Автореферат (Пространственно-временные закономерности солнечной цикличности), страница 2

Данные числа полярных факелов в полушариях с 1906-го г. впервыеиспользованы для проверки правила Гневышева-Оля для полярныхциклов Солнца.5. Впервые проведена масштабная ревизия исторических архивов о наблюдении пятен, начиная с 1610-го г., включая минимум Маундераи преддверие минимума Дальтона. Представленная работа включает в себя анализ исторических архивов для каждого наблюдателя вотдельности, без использования готового индекса числа групп пятен.Личный вкладАвтор принимал активное участие в постановке задач, проведениинаучных исследований и обсуждениях.

Все тестовые эксперименты, написание программ, вычисления, обработка данных и графическая визуализациярезультатов, представленных в работе, проведены автором самостоятельно.Численные расчеты выполнены в среде программирования MATLAB. Все результаты являются оригинальными.Апробация работыРезультаты диссертационной работы докладывались автором на конференциях и семинарах, среди которых международные конференции по проблемам Геокосмоса, ежегодные Пулковские международные и всероссийскиеконференции по физике Солнца, симпозиумы и ассамблеи Международного астрономического Союза (IAU), Международной ассоциации Геомагнетизма и Аэрономии (IAGA), Комитета космических исследований (COSPAR),конференции отделения физики Солнца Европейского физического общества(ESPD) и многие другие.ПубликацииОсновные результаты по теме диссертации изложены в 35 печатныхизданиях [1–35]; из них 16 статей в рецензируемых журналах, 17 статей втрудах конференций, 2 учебно–методических пособия.

В 30 работах автордиссертации является первым автором. 19 статей индексируются базой данных Web of Science, 19 статей входят в перечень ВАК1.1Труды симпозиумов Международного астрономического союза индексируются базой данных Web ofScience.7Объем и структура работыДиссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Полныйобъём диссертации составляет 307 страниц с 109 рисунками и 12 таблицами.Список литературы содержит 444 наименования.Содержание работыВо введении дана общая характеристика диссертационной работы.В начале перечислены и описаны основные известные пространственновременны́е закономерности солнечной цикличности, на которых базируетсяисследование.

Обоснована актуальность тематики диссертации, и изложеносовременное состояние исследований по выбранной научной проблеме; исходя из них сформулированы цель и задачи работы. Приведен полный списокиспользуемых в работе данных. Сформулированы основные положения, выносимые на защиту, с привязкой к новизне и оригинальности результатовдиссертационной работы. Дано обоснование научной и практической значимости, степени достоверности результатов. Отмечены личный вклад автора,апробация работы, поддержка научно-исследовательской работы грантами.Первая глава диссертации посвящена исследованию фазовой асимметрии пятнообразования в полушариях Солнца.Первый раздел знакомит с хронологией исследований. Изложена сутьсхемы Вальдмайера для объяснения векового хода асимметрии солнечной активности.

Сделан обзор работ по определению периодов амплитудной асимметрии.В следующем разделе обозначены необходимые качественные допущения, при которых связь между полушариями может быть рассмотрена какявление фазовой синхронизации (в предположении, что таковая существует).Описаны методы, которые используются в данной работе. Изложенаметодология кросс-рекуррентного анализа с построением линии синхронизации LOS, которая используется в качестве меры фазовых (временны́х) рассогласований двух процессов. Кратко изложена методология вейвлет-анализа,дано определение кросс-вейвлетного преобразования, описано как определятьфазовые соотношения временных рядов.Выполнен краткий сравнительный анализ мер амплитудной и фазовойасимметрии для модельных гармонических функций. Показано, что данные8меры качественно различны.

Продемонстрирована неприменимость первойиз них для выявления и анализа фазовых рассогласований.Проведен кросс-рекуррентный анализ сглаженных значений площадейпятен (гринвичские данные) для северного и южного полушарий с использованием меры LOS. Найдено, что в среднем величина запаздывания одногополушария относительно другого не превышает один–два года. Показано, чтофазовые соотношения, выявленные с использованием кросс-рекуррентныхматриц, подтверждаются результатами вейвлет-анализа (графики когерентности).Проведено сравнение вариаций LOS и широтного распределения пятен. Показано, что мера фазовых рассогласований пятенной активности вполушариях испытывает осцилляции в противофазе с широтным распределением пятен.Для работы также привлечены данные наблюдений Кэррингтона,Шпёрера, Штаудахера, Гамильтона, Гимингама, данные Парижской обсерватории.

