Диссертация (1150638), страница 14
Текст из файла (страница 14)
К сожалению, эти данные во многом остаются малоиспользованы, поскольку их системная оцифровка пока не предпринималась.Для создания каталога протуберанцев мы первоначально выполнилиоцифровку атласов “Immagini Spettroscopiche del bordo Solare” (ISS). Переводданных в цифровой формат осуществлялся фотографированием листов зарисовокна фотоаппарат с высоким разрешением (камера Sony-alpha).95В данном разделе представлены методика и результаты оцифровки формыпротуберанцев, выполненные по данным сети визуальных наблюдений наспектроскопах за период 1922-1934 гг.
(16-й цикл). Методика наблюдений иинструменты уже обсуждались в Главе 1, поэтому перейдем к описанию данных.На Рис. 3.1 представлен пример карты протуберанцев по результатамнаблюдений, в период со 2 октября по 13 декабря 1922 г. На одной карте моглибыть объединены данные 1–2-х месяцев наблюдений.В первой строке карты представлена информация об обсерваториях, данныекоторых публикуются. На Рис. 3.1 зарисовки протуберанцев 2-х обсерваторий:Катания (Италия) и Цюрих (Швейцария). В первой строке таблицы указаныположения углов наблюдений вдоль лимба Солнца. В первой колонкепредставленыдатанаблюденийисокращенныеназванияобсерваторий.Горизонтальные строки таблицы соответствуют дням наблюдений. Ломанныевертикальные линии обозначают гелиографический Запад (W), Юг (S), Восток(E). На данном рисунке отсутствует Север, поскольку для иллюстрацииприводится только часть карты.Для оцифровки зарисовок протуберанцев были разработаны методика ипрограммное обеспечение.
Перед оцифровкой зарисовок непосредственно самихпротуберанцев, оператор мышкой наносил положения границы таблицы:верхнюю-левую, верхнюю-правую и т.д. Далее программа находила вертикальныелинии, соответствующие интервалам по лимбовому углу и горизонтальные линии,соответствующие дням. Также проводились линии, обозначающие восток, юг,запад, север. Если программа выделяла эти линии некорректно, то операторомпроводилась корректировка вручную.После выделения всех линий таблицы, каждый день обрабатывался вотдельности (Рис. 3.2). Программа проводила автоматическое распознаваниепротуберанцев, используя контраст зарисовок.
Если при этом захватывалисьложные объекты, тоониудалялись вручнуюоператором. Есличастьпротуберанцев не прорисовывалась, то изменялся пороговый уровень контраста96или протуберанец дорисовывался вручную. Данные оцифровки запоминались какв табличном виде (широта, долгота, высота, площадь протуберанцев), так и ввекторном виде для последующего редактирования и пересчетов.
Это позволилосоздать ежедневные карты, на которых нанесены протуберанцы (Рис. 3.3) в виде,традиционно используемом для более поздних наблюдений [163].Рис. 3.1. Пример карты протуберанцев по результатам сети визуальных наблюденийпротуберанцев на спектроскопах в период с 2 октября по 13 декабря 1922 г.По результатам выполненной оцифровки был получен ряд статистическиххарактеристик протуберанцев для периода 1922-1934 гг.97Рис.
3.2. Пример процесса оцифровки карт протуберанцев 21.02.1922.Рис. 3.3. Пример карты за 15.10.1922 г. с нанесенными зарисовками протуберанцев.На Рис. 3.4 представлены изменения среднемесячных значений суммарнойплощадипротуберанцев,выраженнойвугл.сек2/10,исреднейвысотыпротуберанцев в угл.сек. в сравнение с индексом солнечных пятен. Площадьпротуберанцев растет с ростом активности, что соответствует результатам болеепоздних наблюдений.98Распределение площади протуберанцев за рассмотренный период близко клогнормальному распределению (Рис. 3.5 (a)): f ( x) 1/( x 2 ) e(ln( x ) ) 22 2, гдепараметры σ~1.05 и μ~4.55.Ранее Анантакришнан [9] рассмотрел распределение высот протуберанцевза период 1923-1933 гг.
по данным обсерватории Кодайканал и обнаружил, что,логарифм вероятности встречаемости протуберанцев линейно падает с ростомвысоты в диапазоне 30-200”. В работе [104] указывалось, что распределениевысоты протуберанцев близко к нормальному распределению с максимумомвблизи ~40”. На Рис. 3.5 (b) представлено полученное нами распределение числапротуберанцев с высотой.
Была подобрана огибающая функция, оказалось, чтовысота протуберанцев в 16-м цикле близка к логнормальному распределению спараметрами σ~0.75 и μ~3.45. Максимум распределения в 16-м цикле приходитсяна высоту примерно 20. На диаграмме также присутствует второй максимум навысоте ~ 90”.99Рис. 3.4. Проявление солнечного цикла активности в свойствах протуберанцев. Верхняя панель:изменение площади протуберанцев.
