Диссертация (1145317), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Предполагая, что мощность полярных циклов в первую очередь зависит от мощности импульсов пятнообразования, мы должны увидеть сохранение соотношения амплитуд полярных цикловсхожие с таковыми для пар циклов пятнообразования.На рисунке 4.15 (а) показаны максимальные значения среднегодового индекса числа пятен Ri (черные точки) и значения магнитного потока на полюсах за три года до минимума пятнообразования (оранжевые звездочки). Дан-15222NRiPF(а)max Ri2506NN+12004150210014151617181920212202423Магнитный поток (Мкс)x 10830022max RiNRiPF(б)NN+1200100514151617181920212223Магнитный поток (Мкс)x 1010300024Номер циклаРисунок 4.15 — а) Максимальные значения среднегодового индекса числа пятен Ri (черные точки) и значения магнитного потока на полюсах за три года доминимума пятнообразования (оранжевые звездочки).
Схематическое изображение полярного и пятенного циклов дано в верхнем правом углу графика. б) Тоже, но для значений магнитного потока в минимумах пятнообразования. Отрезки красного цвета соответствуют четно–нечетным парам, синего — нечетно–четным парам. Пунктирные линии обозначают нарушение соотношения амплитуд предшествующего и последующего циклов в паре согласно Тернеру (синимцветом) или Гневышеву–Олю (красным цветом).153ный график аналогичен рисунку 4.7 (а). Отрезками красного цвета соединенычетно–нечетные циклы. Пунктирной линией соединены циклы 22–23, для которых нарушается правило Гневышева–Оля. Отрезки синего цвета объединяют нечетно–четные циклы, пунктирные линии соответствуют случаям, когданечетный цикл слабее последующего четного, то есть нарушение закономерности, предложенной Тернером.
За исключением небольшого рассогласования вциклах 21–22, соотношение амплитуд в циклах пятнообразования сохраняетсяи для полярных полей. Таким образом, нельзя сказать, что полярные циклы Nсвязаны лишь с последующими N + 1 циклами пятнообразования. Связь прослеживается и между полярными циклами N и предыдущими циклами пятнообразования N . Данный вывод логичен с точки зрения динамо-цикла.
Еслиполоидальное поле генерируется из тороидального, то должна прослеживатьсясвязь Ri в цикле N и P F N -го полярного цикла.Рисунок 4.15 (б) идентичен рисунку 4.8 (а), где сравниваются максимальные значения Ri (черные точки) и значения магнитного потока в минимумах пятнообразования (оранжевые звездочки). Красные и синие отрезки такжесоответствуют четно–нечетным и нечетно-четным парам циклов. Аналогичнопредыдущему случаю, соотношение амплитуд в циклах пятнообразования сохраняется и для полярных полей, за исключением 19-го цикла [112].
Причиныэтого рассогласования рассмотрены в следующем разделе.4.8Вариации числа полярных факелов в полушарияхСолнцаНа рисунке 4.16 (а) показана напряженность полярного поля по даннымчисла полярных факелов [75] в северном (синим цветом) и южном (краснымцветом) полушариях Солнца. Цифры соответствую номеру цикла. Значительная n–s асимметрия наблюдается в цикле 19. На рисунке 4.16 (б) изображенысглаженные значения площадей пятен в полушариях. Размер окна сглаживания равен двум годам. Сильная n–s асимметрия видна в циклах 19 и 20. Нарисунке 4.16 (в) представлены площади каждой из групп солнечных пятен втечение года: синим цветом для северного полушария, красным — для южно-Магнитноеполе (Гс)1546Площадь(м.д.п.)144СеверЮг20202000(б)100006000Площадь(м.д.п.)(а)СеверЮг2014(в)400014СеверЮгА< 100020200001900191019201930194019501960Время (год)19701980199020002010Рисунок 4.16 — а) Полярное поле по данным числа полярных факелов [75]в северном (синим цветом) и южном (красным цветом) полушариях Солнца.б) Сглаженные среднемесячные значения площадей пятен в полушариях.
в)Площади каждой группы солнечных пятен в течение года: синим цветом длясеверного полушария, красным — для южного. Площади групп пятен менее1000 показаны серым цветом. Цифры соответствуют номеру цикла. Стрелкиразного цвета связывают вариации пятнообразования и полярного поля.155го. Площади групп пятен менее 1000 показаны серым цветом, то есть цветомпоказаны лишь площади больших групп пятен.Ранее было высказано предположение (см. раздел 4.5), что величина полярного поля в цикле N зависит не только от мощности импульсов предыдущегоцикла пятнообразования N , но и от того какое количество магнитного потокабудет потрачено на аннигиляцию старого полярного поля N − 1.
Например, импульсы в южном полушарии 17-го цикла пятнообразования существенно слабееимпульсов северного полушария (рис. 2.6), более того, на спаде этого циклав северном полушарии наблюдались довольно крупные группы пятен (зеленаястрелка на рисунке 4.16), следовательно, могла иметь место быть n–s асимметрия полярного поля в цикле 17.Поскольку магнитное поле 17-го полярного цикла довольно велико, то 18-йцикл пятнообразования потратил существенную часть своего бюджета на аннигиляцию старого полярного поля. В 1946-м и 1947-м гг. в северном и южномполушариях Солнца было зарегистрировано большое количество очень крупных групп пятен (оранжевая стрелка на рисунке 4.16 в), с площадью более3000 м.д.п.
