Диссертация (1145317), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Толстые кривые — результат низкочастотной фильтрациидля устранения годовой волны из-за геометрических проекционных эффектов.По данным Вилкокской обсерватории смена знака полярного поля в южном полушарии произошла в мае 2013 г. Уже сейчас значения поля на юге близки кмаксимальной величине поля за предыдущий полярный цикл с 2000 по 2013 г.Поле же в северном полушарии испытывает небольшие вариации возле нулевого значения.
Магнитограммы Кисловодской горной астрономической станцииГАО РАН по состоянию на октябрь 2015 г. свидетельствуют о присутствии значительного количества областей старого полярного поля в северном полушарии.Иными словами, переполюсовка запаздывает и налицо сильная асимметрия.Корреляционный анализ косвенных данных о напряженности крупномасштабного магнитного поля и амплитуд солнечных циклов [61–64] утверждает,что магнитное поле на полюсах в минимуме активности является прогнозирующим параметром (предиктором) амплитуды следующего солнечного цикла.Неизбежно рождается ряд вопросов: не приведет ли наблюдаемая асимметрияполярного поля к повторению минимума Маундера, когда активно было лишьодно полушарие и является ли прекращение и асимметричное возобновлениепятнообразования звезды реальным физическим явлением?Целью данной работы является установление причин, влияющих на вариации магнитных полей Солнца на высоких широтах, и ответ на вопрос являютсяли прекращение и асимметричное возобновление солнечной активности, и связанные с ними особенности генерации магнитных полей звезды в полушариях,реальными физическими явлениями.Руководствуясь данной целью проведено детальное изучение исторических архивов и современных данных о наблюдении пятен на Солнце и анализ пространственно-временны́х закономерностей солнечного цикла на низкихи высоких широтах, начиная с 1610-го года и охватывая минимум Маундера,Дальтона, Гляйсберга и текущий период пониженной солнечной активности.Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующиезадачи:1.
Провести исследование фазовой асимметрии пятнообразования междусеверным и южным полушариями по данным наблюдений Кэррингтона, Шперера, Штаудахера, Гамильтона, Гимингама и гринвичскогокаталога;152. Исследовать поведение солнечной активности в преддверии вековыхминимумов, в частности, в преддверии минимума Дальтона;3. Исследовать пространственно-временны́е соотношения между импульсами пятнообразования и вариациями полярного магнитного поля;4. Провести анализ циклов пятнообразования и полярных циклов по косвенным данным на длительном (вековом) интервале времени;5.
Исследовать поведение солнечной активности по данным базы числагрупп солнечных пятен Хойта и Шаттена и историческим архивам онаблюдении Солнца XVII–XVIII веков.Используемые данныеДля решения поставленных в рамках диссертации задач использовалисьследующие данные:1. каталог числа групп солнечных пятен GSN или Rg (версия 1) Хойта иШаттена [22]:– источник: National Geophysical Data Center (NOAA/NGDC)http : //www.ngdc.noaa.gov/stp/SOLAR/;2. каталог числа групп солнечных пятен GN (версия 2) [59]:– источник: WDC–SILSO, Royal Observatory of Belgium, Brusselshttp : //www.sidc.be/silso/groupnumber;3.
индекс числа солнечных пятен или числа Вольфа Ri (версия 1):– источник: Solar Influences Data Analysis Center (SIDC)/ SunspotIndex and Long-term Solar Observations (SILSO)http : //www.sidc.be/silso/home;4. каталог числа солнечных пятен SN (версия 2) [13]:– источник: WDC–SILSO, Royal Observatory of Belgium, Brusselshttp : //www.sidc.be/silso/dataf iles;5. значения длин солнечных циклов для сглаженных среднемесячных значений числа пятен:– источник: National Geophysical Data Center (NOAA/NGDC)http : //www.ngdc.noaa.gov/stp/SOLAR/;6. индекс площадей солнечных пятен:– источник: Royal Greenwich Observatory, United StatesAir Force, National Aeronautics and Space Administration167.8.9.10.11.12.(RGO/USAF/NOAA)http : //solarscience.msf c.nasa.gov/greenwch.shtml;пересмотренный гринвичский фото-каталог:– источник: Debrecen Heliophysical Observatiry (DHO)http : //f enyi.solarobs.unideb.hu;архив фотогелиограмм:– источник: Горная астрономическая станция Главной астрономической обсерватории Российской академии наук (ГАС ГАОРАН)http : //en.solarstation.ru;каталоги синоптических карт, построенные по ежедневным измеренияммагнитного поля Солнца [65–67]:источники:– Горная астрономическая станция Главной астрономической обсерватории Российской академии наук (ГАС ГАО РАН)http : //en.solarstation.ru;– Kitt Peak National Solar Observatory (NSO/SOLIS data)http : //solis.nso.edu;– Solar and Heliospheric Observatory/Michelson Doppler Imager(SOHO/MDI)http : //soi.stanf ord.edu;“суперсиноптическая” карта магнитных полей Солнца по данным доплеровского метода измерения скорости [68; 69]:– источник: Mount Wilson Observatoryhttp : //obs.astro.ucla.edu;значения напряженности полярного магнитного поля северного и южного полушарий [70; 71]:– источник: Wilcox Solar Observatory (WSO)http : //wso.stanf ord.edu;снимки Солнца в жестком ультрафиолете [72]:– источник: the STEREO-SECCHI extreme ultraviolet imager(EUVI)http : //stereo.gsf c.nasa.gov;1713.