Средняя панель: вариации высоты протуберанцев. Нижняяпанель: индекс солнечных пятен для сравнения.100a)b)Рис. 3.5. Распределения протуберанцев: a) по величине их площади и b) по высоте. Наложеныфункции логнормального распределения. На диаграмме высоты присутствует второймаксимум.Мы проверили наличие второго максимума по данным КисловодскойГорнойастрономическойстанции(ГАС)запериод1986-2016гг.(http://solarstation.ru/). На Рис. 3.6 для значений ~70” также видно присутствиевторого максимума в распределении высоты протуберанцев.101Рис. 3.6. Распределение вероятности встречаемости протуберанцев с высотой по данным ГАСГАО в период 1986-2016 гг. в относительных единицах.
Стрелкой отмечено положение второгомаксимума высоты.На Рис. 3.7 представлено распределение протуберанцев по данным нашейоцифровки на диаграмме широта-время. В отличие от распределения солнечныхпятен (бабочек Маундера) для протуберанцев отсутствует явно выраженныйдрейф от средних широт к экватору. В минимуме активности максимумплотности распределения приходится на средние широты ±40-50o.
На фазе роста имаксимума присутствуют дрейф протуберанцев к полюсам, причем, в северномполушарии присутствуют две или три волны дрейфа от средних широт к полюсамв период 1926-1929 гг. В работе [7] на широтно-временном распределении в этотпериод присутствует одна волна дрейфа.
Существование нескольких волн вдрейфе полярных протуберанцев было обнаружено Вальдмайером [167]. Позжетакие волны, в том числе и для 16-го цикла активности, были найдены в работе[85, 86] по данным наблюдений обсерватории Кодайканал и получили названиетрехкратных переполюсовок.102Рис. 3.7. Распределение протуберанцев в координатах широта и время.Данные Кисловодска брались с 1986 г. поскольку до этого времени в сводкахотмечались только высокие протуберанцы (см. Главу 1).3.2.Выделение протуберанцев на диске Солнца по синоптическимнаблюдениям в линии CaIIKНаблюдение протуберанцев международной сетью визуальных солнечныхспектроскопов позволяет выполнить анализ данных протуберанцев с 1869.Однако большое количество наблюдательных станций, и метод регистрации ввиде зарисовок нуждается в перепроверке данных.
Таким образом, возникаютвопросы корректности восстановления реальной формы, площадей и высотпротуберанцев.Регулярные наблюдения хромосферы в линии CaIIK в обсерваторииКодайканал (Индия) предоставляют возможность выделения протуберанцев нафотографических пластинках (см. Главу 1). Поскольку на Горной станции имелсяопыт, методики и программное обеспечение для выделения протуберанцев врамках синоптической программы Службы Солнца, была поставлена задачаадаптировать и применить эти методы для обработки архивных наблюдений.103a)b)c)Рис.
3.8. Этапы обработки фотопластинки с изображением в линии CaIIK за 05.01.1917. a)Исходноеизображение;b)изображениесналоженнойгелиографическойсеткойивыделенными протуберанцами; c) реконструированная карта протуберанцев для 05.01.1917.НаРис.3.8представленыэтапывыделенияпротуберанцевнаотсканированной фотопластинке в линии CaIIK. Первоначально, осуществлялсяпоиск точек, принадлежащих солнечному диску, определение маркера Северногополюса и первоначальное наложение гелиографической сетки. Затем происходиловычитаниефонанадсолнечнымдиском,дляувеличенияконтрастапротуберанцев. После этого программа выделяла яркие объекты над солнечным104диском.
Однако, поскольку полученное на спектрогелиографе изображениеотличалось от идеального круга, было возможно включение ложных точек,принадлежащих солнечному диску.Для их устранения применялся метод уточнения локального положенияточек лимба, на данном сегменте, где выделялся яркий объект (протуберанец).Поскольку на изображениях могут присутствовать артефакты, такие как, ложнаязасветкафотопластинки,царапины, облакаипр.,каждоеизображениередактировалось вручную. При этом удалялись ложные объекты и моглидорисовываться границы протуберанцев.Для каждого измерения запоминались табличные данные и векторнаяинформация. Табличные данные включали в себя координаты, площадьпротуберанцев в протуберанцевых единицах (угл.
сек2/10~5.26·104 км2), высотупротуберанцев в угл. сек (1 угл. сек~725,4 км).На Рис. 3.9 представлены изменения числа протуберанцев, их среднейплощади и высоты за период 1910-1954 гг. Всего за этот период было выделеноболее 90 тыс. протуберанцев. Можно отметить, что локальные пики 1928 и 1937 г.соответствуют максимумам активности 16 и 17-го цикла. Вместе с тем в 15 и 16-мциклах активности эти максимумы видны недостаточно отчетливо, что вероятносвязано с качеством изображений.На Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