Магнитный поток от этих активных областей, вероятно, и был потрачен на аннигиляцию старого полярного поля. Всплеск числа полярных факелов в северном полушарии во второй половине 1952-го г. предположительносвязан с мощными группами пятен в 1950–1951 гг. (фиолетовая стрелка на рисунке 4.16 в).Наконец, 19-й полярный цикл заметно асимметричен в полушариях. Максимум полярного поля в северном полушарии более, чем на 30% превышаетмаксимальное значение напряженности полярного поля в южном полушарии(рис.
4.16 а). 19-й цикл пятнообразования был самым большим по количествугрупп пятен за последние 100 лет, так амплитуда этого цикла в северном полушарии более чем на 30% больше амплитуды 18-го цикла в северном полушарии(рис. 4.16 б). Импульсы пятнообразования в южном полушарии 19-го циклазаметно слабее импульсов северного полушария (рис. 2.6), что и привело к аналогичной n–s асимметрии полярных полей (серая стрелка на рисунке 4.16 в).20-й цикл пятнообразования также заметно асимметричен в полушариях.Импульсы активности в серверном полушарии заметно мощнее импульсов южного полушария (рис.
2.6). Однако избыток магнитного потока от импульсовсеверного полушария был истрачен на аннигиляцию старого полярного поля,156Муньос-ХарамильоНаговицын34022010022Магнитныйпоток (Мкс)x 10460(б)Муньос-ХарамильоНаговицын32402010022x 10100(в)Магнитныйпоток (Мкс)60Муньос-ХарамильоНаговицын5502,501900Числополярных факелов(а)192019401960198020000Числополярных факеловМагнитныйпоток (Мкс)4Числополярных факелов22x 10Время (год)Рисунок 4.17 — Абсолютное значение магнитного потока [75] и число полярныхфакелов [73; 74]: а) для северного полушария, б) для южного полушария, в) ихсумма.которое в севером полушарии было большим. В итоге напряженность полярного поля в южном полушарии в 20-м цикле даже немного превышает напряженность поля в северном полушарии.Напомним, что до 1976-го г.
напряженность полярного поля восстановленапо данным числа полярных факелов, с после 1976-го г. соответствует прямымизмерениям магнитного поля на полюсах [75]. Сравнительный анализ n–s асимметрии полярных полей и площадей пятен после 1976-го г. показывает, что n–sасимметрия полярных полей в среднем повторяет ход n–s асимметрии пятнообразования.1574.9ОбсуждениеСложность исследования какого-либо явления по косвенным данным заключается в том, что (i) разные базы данных различаются по качеству исходных материалов, например, снимков, и (ii) процедуре обработки данных наблюдений, и это не говоря о том, что разные косвенные данные отличаются сами посебе и несут разную информацию.
Например, коэффициент корреляции индексаполярной сетки P N I с числом полярных факелов P F по данным обсерваторииМаунт-Вилсон равен 0,91, а с числом полярных факелов по данным Национальной астрономической обсерватории Японии — 0,65 для северного полушария, и0,33 для южного полушария.Проведем сравнение двух баз данных из работ [75] и [73; 74], основанныхна подсчете числа полярных факелов. “Синтетический” ряд среднегодового числа полярных факелов с 1837 по 1999-й г. был предложен Наговицыным [73].Данный временной ряд составлен из комбинации наблюдательных данных обсерваторий Маунт-Вилсон, Гринвич, Лион, Цюрих, Токио, Кодайканал и Кисловодск.На рисунке 4.17 показаны абсолютные значения магнитного потока поданным работы [75], синим цветом — для северного полушария, красным —для южного, черным — их сумма.
Пропуски в данных заполнены среднимизначениями сумм предшествующего и последующего значений временного ряда.Число полярных факелов по данным работ [73; 74] для северного полушарияпоказаны голубым цветом, для южного — розовым, сумма — серым цветом(рис. 4.17).Обе реконструкции указывают на сильное магнитное поле в 15-м полярном цикле. Индекс P N I (рис. 4.4) также принимает довольно высокие значенияв 1920-х гг. Всплеск числа полярных факелов в северном полушарии во второйполовине 1952-го г. не наблюдается в синтетическом ряде (голубая кривая нарисунке 4.17 а).
Также реконструкции [75] и [73;74] значительно различаются в1960-х гг. для южного полушария. Индекс P N I в данном случае лучше согласуется с [75]. Напомним, что величина магнитного потока из работы [75] начиная с1976-го г. содержит прямые измерения магнитного поля. Заметим, что синтети-15823Муньос-ХарамильоНаговицынМагнитный поток (Мкс)3.26002.85002.440023001.620014151617181920Номер цикла212223Число полярных факеловx 1024Рисунок 4.18 — Интенсивности полярных циклов по данным работ [75] чернымцветом и [73; 74] серым цветом.ческий ряд числа полярных факелов в 1990-х гг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
