Диссертация (1145317), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Показано высокоекачество наблюдательных данных Галилея, сходство его зарисовок с зарисовками XIX столетия. Анализ зарисовок, выполненных Шайнером,обнаружил, что целью исследования данного наблюдателя был поискзакономерностей движения пятен по диску Солнца. База данных о числе групп пятен дополнена данными наблюдений Шайнера за 1629-й г.Показано, что наблюдательные данные Шайнера недооценивают число групп пятен, поскольку стиль наблюдений данного исследователя —зарисовка прохождения пятен по диску Солнца — неизбежно ведет кпотере части данных из-за переналожения траекторий движения групппятен. Показано, что зарисовки Гассенди указывают на мощный циклпятнообразования. Анализ зарисовок, сделанных Гевелием, и его взгляды на природу солнечных пятен обнаружили, что данный наблюдательтакже недооценивал уровень солнечной активности.
Показано, что зарисовки солнечных пятен из книг Кирхера, хоть и не позволяют количественно оценить число групп пятен, но указывают на то, что 1645-й г.не является годом прекращения пятнообразования на Солнце.240– Продемонстрировано отношение исследователей XVII и XVIII веков кзадаче мониторинга и подсчета числа пятен. Обнаружено, что цельюисследований являлось установление природы солнечных пятен, а, следовательно, исторические архивы не содержат информации о короткоживущих пятнах, поскольку они непригодны для решения означеннойзадачи.– Анализ коротких архивных записей о наблюдении пятен показал, чтонаблюдатели Дергам, Фламстид, Гевелий, Пикар, Кассини I и Фогельпишут именно об отсутствии больших пятен, которые часто наблюдались во времена Шайнера.
Сделан вывод о том, что минимум Маундераприходится на период векового минимума, когда большинство пятен являются небольшими и короткоживущими, в то время как наблюденияШайнера соответствуют вековому максимуму.– Обнаружено, что база данных числа групп солнечных пятен содержитбольшое количество искусственных нулей. Часть этой информации оботсутствии пятнообразования взята из книг, которые вовсе не посвящены наблюдению за пятнами Солнца.
Так Гевелий даже не использовалтелескоп в наблюдениях начиная с 1653-го г. Другая часть архивныхисточников о пятнообразовании взята из коротких текстовых записей,зачастую из писем, когда неизвестны ни даты, ни цели наблюдений, нииспользуемые инструменты.– Показано, что минимум активности в 1617–1618 гг.
является результатом экстраполяции коротких заметок Ма́рия и Риччоли о том, что наблюдатели видели мало солнечных пятен. База данных числа групп пятен заполнена нулями, создавая иллюзию каждодневных наблюдений, вто время как данные исследования посвящены наблюдению комет в астрономических и астрологических целях в преддверии Тридцатилетнейвойны.– Показано, что наблюдения Пикара с 1653 по 1656-й г. также являются экстраполяцией коротких заметок об отсутствии пятен, то есть базаданных для данного наблюдателя непрерывно заполнена нулями.
Выявлено более 20 наблюдателей, для которых база данных непрерывнозаполнена нулями с 1653 по 1716-й г.241– Выполнена коррекция наблюдательных данных Гевелия с 1653 по 1675й г. Показано, что сильная неоднородность данных приводит к резкимскачкам индекса числа групп пятен.– Показано, что в отсутствие процедуры мониторинга и подсчета солнечных пятен, регулярные зарисовки диска Солнца позволяют делать численные оценки уровня солнечной активности, в то время как наблюдения, содержащие лишь текстовое описание, дают скудную информациюоб одном–двух крупных пятнах.
Поскольку после 1644-го г. отсутствуют регулярные зарисовки пятен, создается иллюзия резкого и почтиполного прекращения пятнообразования, начиная с 1645-го г.– Обнаружено множество неточностей в численных оценках числа групппятен из-за неверного перевода оригинальных манускриптов.
Так Крабтри, Рост и Гевелий пишут о числе пятен, в то время как в базу данныхэти наблюдения включены как число групп пятен.– Обнаружено, что в течение минимума Маундера наблюдатели писали оприсутствии пятен на Солнце, но стиль наблюдений является лишь качественно описательным, а, следовательно, непригоден для численнойоценки пятнообразования. Таким образом, в базе данных о числе групппятен имеет место перекос в сторону занижения уровня солнечной активности.– Сравнение данных наблюдений Филиппа де Ля Ира с данными наблюдений других наблюдателей показало, что Ля Ир сообщал о меньшемколичестве пятен, по сравнению с другими исследователями.
Показано,что наблюдение за солнечными пятнами не являлось приоритетным вработе Парижской обсерватории.– Выполнен анализ n–s асимметрии пятнообразования для больших и малых групп пятен. Показано, что в циклах 15, 20 и 21 наблюдается сильный дефицит групп пятен в одном из полушарий, схожий с тем, чтоимел место быть в 1630-х и 1700-х гг.– С учетом пересмотра исторических архивов о наблюдении Солнца вXVII и начале XVIII столетий, представлена численная оценка уровняпятнообразования с 1610 по 1720-й г. Предложен сценарий минимумаМаундера как вековой модуляции не прекращавшейся 11-летней цикличности.