синтетический ряд среднегодовых значений числа полярных факелов [73; 74]:– источник: Пулковская обсерватория (ГАО РАН)http : //www.gao.spb.ru/database/esai/v;14. усредненный ряд числа полярных факелов [75]:– данные предоставлены Андресом Муньос-Харамильо, Стенфорд, США;15. гелиографические координаты положения пятен с 1671 по 1719 гг. [42]:– источник: Historical Archive of Sunspot Observations (HASO)http : //haso.unex.es;16. гелиографические координаты положения пятен по наблюдениям Галилея 1612 г.
[76]:– источник: Historical Archive of Sunspot Observations (HASO)http : //haso.unex.es;17. гелиографические координаты положения пятен по наблюдениям Кэррингтона [77] 1853–1961 гг. и Шперера [78–82] 1861–1894 гг.:– данные предоставлены Илкой Туоминеном, ОбсерваторияХельсинки, Финляндия;18. гелиографические координаты положения пятен по наблюдениям Штаудахера 1749–1796 гг.
[83; 84]:– данные предоставлены Райнером Арльтом, Потсдамский астрофизический институт, Германия;19. гелиографические координаты положения пятен по наблюдениям Гамильтона и Гимингама 1795–1797 гг. [85]:– данные предоставлены Райнером Арльтом, Потсдамский астрофизический институт, Германия;20. число групп пятен по наблюдениям Маркграфа в 1637 г. [86];21. индекс полярной сетки [64].Основные положения, выносимые на защиту:1. Предложена мера для оценки фазового рассогласования пятнообразования в полушариях Солнца на каждом шаге по времени.
Чередованиелидирования между северным и южным полушариями подчиняется вековому ходу и находится в противофазе с колебаниями магнитного экватора, определяемого по широтному распределению пятен.182. Существование длинного цикла активности в преддверии минимумаДальтона. Схожесть тонкой структуры циклов 23 и 4 в преддверии вековых минимумов. Причиной появления пятен на высоких широтах нафазе спада 4-го цикла активности является импульс пятнообразования.3. Модель широтно-временной эволюции для плотностей распределениянескомпенсированного магнитного потока от импульсов пятнообразования.
Причиной ослабления полярного магнитного поля в минимумециклов 23/24 являются слабые импульсы пятнообразования в цикле 23.Чередование серджей старой и новой полярности к полюсам есть результат широтного распределения импульсов пятнообразования, но невариаций скорости меридиональной циркуляции.4. Связь напряженности полярного магнитного поля Солнца с предыдущим циклом пятнообразования.
Чем слабее/сильнее цикл пятнообразования, тем слабее/сильнее полярное поле, создаваемое в ходе данного цикла пятенной активности. Амплитудные соотношения в четно–нечетных и нечетно–четных парах циклов пятнообразования сохраняются и для полярных циклов.5. Сценарий поведения солнечной активности с 1610 по 1720-й г., согласно которому минимум Маундера является вековым минимумом с непрекращавшейся 11-летней цикличностью.Научная новизна:Все защищаемые положения являются оригинальными. Результаты, положенные в их основу, получены впервые.1.
Впервые использована идея синхронизации для описания североюжной асимметрии пятнообразования. Впервые для анализаасимметрии солнечной цикличности привлечены методики кроссрекуррентного и кросс-вейвлетного анализа.2. Для доказательства сохранения цюрихской нумерации солнечных циклов впервые использовано широтно-временное распределение пятен поданным наблюдений Штаудахера, Гамильтона и Гимингама.3. Предложена оригинальная расчетная схема для оценки мощности серджей от импульсов пятнообразования к полюсам Солнца.194. Данные числа полярных факелов в полушариях с 1906-го г. впервые использованы для проверки правила Гневышева-Оля для полярных циклов Солнца.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
