Диссертация (1145317), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Строго говоря, необходимо отличать правилоГневышева–Оля, основанное на корреляционном анализе от четно–нечетногоэффекта, поскольку отношение мощностей в паре циклов может менять знак,а коэффициент корреляции при этом останется довольно высоким (рис. 4.11).Однако в настоящее время разница определений правила Гневышева–Оля ичетно–нечетного эффекта стерлась.Мурсула с соавторами [324] показали, что до минимума Дальтона четно–нечетный эффект выполняется с фазовым сдвигом, то есть не выполняется в его146классической формулировке.
Позднее это было подтверждено Тлатовым [323],который сравнивал величины среднего ежедневного числа групп пятен за циклпятнообразования и обнаружил, что данная величина в циклах с 10-го о 21-йбольше для нечетных циклов по сравнению с предшествующими четными, а впарах циклов до минимума Дальтона и в паре 22–23, наоборот, четные циклыдоминируют над последующими нечетными. Было выдвинуто предположение,что четно-нечетный эффект меняет знак (нарушается) с периодом порядка 21го цикла (∼230 лет [323;325]). Действительно, из рисунка 4.11 также видно, чтодо минимума Дальтона кривая, соединяющая интенсивности четных циклов,лежит выше кривой для нечетных циклов, а после минимума Дальтона, наоборот. Однако с –4-го по 3-й цикл активности индексы Ri и Rg настолько сильноразличаются (рис.
2), что нельзя с уверенностью говорить о доминировании интенсивности четных циклов над нечетными в этот промежуток времени [119].На рисунке 4.12 продемонстрировано, что организация циклов в пары согласно Тернеру [321; 322] также меняет знак, как и четно–нечетный эффект.На рисунке 4.12 (а) представлено схематическое изображение векового ходасолнечной цикличности. Черным цветом окрашены нечетные циклы, белым —четные. На фазе роста векового цикла каждый последующий 11-летний циклбудет мощнее предыдущего (циклы объединены в пары красными стрелками),на фазе спада векового цикла, наоборот — циклы объединены синими стрелками. В экстремумах вековой вариации могут наблюдаться схожие по мощностиили амплитуде циклы.На рисунке 4.12 (б) снизу изображены циклы солнечной активности, цифрами указаны номера циклов, согласно цюрихской нумерации.
Серым цветомсхематически показана вековая вариация. Красные стрелки соответствуют фазероста векового цикла, синие — фазе спада. Сверху точками показаны интенсивности циклов. Нечетные циклы и их интенсивности окрашены в черный цвет,четные — в белый цвет. Точки объединены в нечетно–четные пары согласноТернеру. Если интенсивность предшествующего цикла меньше интенсивностипоследующего, то соответствующий временно́й интервал окрашен в розовыйцвет и точки соединены красными отрезками, наоборот — голубым цветом исиними отрезками.
Можно сказать, что на фазах роста вековой вариации “правило Тернера” нарушается, на фазах спада — выполняется [119].Амплитуда147(а) неч < четИнтенсивность800неч > четнеч < чет(б)60040015200301700209-3175018001850190019502000Время (год)Рисунок 4.12 — а) Схематическое изображение векового хода солнечной цикличности. Черным цветом окрашены нечетные циклы, белым — четные. Циклы впарах соединены красными стрелками на фазе роста векового цикла, синимистрелками — на фазе спада векового цикла.
б) Снизу циклы солнечной активности, цифрами указаны номера циклов, согласно цюрихской нумерации.Серым цветом схематически показана вековая вариация. Красные стрелки соответствуют фазе роста векового цикла, синие — фазе спада. Сверху точкамипоказаны интенсивности циклов. Нечетные циклы и их интенсивности окрашены в черный цвет, четные — в белый цвет. Точки объединены в пары согласноТернеру [321; 322]. Если интенсивность предшествующего цикла меньше интенсивности последующего, то соответствующий временно́й интервал окрашен врозовый цвет, и точки соединены красными отрезками, наоборот — голубымцветом и синими отрезками.148Проверка выполнения правила Гневышева–Оля проводилась по различным солнечным индексам [217; 326].
Было выдвинуто предположение, что данное правило есть результат взаимодействия крупномасштабного первичногомагнитного поля с полем, генерируемым динамо-процессом [8; 31; 179; 325; 327–332]. Если предположить, что напряженность первичного поля меняет знак, томожно объяснить смену знака правила Гневышева–Оля [182]. В рамках динамоБэбкока–Лейтона можно промоделировать правило Гневышева–Оля добавлением фазового запаздывания в цикл динамо процесса [333] или медленно варьируя во времени величину коэффициента диффузии [334].
