Диссертация (1150638), страница 15
Текст из файла (страница 15)
3.10 представлено распределение протуберанцев с широтой. Можноотметить, что на средних и высоких широтах высота протуберанцев больше, чем вобласти образования пятен. Вероятно, это обусловлено наличием двух типовпротуберанцев/волокон.Нанизкихширотахпреобладаютактивных областей, на высоких широтах спокойные протуберанцы.протуберанцы105Рис. 3.9. Результаты выделения протуберанцев на оцифрованных фотопластинках обсерваторииКодайканал в линии CaIIK, усредненные за 3 месяца. a) число выделенных протуберанцев вдень; b) Средняя площадь протуберанцев в единицах угл.
сек 2/10; c) Средняя высотапротуберанцев в угл. сек.Рис. 3.10. Распределение средней высоты протуберанцев с широтой за период 1910-1954 гг.Нанесены доверительные интервалы и аппроксимация полиномом 4-го порядка (краснаялиния).106На Рис. 3.11 представлены распределения площади протуберанцев наразличных широтах для восточного и западного лимба по данным выполненнойнами оцифровки для циклов 15-18 и по данным ГАС ГАО для циклов 19-24. Вкаждом квадранте был найден максимум распределения протуберанцев по широтепутем вписывания нормального распределения.
Максимум распределенияпротуберанцев находится на широтах 25-35o, что выше максимума распределениясолнечных пятен (15-20o).На Рис. 3.12 представлены изменения средних широт максимумовраспределения протуберанцев северном и южном полушарии для циклов 15-24.Можно отметить долговременные вариации, возможно связанные со столетнимициклами активностями.В разделе 3.1 уже отмечалось, существование второго локальногомаксимума протуберанцев для высоты около h~80-90”. По данным оцифровкипротуберанцев, в линии CaIIK мы подтверждаем этот результат на Рис. 3.13.Особеннохорошовторичныйпиквидендляпротяженныхполимбупротуберанцев. Возможно, существование этого пика связано с истинной высотойдлинных волокон, лежащих вдоль меридианов, когда проекция не влияет на ихвысоту над лимбом.107Рис.
3.11. Распределения суммарной площади протуберанцев по широте, усредненная поциклам. Представлены значения максимумов нормального распределения в градусах длякаждой области (0-90o; 90-180o; 180-270o; 270-360o).108Рис.3.12.Изменениясреднихширотпротуберанцев,полученныепомаксимумамраспределения, в северном и южном полушарии для циклов 15-24.Рис. 3.13. Распределение высоты протуберанцев по данным оцифровки наблюденийобсерватории Кодайканалраспределения(пунктирнаяв линии CaIIK. Представлена огибающая логнормальноголиния),стрелкойотмеченоположениевторогораспределении.
Взяты протуберанцы с протяженностью по углу лимба более 5o.пикав1093.3.Характеристики высокоширотного дрейфа солнечных протуберанцев в13-24-х циклах солнечной активности3.3.1. Обзор исследований широтного дрейфа протуберанцевКаррингтон [21] обнаружил широтную вариацию образования солнечныхпятен в течение 11-летнего цикла Швабе [126]. В своей книге «Пятна на Солнце»Каррингтон [22] писал, о двух поясах пятен, образовавшихся на высоких широтахв северном и южном полушариях после минимума 1856 года: «в последующиегоды, показали тенденцию к взаимному сближению и, в конечном счете, кисчезновению. Это то, что появляется в каждый период увеличения и уменьшениячастоты возникновения пятен”.Тенденция,установленнаяКаррингтоном,быласистематизированаШпёрером [139] и проиллюстрирована Маундером [94] на оригинальнойдиаграмме бабочек для циклов 12 и 13.
В этой работе Эдварду Маундеру (EdwardMaunder) помогала его супруга Анни (Annie Russell Maunder) [25].Две другие супружеские пары Эвершед и д'Азамбуджа [34, 29] помоглиустановить циклические миграции протуберанцев во время солнечного цикла экваториальное движение низкоширотныхпротуберанцев в сочетании ссолнечными пятнами и движение к полюсам высокоширотных протуберанцев. Вработе [34], показано, что, в каждом солнечном цикле происходит увеличение иисчезновение полярных протуберанцев. Новая высокоширотная ветвь образуетсяна широте около 50° в обоих полушариях, где она пребывает во время фазыминимума и начала нового цикла, а затем мигрирует к полюсам вблизи фазымаксимума цикла активности [25].
Следует отметить, что Эвершед упоминалисследования Рикко [118] и Локер [77], которые ранее исследовали распределенияпротуберанцев по широте в течение солнечного цикла. Стилизованную схемумиграции высоко и низко широтных протуберанцев по-видимому впервыепредложил Рикко. На нем были показаны противоположно направленныемиграции высокоширотных и низкоширотных протуберанцев, начиная с средних110широт вблизи солнечного минимума. Однако относительно фазы цикловположения дрейфов были представлены ошибочно.Миграция протуберанцев к полюсам упоминалась Эвершедом как «бросок кполюсу», в настоящее время ее называют «the rush to the poles» («спешкой кполюсам») (например [8]). Отдельная низкоширотная ветвь образуется послесолнечного минимума и движется к экватору.Расширенный график поведения протуберанцев в период 1880-1930 гг.(согласно [17]) приведен на Рис.
