Диссертация (1145317), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Регулярные зарисовки диска Солн-222Рисунок 5.21 — Индекс числа групп пятен Rg — синяя кривая, индекс числапятен Ri — серая кривая. Схематические циклы активности с 1610 по 1720-й г.показаны полупрозрачным красным цветом. Пунктиром показан вековой ходпятнообразования.ца отсутствуют. Амплитуды циклов не определены, поэтому для данного периода нарисованы низкие, средние и высокие циклы.1670–1700: предположительно период пониженной солнечной активности, соответствующий вековому минимуму. Амплитуды циклов — 3–4 группы в день.Согласно оценкам в работе [336] значение индекса числа пятен Ri должно превышать 40, чтобы произошла смена знака полярного поля Солнца.1700–1710: Предположительно средний по мощности цикла пятнообразования.Амплитуда цикла –4 равна шести.
Согласно наблюдениям в Парижской обсерватории данный цикл был сильно асимметричным относительно линии экватора.Возможно, что такая асимметрия имела место только для достаточно большихгрупп пятен (см. раздел 5.10). В статье [59] приводится цитата из книги Лоренца Веккеля [423, стр. 21] о том, что во времена открытия солнечных пятенданные объекты были многочисленны, их всегда можно было увидеть на дискеСолнца. Шайнер зачастую насчитывал до 50 штук в день. Наоборот, с 1650 по1670-й г. пятна были крайне редки, и лишь изредка можно было увидеть одноили два небольших пятна. С 1676 по 1684-й г.
Фламстид также не видел пятен,и, наконец, с 1700 по 1710-й г. пятна снова были очень многочислены. Заметим,что период 1690–1700 гг. содержит лишь одно пятно. Тогда, согласно Веккелюпериод почти полного отсутствия пятен резко заканчивается, поскольку начиная с 1700-го г. пятна очень многочислены. Такое странное поведение солнечнойактивности можно объяснить, если предположить, что период 1690–1700 гг. соответствует низкому циклу, большинство пятен которого были небольшими икороткоживущими.1710–1720: высокий цикл активности, до 10 групп пятен в день.223Рисунок 5.22 — Диаграмма бабочек Маундера построенная по зарисовкам Галилея, Шайнера, Гассенди, Гевелия, Пикара, отца и сына Ля Ир.
Данные оположении пятен взяты из работ [44; 76; 363].На рисунке 5.21 предложенный сценарий ММ показан вместе с индексамичисла групп пятен Rg (синяя кривая) и числа пятен Ri (серая кривая) [55]. Вкачестве опорного цикла для подгонки предложенного в предыдущем разделесценария ММ к индексу Rg бы выбран период 1610-х гг., поскольку этому периоду соответствуют наблюдения Галилея (см.
раздел 5.3.1). Пунктиром показанвековой ход пятнообразования, то есть предположение о не прекращавшейся11-летней цикличности, промодулированной вековой вариацией [55].5.10Асимметрия бабочек Маундера больших и малыхгрупп солнечных пятенНа рисунке 5.22 показано широтно-временно́е распределение пятен с 1610по 1719-й г. Зеленым цветом отмечены данные [76] извлеченные из зарисовокГалилея [376]. Серыми точками показаны данные, соответствующие зарисовкам Шайнера [380], Гассенди [352] и Гевелия [397]. Данная часть графика (с1620 по 1670-й г.) взята из книги [363]. Напомним, что книга Гассенди [352]“Opera Omnia” содержит зарисовки солнечных пятен с 1633 по 1638-й г. (см.раздел 5.3.3), а на рисунке 5.22 данные Гассенди соответствуют 1634–1636 гг.Черными квадратиками показаны бабочки Маундера с 1671 по 1719-й г.,взятые из работ [44; 46].
Эта часть графика 5.22 также опубликована в кни-224ге [363]. Красным цветом отмечены точки, которые присутствуют в статье [44],но отсутствуют в книге [363]. Синим цветом, наоборот, точки есть в книге [363,рис. 48], но отсутствуют в статье [44, рис. 6].Согласно зарисовкам Гассенди, Пикара и Ля Ира широтно-временно́е распределение пятен сильно асимметрично в полушариях. В разделах 5.3.3 и 5.7.4было показано, что Гассенди схематически зарисовывал лишь большие группыпятен, а рукописи Филиппа де Ля Ира зачастую содержат упоминания меньшего количества пятен по сравнению с данными других наблюдателей.Шперер пишет [337], что согласно архивам Королевской академии наукФранции, пятна в северном полушарии Солнца появлялись в 1705 и 1707-м гг.,а Кассини I и Маральди заявили в Академии, что не помнят, чтобы нечтоподобное наблюдалось ранее на севере.