Подтверждено, что и в догринвичскую эпоху (до 1875-го г.) вариациифазовой асимметрии и широтного распределения пятен идут в противофазе.Рис. 1 — Среднегодовые значения числа групп пятен Rg . Цветом показаныпериоды одного знака фазовой асимметрии. Синим цветом — периоды, когдалидирует северное полушарие, красным — южное полушарие.На рисунке 1 показан временно́й ряд индекса числа групп пятен Rgс начала телескопических наблюдений Солнца. Цветом отмечены периоды,когда знак фазовой асинхронизации в среднем сохраняется.

Синий цвет соответствует лидированию северного полушария, красный — южного.9Фазовая асимметрия сохраняет знак в течение нескольких солнечныхциклов, то есть обладает вековым ходом. Однако интервалы времени, когдаведет то одно, то другое полушарие, не равны друг другу.В конце главы проведено обсуждение результатов, перечислены основные выводы главы, отмечено сохранение свойств фазовой асимметрии впроцессе переполюсовки магнитного поля, что подразумевает тесную связьполярных полей Солнца с предыдущим циклом активности (см.

главы 3 и 4).Вторая глава диссертации посвящена исследованию тонкой структуры солнечных циклов в полушариях. Особое внимание уделяется преддвериюминимума Дальтона и гипотезе о существовании короткого потерянного цикла активности.Дано понятие максимума (всплеска или пика) солнечной активности.Перечислены основные эмпирические закономерности появления вторичныхмаксимумов по результатам исследований Вальдмайера и Гневышева. Даныопределения кластера и импульса активности.

Схематически продемонстрирована связь максимумов и импульсов пятнообразования. Кратко изложенообъяснение импульсного характера солнечной активности в моделях генерации магнитного поля Солнца.С использованием гауссовских распределений выполнено моделирование различных форм солнечных циклов и таких особенностей как провалГневышева и правило Вальдмайера. Показана простая процедура выявления импульсов активности посредством построения плотности распределениягрупп пятен на плоскости широта-время.Проведена реконструкция и анализ импульсов активности по даннымнаблюдений Кэррингтона, Шпёрера и гринвичским данным. Обсуждаетсяособенность выполнения закона Шпёрера для длинных циклов пятнообразования. Особое внимание уделено циклам 20 и 23 по цюрихской нумерации.Рассмотрена проблема 4-го цикла солнечной активности в преддверииминимума Дальтона.

Изложена хронология исследований данного исторического периода, приведены основные доводы в пользу гипотезы существованияпотерянного цикла. Изложена гипотеза о сильном фазовом рассогласованииактивности полушарий.10Далее выполнено сопоставление широтно-временно́го распределениягрупп пятен и длин циклов 4, 11, 20 и 23. Продемонстрирована схожестьпараметров цикла 4 с параметрами других длинных циклов.Детально анализируется статистика появления пятен на широтах более 16◦ на фазе спада активности для циклов 4, 20 и 23. Показано, что появление групп пятен в диапазоне 16◦ и более не есть указание начала новогоцикла.

Отмечена некорректность зарисовок Штаудахера от 17 апреля 1785 и1788-го гг.Приведены результаты расчёта вероятности появления пятен на средних и высоких широтах на фазе спада двух длинных циклов 20 и 23. Показано, что такая вероятность велика. Затронута проблема точного определениядлин солнечных циклов.Выполнен анализ тонкой структуры широтно-временно́го распределения пятен для циклов 20 и 23. Показано, что вне зависимости от размеровокна осреднения, оба этих цикла содержат импульсы активности на высоких широтах в ходе фазы спада.

Выдвинута гипотеза о том, что понижениеактивности около 1793-го г. является провалом между следующими друг задругом импульсами активности в северном полушарии 4-го солнечного цикла,а появление пятен на широтах более 16◦ , по данным наблюдений Штаудахера, на фазе спада активности есть результат импульса, а не нового циклаактивности.Проведено обсуждение результатов главы. Особое внимание уделенотекущему состоянию солнечной активности.

Проведено сравнение циклов 23–24 с преддвериями вековых минимумов. В конце перечислены основные выводы главы. Суммированы доводы в пользу сохранения традиционной цюрихской системы нумерации циклов пятнообразования без вовлечения новогокороткого цикла активности в преддверии минимума Дальтона.Третья глава диссертации посвящена исследованию взаимосвязи импульсов пятнообразования и полярных полей Солнца.В первом разделе главы приведены постановка задачи и используемыеобозначения, дано определение сёрджа2. Изложен принцип работы динамоБэбкока-Лейтона для моделирования α–эффекта в рамках осесимметричнойзадачи.