.

Modellierungen von Weber et al. (2004) zeigen für das Holozän, dass solare Aktivitätsschwankungen von 0.5-1 W/m2 auf Jahrhundert-Ebene signifikante Klimaveränderungen bewirken können. In kürzeren Zeitmaßstäben von Jahren und einigen Dekaden schwächt jedoch die thermische Trägheit der Ozeane die direkte Wechselwirkung ab, so daß Korrelationen schlechter ausfallen..

Die zum Teil schlechte Korrelation von Temperatur und Sonnenflecken in einigen Jahrzehnt-Phasen verbessert sich stark, wenn längere Maßstäbe betrachtet werden (Abbildung 3). Der 11-Jahreszyklus scheint zu grob zu sein, um hier bessere Ergebnisse zu bringen. Übrigens zeigt auch die CO2-Kurve bei Betrachtung von kurzen, z.B. 30-Jahres-Zeitreihen, eine schlechte Korrelation mit der Temperatur (Abbildung 2). Laut Latif (2007, S. 136) reagiert das Klima auf äußere Anregungen immer mit einer Zeitverzögerung von einigen Jahrzehnten. Aussagen zur Qualität von Korrelationen sollten daher auf verschiedenen Zeitmaßstabsebenen kritisch überprüft werden.

Scafetta & West (2007, 2008) postulieren, daß Schwankungen in der Sonnenaktivität für bis zu 69% der beobachteten aktuellen Erwärmung verantwortlich sind.

Das 2003 erstmals vorgestellte Hamburger ECHO-G Klimamodell postulierte, daß die Sonne in hohem Maße das Klima der letzten 1.000 Jahre beeinflusst hat. Treibhausgase leisteten laut diesem Modell einen kleineren Teilbetrag zur Temperaturvariation (Simulation für die Periode 1948-1990) (Berner & Streif 2004, S. 221).

Für die vergangenen 100 Jahre besteht eine gute Korrelation zwischen der Sonnenaktivität (gemessen in Sonneflecken) und der Abflußrate des zweitgrößten Flusses Südamerikas, dem Parana (Mauas et al. 2010) (Abbildung 4). Während Zeiten erhöhter Sonnenaktivität kommt es offenbar zu vermehrten Niederschlägen in der großen südamerikanischen Einzugsregion des Flusses. Dieser Zusammenhang deutet an, dass solare Aktivitätsschwankungen auch aktuell entscheidend in das Klimageschehen eingreifen.

Ram et al. (2009) zeigten, dass die Staubkonzentration der vergangenen 100.000 Jahre im grönländischen GISP2 Eiskern auf Basis von typischen solaren Zyklen moduliert ist (11, 22, 80, 200 Jahre). Dieser Zusammenhang deutet auf eine solare Klima-beeinflussung hin.

Da die Sonne, als einzige Energiequelle der Erde, den Motor des Wetters und damit auch des Klimageschehens darstellt, ist es nahe liegend, dass Änderungen ihrer Parameter Klimaänderungen bewirken können (UBA).

Auf verschiedenen Maßstabsebenen, unter Verwendung verschiedener solarer Parameter, konnte eine gute Korrelation zwischen Temperatur und solarer Aktivität nachgewiesen werden (siehe Spezialseite). Eine entscheidende Mitwirkung der Sonne am irdischen Klimageschehen kann daher nicht ausgeschlossen werden.

Lockwood et al. (2010) konnten zeigen, dass kalte Winter in Europa sehr häufig mit Phasen niedriger solarer Aktivität zusammenfallen. Die Ursache hierfür ist noch unklar. Diskutiert werden verstärkte Wolkenbildung durch erhöhten kosmischen Strahlenfluß (invers zur Sonnenaktivität korreliert), oder eine verstärkte Lagestabilität des Jetstreams, welche zur Ausbildung von blockierten, lange andauernden Wetterlagen führen kann.

Auch die russische Hitzewelle mit extremen Waldbränden sowie die Monsun-Überschwemmungen im Sommer 2010 werden mit einem ungewöhnlich lagestabilem Jetstream und ortsfesten, langanhaltenden Wetterlagen in Verbindung gebracht. Die Beendigung dieser blockierten Wetterlagen fiel mit einem starken Anstieg der solaren Aktivität und Verlagerung des Jetstreams zusammen.