Диссертация (1149666), страница 21
Текст из файла (страница 21)
В первую очередьрассматривалось, как эффект выглядит в спутниковых данных, а затем результат сравнивалсяс тем, что получалось по восстановленной полярности. Для этого, аналогично работе Хильтулы и Мурсулы, мы подсчитывали количество дней отрицательной полярности по отношениюк общему числу дней, но только в марте и сентябре, когда Земля находится на самых высоких гелиоширотах в южном и северном полушариях соответственно. На рис.
5.10 представленытри графика: два верхних — исследуемые отношения в сентябре (верхний) и марте (средний), ана нижнем изображены циклы солнечной активности (среднегодовое число солнечных пятен).Синим цветом показаны отношения, найденные для спутниковых данных, отчётливо демонстрирующие две противофазные волны с периодами ∼21 год. Если для сентября, около минимумовсолнечной активности, количество отрицательной полярности больше половины от общего числа, то для марта оно преимущественно меньше 0.5.
Наоборот, если для сентября отношениеT/(T+A) меньше 0.5, то для марта оно превышает 0.5. Смена эффекта, происходит в периодпереполюсовки солнечного магнитного поля, то есть около максимума цикла (вертикальные линии на рис. 5.10). То есть, эффект Розенберга-Коулмана в таком представлении имеет период,совпадающий с продолжительностью магнитного цикла Хэйла ∼22 года.
Для весны и осениэффект наблюдается в противофазе. Для наглядности на графике изображены две синусоиды(пунктиром) с периодом 21 год и амплитудой ∼0.14.Красным и фиолетовым цветом показаны отношения, найденные для полярности, восстанов-ленной по геомагнитным данным станций Туле и Годхавн соответственно. Видно, что в восстановленных данных эффект несколько слабее. Однако, в целом за период с 1965-го по 2010-й годисследуемые отношения совпадают для восстановленных и спутниковых данных.
До 1965-гогода эффект также отчётливо наблюдается как для полярности, полученной по данным станцииТуле, так и по данным стании Годхавн.Рассмотрим, как эффект выглядит для полярности, восстановленной по данным среднеширотных станций. На рис. 5.11–5.14 показаны исследуемые отношения, найденные по результатамдля станций Соданкила, Ситка, Эскдальмур, Де Билт, Потсдам, Екатеринбург, Санкт-Петербурги Хельсинки.
Для сравнения на каждом графике синим цветом изображены значения отношения, полученные для полярности, восстановленной по данным станций Годхавн (1926–1946) иТуле (1947–2010). Эти значения рассматриваются как наиболее верное отображение эффектаРозенберга-Коулмана в указанные периоды. На графиках также изображены синусоиды с 21летним (1907–2010) и с 22.5-летним периодами (1844–1906), так что максимумы и минимумыэтих синусоид лежат по центру между вертикальными линиями, обозначающими года максимумов солнечной активности.Согласно рис.
5.11 отношение T/(T+A) для полярности, восстановленной по данным станцийСитка и Соданкила, часто отклоняется от синей кривой, и значит, не всегда способно отразитьэффект Розенберга-Коулмана.98T/(T+A)T/(T+A)0.70.60.50.40.30.70.60.50.40.3GDH, THLsin, T=21sin, T=22.5SITSOD18501870189019101930Years195019701990Рисунок 5.11: T/(T+A) для полярности, восстановленной по данным станций Туле и Годхавн(синим), по данным станций Ситка (красным) и Соданкила (фиолетовым); верхний график —T/(T+A)T/(T+A)для сентября, нижний — для марта. Вертикальные линии — максимумы солнечной активности.0.70.60.50.40.30.70.60.50.40.3GDH, THLsin, T=21sin, T=22.5ESKDBN18501870189019101930Years195019701990Рисунок 5.12: T/(T+A) для полярности, восстановленной по данным станций Туле и Годхавн(синим), по данным станций Эскдальмур (красным) и Де Билт (фиолетовым); верхний график —для сентября, нижний — для марта.
Вертикальные линии — максимумы солнечной активности.Отношение для полярности, восстановленной по данным станций Эскдальмур и Де Билт,лучше совпадает с синей кривой (рис. 5.12). Хотя по-прежнему, есть периоды, когда искомое отношение сильно отклоняется от правила доминирующей полярности.
Эти отклонения в основном наблюдаются в центре сегментов, разделённых вертикальными линиями. То есть, эффектРозенберга-Коулмана сложнее выделить в минимимуе цикла, чему есть простое объяснение. Ра99нее в конце главы 4.2 было показано, что в минимуме солнечной, а также геомагнитной, активностей точность метода восстановления полярности, как правило, снижается. Соответственно,результаты в эти периоды могут содержать больше ошибок, что мешает увидет эффект преобла-T/(T+A)T/(T+A)дающей полярности.0.70.60.50.40.30.70.60.50.40.3GDH, THLsin, T=21sin, T=22.5POTEKT18501870189019101930Years195019701990Рисунок 5.13: T/(T+A) для полярности, восстановленной по данным станций Туле и Годхавн(синим), по данным станций Потсдам (красным) и Екатеринбург (фиолетовым); верхнийграфик — для сентября, нижний — для марта.