3.14. Здесь видно, что усредненное по временимиграционное поведение протуберанцев (или волокон) является систематическим,как и у солнечных пятен.Для каждого солнечного цикла в каждом полушарии видны три отдельныеветви активности протуберанцев: a) высокоширотная ветвь, которая движется кполюсам после фазы минимума Солнца; (b) ветвь более низкая по широте,которая повторяет видимое смещение солнечных пятен к экватору, но смещена отлинии дрейфа солнечных пятен на ~ 10-15° к полюсам; и (c) ветвь, котораяпрактически совпадает с центром дрейфа солнечных пятен. Три трека на Рис.
3.14соответствуют трем классам протуберанцев, определенных Вальдмайером [167]:1)долгоживущиепротуберанцы/волокна«полярноговенца»,которыеформируются на широтах выше 45° после максимума солнечных пятен; 2)долгоживущие“спокойные”(quiescent)протуберанцы,которыеимеютмаксимальную частоту появления примерно на 10-15◦ выше зоны солнечныхпятен; 3) протуберанцы активных областей (которые первоначально включалитакие явления, как спреи и пост эруптивные петли) [25].Три дрейфа на Рис.
3.14 не указывают на движение отдельныхпротуберанцев, как и в случае солнечных пятен, это миграция мест образованияпротуберанцев. Даже самые длинные протуберанцы, в полярной короне, имеютмаксимальную индивидуальную продолжительность жизни всего около восьмимесяцев [131] – что меньше времени миграции к полюсам.111Циклические миграции высоко- и низкоширотных ветвей “спокойных”протуберанцев продолжены в последующих исследованиях [85, 86] (Рис. 3.15),[73, 74]. Существуют различия в деталях между различными работами, которыемогут быть связаны с различными интервалами усреднения широты/ времени илинаборами данных.
Недавние разработки в области автоматического распознаваниясолнечных волокон (например: [15, 124, 154]), могут стандартизироватьрезультаты такой работы.В данном исследовании мы представляем результаты автоматизированногометода распознавания солнечных волокон.Рис. 3.14. Миграции протуберанцев в период 12-15 циклов (согласно [17]). Данные за 1880-1911гг. - обсерватории Арчетри (Италия), а за 1911-1930 гг. - из различных обсерваторий, включаяКатания, Мадрид и Цюрих.
Треки показаны в каждом полушарии для полярных волокон(волокна полярной короны) (верху), спокойных волокон, которые лежат на 10-15 ° выше зоныпятен (средние широты) и волокон активных областей (внизу, в области существования пятен).Солнечные минимумы (м) отмечены пунктирными красными линиями.112Рис. 3.15. Дрейфы полярности крупномасштабных магнитных полей [85, 86] по даннымнаблюдений сети спектроскопов.3.3.2. Переполюсовка полярного магнитного поля СолнцаГруппа, состоящая из отца и сына Гарольда и Горация Бэбкоков (Harold andHorace Babcock), использовали солнечный магнитограф [10] обсерватории МаунтВилсон для обнаружения общего (или полярного) магнитного поля Солнцавеличиной ~ 1 Гс, на основе магнитограмм, взятых в интервале с августа 1952года по октябрь 1954 года, предшествующий циклу 19 [11].
Хейл [49] первымпопытался найти такое поле, но, используя имеющуюся в то время аппаратуру,мог регистрировать поля с интенсивностью не менее ~50 Гс.Бэбкоки обнаружили, что полярные области Солнца (как правило,ограниченныеширотами>55°),имеютмагнитноеполе,котороебылоположительным на Севере и отрицательным на Юге. Бэбкок и Бэбкок отметили,что полярные поля в этот период не показали признаков смены знака, которые,можно было бы ожидать, если бы они сопровождались изменением магнитнойполярности солнечных пятен в 11-летнем минимуме.
Из описания д'Азамбуджи овысокоширотномдрейфеволоконполярнойкороны,БэбкокиБэбкок113предположили, что общее поле Солнца сменит полярность в максимуме цикла 19- вне фазы изменения полярности для солнечных пятен.Впоследствии Бэбкок [12] наблюдал изменение полярности дипольногополя Солнца, когда поле на Северном гелиографическом полюсе изменилось всередине 1957 года, а поле на Юге - в ноябре 1958 года.
Разделение во временимежду изменением полярности полярного поля в разных полушариях в настоящеевремя считается общей чертой переполюсовки крупномасштабного полярногополя [85, 86, 144]. Как предполагал Бэбкок [13], полярные поля, по крайней мере всеверном полушарии обращали свой знак, вблизи максимума цикла 20 [61], ноонибылислабымиотносительношумамагнитографа,чтозатруднялоопределение точного времени. Таким образом, был обнаружен фундаментальный,22-летний магнитный цикл, длящийся (приблизительно) от одного максимумацикла солнечных пятен до другого максимума, отстоящего на протяжении двух ~11-летних интервалов, а не от минимума до минимума.На деле, классическая картина миграции волокон полярной короны на Рис.3.16.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