Показано, что широтное распределение крупных групп пятен242для низких циклов активности согласуется с широтным распределениемпятен по данным наблюдений Гевелия и Ля Ира.243ЗаключениеСолнце обладает магнитным полем и является магнитопеременной звездой. Именно благодаря магнитным полям на Солнце рождаются разнообразные динамические структуры и идут активные процессы. Солнечная активность отражается в солнечной короне, формирует солнечный ветер, межпланетное магнитное поле и контролирует околоземный космический климат, ответственна за геомагнитные бури и космическую погоду в целом. Солнечныепятна являются наиболее известным и характерным проявлением цикличности солнечной активности.
Представленная диссертация посвящена исследованию пространственно-временны́х закономерностей солнечной активности как взоне широт пятнообразования, так и на высоких широтах. С использованиемширокого спектра прямых и косвенных данных о пятнообразовании и напряженности полярного магнитного поля проведено исследование фазовой асимметрии солнечной активности в полушариях, рассмотрены особенности поведения солнечной активности в преддверии вековых минимумов, исследованыпространственно-временны́е соотношения между импульсами пятнообразования и вариациями полярного магнитного поля, проведен масштабный пересмотр исторических архивов о наблюдении солнечных пятен, начиная с 1610го г. Перечислим основные результаты представленной диссертационной работы.В первой главе проведено исследование рассогласования пятнообразования между северным и южным полушариями Солнца в рамках теории синхронизации сложных динамических систем. Впервые введена количественнаямера, позволяющая описывать фазовые рассогласования между двумя временными рядами на каждом шаге по времени.
Для исследования n–s асимметриибыли впервые привлечены исторические архивы до 1874-го г., это наблюденияКэррингтона, Шперера, Штаудахера, Гамильтона и Гимингама.Показано качественное отличие амплитудного доминирования уровня солнечной активности в одном из полушарий по отношению к другому полушарию (амплитудной n–s асимметрии) и временных запаздываний в динамике активных процессов в полушариях (фазовой n–s асимметрии). Выполнена реконструкция длиннопериодного хода асимметрии солнечной активности, начиная с2441710-го г. Показано, что фазовая асимметрия пятнообразования в полушарияхсохраняет знак в течение нескольких солнечных циклов, то есть обладает вековой вариацией.
Установлено, что данная вариация находится в противофазес колебаниями магнитного экватора (разница широтного распределения групппятен в полушариях).Во второй главе диссертации проведено исследование тонкой структурыциклов пятнообразования. Показано, что форма солнечного цикла в каждомиз полушарий, соотношение длин фазы роста и спада солнечного цикла, отсутствие или наличие одного или нескольких максимумов активности в солнечном цикле есть результат широтно-временно́й организации импульсов активности.
Предложен способ моделирования импульсов активности бимодальными гауссовыми полями. Для циклов 10–23 реконструированы импульсы пятнообразования. Показано, что на фазе спада для длинных солнечных цикловхарактерно появление импульсов на средних и высоких широтах. Для доказательства сохранения цюрихской нумерации солнечных циклов использованоширотно-временно́е распределение пятен по данным наблюдений Штаудахера,Гамильтона и Гимингама. Показано, что затянувшийся цикл пятнообразованияв преддверии минимума Дальтона, и появление пятен на широтах более 16◦ наспаде 4-го цикла, есть результат импульса активности. Спад уровня солнечнойактивности в середине 4-го цикла не является минимумом пятнообразования, аесть локальный провал между импульсами активности.
Показано сходство текущего состояния солнечной активности с вековыми минимумами Дальтона иГляйсберга.В третьей главе диссертации приведена оригинальная расчетная схема дляоценки мощностей волн (серджей), переносящих магнитный поток старой и новой полярности от низких широт к полюсам Солнца. Продемонстрировано, чтоименно постепенное увеличение угла наклона магнитных биполей в широтнодолготной плоскости (тильт-угла) с ростом широты позволяет воспроизвестиструктуру серджей, аналогичную наблюдаемым закономерностям распределения радиального фотосферного магнитного поля Солнца.
В то время как постоянная величина тильт угла (т.е. отсутствие закона Джоя) не воспроизводитнаблюдаемую магнитную бабочку Маундера. Показано, что каждый из серджей новой полярности происходит от импульса активности, в то время каксерджи старой полярности соответствуют провалам между импульсами. Вы-245полнена реконструкция серджей для циклов 21-23. Показана тесная связь мощности импульсов активности и напряженности создаваемого полярного поля.Количественно показано, что причиной ослабления полярного поля в минимуме циклов 23/24 является ослабление импульсов солнечной активности.
Такжепоказано, что требования к вариациям скорости меридионального течения, накладываемые транспортными моделями, не согласуются с наблюдательнымиданными.В четвертой главе данные числа полярных факелов в полушариях использованы для проверки сохранения закономерностей, обнаруженных в циклах пятнообразования, для полярных циклов Солнца. По данным числа полярных факелов в 1906 по 2011-й г.
впервые количественно показана тесная связьполярного поля и предыдущего цикла активности. Показано, что вариации циклов пятнообразования сопровождаются аналогичными колебаниями величинымагнитного потока на полюсах. Проведен анализ организации в пары солнечных циклов. Показано, что нечетно–четная организация статистически ничемне уступает четно–нечетным парам циклов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