Кассини I даже предложил теорию оразличии двух полусфер, согласно которой северная полусфера похожа на южную, за исключением того что пятна там появляются редко [337]. Также известно [347;349;350], что в 1669-м г. Кассини I провел серию наблюдений за пятнамис целью более точного описания солнечного вращения, что в свою очередь означает, что внимание уделялось именно долгоживущим группам пятен.Поскольку наблюдатели XVII века не занимались мониторингом и подсчетом числа пятен, то, вероятно, в исторических рукописях о наблюдении заСолнцем зачастую делались записи только о достаточно значимых объектах надиске Солнца.Проведем простой тест на асимметрию крыльев бабочек Маундера в зависимости от площади групп пятен с 1874 по 2015-й г. Для анализа используемежедневные значения площадей групп пятен из гринвичских каталогов.На рисунке 5.23 (а) показано широтно-временно́е распределение пятен длясеверного (черным цветом) и южного (серым цветом) полушарий Солнца.
Ниже, на рисунке 5.23 (б) представлены кумулятивные суммы ежедневного числагрупп солнечных пятен за каждый цикл по гринвичским данным для северного(Nn , сплошная черная кривая) и южного (Ns , пунктирная серая кривая) полушарий. Календарные даты минимумов солнечной активности выбраны в соответствии с датами, установленными Национальным геофизическим центромданных (NGDC). Значения кумулятивных сумм Nn и Ns для циклов векового минимума начинаются от 5000 групп пятен за цикл, для циклов вековогомаксимума достигают значений более 10000.
На рисунке 5.23 (в) показан так225Рисунок 5.23 — а) Широтно-временно́е распределение пятен. Черным цветомпоказаны группы северного полушария, серым — южного. б) Суммарное числогрупп в цикле активности для северного (черная сплошная кривая) Nn и южного полушарий (серая пунктирная кривая) Ns. в) Асимметрия числа групппятен в полушариях.226Рисунок 5.24 — То же, что на рисунке 5.23, но для групп пятен с площадьюменее 500 м.д.п.называемый индекс абсолютной асимметрии Nn − Ns (ур. 1.1). Хорошо виденее вековой ход.
Разница ежедневного числа групп пятен в полушариях за циклдостигает нескольких тысяч.На рисунке 5.24 изображены те же величины, но уже для подмножествагрупп пятен с площадью A менее 500 м.д.п. Сравнение этого рисунка с предыдущим обнаруживает почти полную их идентичность, что позволяет сделатьвывод, что доля небольших солнечных пятен составляет подавляющую частьот их общего числа.На рисунке 5.25 (а) показано широтно-временно́е распределение групп пятен с площадью более 1000 м.д.п. Рисунок 5.25 (б) обнаруживает, что суммазначений ежедневного числа больших групп за цикл в вековом максимуме недостигает и тысячи, а в цикле 24, который, по всей видимости, ознаменовалсобой начало нового векового минимума [29; 88; 237], и вовсе недалека от нуля.Если предположить что минимум Маундера является не грандминимумом, а лишь вековым понижением активности [6; 55; 121; 345; 347; 383],подобно циклу 24 или даже ниже, тогда разумно ожидать сильного дефицитабольших групп пятен во второй половине XVII и начале XVIII веков.Подсчет показывает, что для гринвичских данных доля больших пятенсоставляет менее 5% от их общего числа.
n—s асимметрия (рис. 5.25 в) достигает227Рисунок 5.25 — То же, что на рисунке 5.23, но для групп пятен с площадьюболее 1000 м.д.п.∼200 для векового максимума и ∼100 в вековом минимуме. Наиболее сильныйдисбаланс наблюдается в циклах 19 и 20.На рисунке 5.26 представлены графики для групп пятен с площадью более1600 м.д.п. Рисунок 5.26 (а) демонстрирует значительную асимметрию относительно линии экватора для циклов 15, 20 и 21. Рисунок также иллюстрирует,что чем ниже цикл, тем меньше размах крыльев бабочки Маундера по широте [6;185;227].
Согласно рисунку 5.26 (б) число больших пятен в циклах вековогоминимума почти в два раза меньше этого числа для циклов векового максимума. График индекса абсолютной асимметрии (рис. 5.26 в) указывает, что наибольший дисбаланс наблюдается в цикле 20, когда и амплитудная [146–148], ифазовая [101] асимметрии достигали максимальных значений за весь интервалвремени гринвичских наблюдений.Дальнейшее увеличение порога размера групп солнечных пятен, напримердо 2000 м.д.п., ведет к тому, что очертания крыльев бабочек Маундера почтине угадываются.Результаты анализа обнаруживают, что в циклах принадлежащих вековым минимумам, и особенно в цикле 24, наблюдается сильный дефицит больших групп пятен.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