Вертикальные линии — максимумы солнечнойактивности.К сожалению, для секторной структуры, восстановленной по геомагнитным данным станций Потсдам и Екатеринбург, наблюдения которых доступны в 19-м веке, эффект виден плохо(рис. 5.13). Особенно это касается полярности, полученной с использованием данных станцииПотсдам. В течение практически всех лет для сентября количество определений отрицательнойполярности больше, чем положительной.Отношение T/(T+A) для полярности, определённой по данным станций Хельсинки и СанктПетербург, чаще совпадет с синей кривой на рис.
5.14, хотя также не всегда. Однако, в основномдля этих станций исследуемый эффект можно различить. Исключения составляют годы минимума солнечной и геомагнитной активностей.На основе приведённых здесь графиков и сравнения их с “эталонной” синей кривой, былсделан вывод: для того, чтобы оценить эффект Розенберга-Колумана до 1926-го года, предпочтительнее использовать полярность ММП, восстановленную по данным станций Эскдальмур, ДеБилт, Санкт-Петербург и Хельсинки. На рис. 5.15 красным цветом показан результат, полученный для секторной структуры, восстановленной по геомагнитным данным четырёх указанныхстанций. Наблюдается достаточно хорошее совпадение значений красной и синей кривых. Фиолетовыми овалами отмечены года минимумов солнечной и геомагнитной активностей, которыеперечислялись в главе 4.5.
Видно, что для этих периодов, когда точность восстановления поляр100T/(T+A)T/(T+A)0.70.60.50.40.30.70.60.50.40.3GDH, THLsin, T=21sin, T=22.5HELSPB18501870189019101930Years195019701990Рисунок 5.14: T/(T+A) для полярности, восстановленной по данным станций Туле и Годхавн(синим), по данным станций Хельсинки (красным) и Санкт-Петербург (фиолетовым); верхнийграфик — для сентября, нижний — для марта. Вертикальные линии — максимумы солнечнойактивности.ности ниже среднего, значения красной кривой могут как отклоняться, так и совпадать с синейкривой.
Учитывая, эту особенность, можно заключить, что для исследуемого периода с 1844-гопо 1925-ый год эффект Розенберга-Коулмана или, иначе говоря, преобладание одной из полярностей с ∼22-летним периодом не наблюдается в сентябре: приблизительно с 1844-го по 1847-й(т.е. за исключением самых ранних лет) и с 1908-го по 1915-й год, в интервале между макси-мумами 14-го и 15-го циклов активности, а в марте — также с 1844-го по 1847-й, в 1864–1867,1885–1888 гг.
Эти периоды отмечены чёрными рамками. Видно, что для верхнего и нижнегографика они совпадают только в самом начале, в остальное время эффект виден либо на обоихграфиках, либо хотя бы в одном. Соответственно, можно сделать вывод о том, что в восстановленной по нашему методу полярности эффект Розенберга-Коулмана наблюдается непрерывно,начиная с 1848-го года.На графике рис. 5.16 показаны итоговые значения соотношения T/(T+A) за исключениемпериодов с низкой точностью метода. С 1844-го по 1925-й года значения получены для секторной структуры, восстановленной по данным станций Хельсинки (1844–1897), Санкт-Петербург(1850–1862, 1870, 1873–1911), Де Билт (1903–1925) и Эскдальмур (1911–1925), с 1926-го по 1964й — для полярностей по данным всех станций, доступных в этот период, с 1965-го по 2010-й год— по данным спутниковых измерений.
В итоге, на большей части интервала с 1848-го по 2010-йгод уверенно видна волна преобладающей полярности, имеющая период около 20–22 лет. Вблизи максимумов солнечной активности происходит смена знака эффекта. Соответственно, в этигоды происходила переполюсовка магнитного поля Солнца. Таким образом, вплоть до ∼1850101го года, гораздо раньше первых измерений магнитного поля Солнца, наблюдаются ∼22-летниеT/(T+A)T/(T+A)магнитные циклы Хэйла, совпадающие с парами циклов солнечной активности.0.70.60.50.40.30.70.60.50.40.3GDH, THLsin, T=21sin, T=22.5HEL+SPB+DBN+ESK18501870189019101930Years195019701990Рисунок 5.15: T/(T+A) по данным станций Туле и Годхавн (синим), по данным группы станцийХельсинки, Санкт-Петербург, Де Билт и Эскдальмур(красным); верхний график — длясентября, нижний — для марта.
Вертикальные линии — максимумы солнечной активности;T/(T+A)фиолетовыми овалами отмечены года минимумов солнечной и геомагнитной активности.0.70.60.50.40.3T/(T+A)sin, T=21sin, T=22.5T/(T+A)0.70.60.50.40.318501870189019101930Years195019701990Рисунок 5.16: Итоговая компиляция значений T/(T+A); верхний график — в сентябре, нижний —в марте; вертикальные линии — максимумы солнечной активности.1025.3 Геоэффективные секторные границыВ этой главе исследуются очень редкие явления — экстремальные геомагнитные бури, частоназываемые супербурями. Сами по себе такие события проявляются в том, что геомагнитноеполе сильно отклоняется от среднего фонового значения поля и от нормального суточного хода.Продолжительность бури измеряется от нескольких часов до нескольких дней и, как правило,тем дольше, чем сильнее максимальные вариации поля.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