В рамках динамо–теории среднего поля флуктуации α–эффекта также воспроизводят правилоГневышева–Оля [335].До появления пары циклов 22–23 четно–нечетный эффект (для интенсивностей циклов, посчитанных по среднегодовым значениям индекса Rg ) нарушался лишь единожды, в паре циклов 4–5. Гневышев и Оль [27; 28] исключалиэту пару из анализа, Усоскин с соавторами [212] предположили существованиеслабого короткого солнечного цикла в преддверии минимума Дальтона (см.раздел 2.5). Основным аргументом в пользу существования потерянного цикла стало восстановление правила Гневышева–Оля на 400-летнем интервале безнарушений.Короткий временной ряд солнечной активности и малое количество нарушений правила Гневышева–Оля дают простор для различных гипотез.
Например, один из таких гипотетических сценариев представлен на рисунке 4.13.Предположим, что полярное поле в минимуме циклов 4 и 5 было настолькосильным, что мощность магнитных серджей от 5-го цикла была недостаточной,чтобы переполюсовать старое магнитное поле, что, в свою очередь, привелок нарушению закона Хейла.
В работе [336] предполагалось, что среднегодовоечисло пятен Ri должно превышать 40, чтобы произошла смена знака полярногополя, Ri ≈ 45 для циклов 5 и 6, что несильно превышает пороговое значение.В настоящее время мы также наблюдаем затянувшийся процесс переполюсовкиполярного поля в северном полушарии, когда слабые серджи новой полярностицикла 24 и появление серджей старой полярности уже несколько лет “держат”полярное поле возле нулевого значения (рис. 8).
Таким образом, нарушениезакона Хейла гипотетически возможно.149Интенсивность80060040015200301700209-3175018001850190019502000Время (год)Рисунок 4.13 — Снизу циклы солнечной активности, цифрами указаны номерациклов, согласно цюрихской нумерации. Сверху точками показаны интенсивности циклов. Цвет циклов, точек и объединение в пары соответствует законуХейла. Если интенсивность предшествующего цикла меньше интенсивности последующего, то соответствующий временно́й интервал окрашен в розовый цвети точки соединены красными отрезками, наоборот — голубым цветом и синимиотрезками.150Интенсивность800600400152002093018001850190019502000Время (год)Рисунок 4.14 — Снизу циклы солнечной активности, цифрами указаны номера циклов, согласно цюрихской нумерации.
Сверху черными точками показаны интенсивности циклов. Если интенсивность предшествующего цикла большеинтенсивности последующего, то соответствующий временно́й интервал окрашен в голубой цвет и точки соединены синими отрезками, наоборот — розовымцветом и красными отрезками.На рисунке 4.13 показаны циклы пятнообразования и их интенсивности,окрашенные в соответствии с законом Хейла. Поскольку мы предположили, чтов минимуме циклов 4 и 5 закон Хейла был нарушен (переполюсовка полярногополя не произошла), то циклы 5 и 6 одинаково окрашены. Здесь циклы объединены в “пары” в соответствии с законом Хейла, а не по принципу нумерации.Поэтому до минимума Дальтона пары начинаются с нечетного цикла, а послес четного [119].Появление пары циклов пятнообразования 22–23, рушит гипотезу о том,что циклы солнечной активности объединены в пары, в которых первый циклслабее последующего (рис.
4.13).Исключим из дальнейшего рассмотрения циклы с –3-го по 3-й из-за неточности наблюдательных данных о числе групп солнечных пятен. На рисунке 4.14изображены циклы пятнообразования и интенсивности циклов. Соседние точкисоединены синими отрезками, если интенсивность предыдущего цикла большеинтенсивности последующего, соответствующий временной интервал окрашен151голубым цветом. Если интенсивность предыдущего цикла меньше интенсивности последующего, то точки соединены красными отрезками, временно́й интервал окрашен в розовый цвет. С 9-го по 16-й цикл без нарушений выполняетсянечетно–четная очередность, в которой согласно Тернеру [321;322] первый циклв паре выше второго.
С 8-го по 21-й непрерывно выполняется четно–нечетнаяочередность по Гневышеву–Олю [27;28]. На фазах роста вековой вариации (циклы 6–9 и 16–19) нарушается нечетно–четная закономерность по Тернеру, а нафазах спада вековой вариации (циклы 4–6 и 21–24) нарушается четно–нечетнаязакономерность по Гневышеву–Олю (см. обсуждение связи вековых циклов иправила Гневышева–Оля в книге [6]). Итак, из рисунка 4.14 видно, что объединение циклов в пары, где первый цикл мощнее последующего, ничем неуступает традиции объединять циклы в пары, где первый цикл слабее последующего. Очевидно, что чем длиннее будет становиться временно́й ряд солнечнойактивности, тем больше нарушений будет появляться как в четно-нечетной, таки в нечетно–четной очередности.Если вернуться к формулировке правила Гневышева–Оля, которое утверждает, что между четно–нечетными циклами есть статистическая и физическаясвязь, а между нечетно–четными таковой не наблюдается, то теперь можно сказать, что и между четно–нечетным и между нечетно–четными циклами взаимосвязь прослеживается в равной мере.4.7Соотношение амплитуд в парах полярных цикловКак было показано в предыдущем разделе объединение циклов в нечетно–четные пары согласно Тернеру ничем не уступает объединению циклов в четно–нечетные пары по правилу Гневышева–Оля.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
