Диссертация (1150638), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Обрабатывались всефотопластинки, а их могло быть более чем одна за день. Число волокон, длявыборки не больше одной пластинки в день, составило более 209 тыс. Базаданных включает в себя как векторные данные формы волокон, так и табличныебазы данных измерений параметров волокон.На Рис. 4.3 представлены вариации среднемесячного количества волокон,выделенных нами на одном изображении. Для сравнения также представленысреднемесячные значения для базы данных Кисловодска в период 1959–2015 гг.(http://158.250.29.123:8000/web/fillaments/) и для базы данных NGDC за период1957–2011 гг.
(ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/STP/space-weather/solar-data/solar-features/).Можно отметить, что база данных Кисловодска очень неоднородна. Это связано стем, что в сводные таблицы включались не все видимые волокна, а тольконаиболее яркие. Яркость при этом определялась на глаз.
Неоднородностьприсутствует и в базе данных NGDC. Так, например, в 22 цикле активностипрактически отсутствуют волокна. Таким образом, данные новой обработкинаблюдений в линии Н-альфа и создание новой базы данных является актуальнойзадачей.131Рис. 4.3. Среднемесячное число волокон. a) по данным обсерватории Кодайканал.
Бралось одноизображение в день. b) по данным архива Кисловодской обсерватории. c) по данным базыданных NGDC.4.3.Анализ свойств солнечных волоконНовая база данных характеристик солнечных волокон позволяет выполнитьвсесторонний анализ солнечной активности на различных широтах солнечнойатмосферы. На Рис. 4.4 представлена широтно-временная диаграмма положенияцентров волокон по данным обсерватории Кодайканал. Данные некоторых летотсутствуют, это связано с неполным каталогом, представленным в Интернете.Также можно отметить годовую вариацию числа волокон, очевидно связанную спогодными условиями и качеством исходных фотопластинок.
На диаграммеприсутствует как дрейф в направление к экватору, связанный с распространениемактивности солнечных пятен, так и дрейф к полюсам, связанный с процессомпереполюсовки крупномасштабного магнитного поля в цикле активности.132Рис. 4.4. Широтно-временная диаграмма распределения центров волокон в период с 1912 по2002 по данным обсерватории Кодайканал.Наши данные позволяют проследить во времени и другие параметрысолнечных волокон. На Рис. 4.5 представлены среднемесячные значения площадиволокон и общей длины солнечных волокон в сравнении с активностьюсолнечных пятен. Можно отметить, что эти параметры показывают явновыраженную 11-летнюю вариацию. Максимальные значения длины и площадипротуберанцев достигались в 19-м цикле активности.
Относительно малоезначение этих параметров в 18-м цикле, вероятно, связано с низким качествомфотопластинок в послевоенный период.133Рис. 4.5. Среднемесячные значения площади волокон, выраженной в мдп (верхняя панель);длины солнечных волокон в Мм (средняя панель); индекса солнечных пятен (нижняя панель).На Рис. 4.6 представлено распределение волокон на диаграмме широтавремя с учетом углов наклона волокон по отношению к экватору. Волокна,восточные концы которых находятся ближе к полюсам чем западные, окрашеныкрасным цветом, если наоборот – то синим.
Можно отметить, что в средне инизкоширотной зоне преобладает красный цвет, а на высоких широтах - синий.Это подтверждает и Рис. 4.7, на котором представлены средние углы наклонаволокон в зависимости от широты. На широтах более 40o происходит обращениеуглов наклона волокон. Данный результат подтверждает выводы, сделанные вработе [159]. Но остается не понятным, как можно объяснить этот эффект.134Рис. 4.6. Распределение волокон на диаграмме широта-время с учетом углов наклона волоконпо отношению к экватору. Волокна, восточные концы которых находятся ближе к полюсам чемзападные, окрашены красным цветом, если наоборот, то синим (см. схему справа).Рис.
4.7. Распределение средних углов наклона волокон по отношению к экватору по широте.135Рис. 4.8. Распределение площади волокон в различных секторах Солнца, представленные в видеполярной диаграммы для циклов 15–22 по данным обсерватории Кодайканал. Числасоответствуют значению широты для максимума нормального распределения числа волокон вкаждом квадранте.136НаРис.4.8представленыотносительныераспределенияплощадисолнечных волокон от широты в четырех квадрантах солнечного диска NE, SE,SW, NW для различных циклов 15–23.
Такие диаграммы могут быть полезны дляизучения E-W и N-S асимметрии. На диаграммах представлены значения широты,соответствующихмаксимумураспределенийчиславолокон.Максимумраспределения волокон по широте находится несколько выше (θ~25–30o), чеммаксимум распределения солнечных пятен (θ~14–17o). Как правило, нараспределениях хорошо выделяется только один максимум в каждом полушарии,что затрудняет выделение зональной структуры магнитного поля с двумялиниями смены знака в каждом полушарии [85, 86, 89].Между широтой максимума распределения площади волокон и амплитудойциклов активности, вероятно, существует связь.
Так для цикла 19 можно отметитьотносительно малое число волокон вблизи экватора. В этом случае диаграммаимеет распределение в форме “Х”. Для слабых циклов активности, например, 15го или 20 цикла относительное число волокон вблизи экватора выше, чтоприводит к более равномерному распределению. На Рис. 4.9 представленыизменения углов, соответствующих максимуму распределения волокон приусреднении по полушариям. Можно отметить долговременную огибающую угловраспределений с максимумом в 19-м цикле активности.
Заметим, что это такженесколько не соответствует выводам работы [88] об относительно низкой широтеволокон в цикле 19.4.4.ВыводыВ настоящее время рядом исследовательских групп ведутся работы пореконструкции долговременных индексов солнечной активности на основеобработки долговременных архивов наблюдений. Наблюдения в линии Н-альфаявляются важной частью этой работы. В данном разделе представлены137предварительные результаты обработки данных наблюдений обсерваторииКодайканал в период с 1912 по 2002 гг. На ежедневных картах удалось выделитьволокна и исследовать активность в линии Н-альфа за длительный периодвремени.
Всего было выделено около 330 тысяч волокон.Рис. 4.9. Изменения во времени максимума распределения широты волокон в циклахактивности (в градусах).Полученный ряд показал большую стабильность по сравнению с другимидоступными рядами данных (Рис. 4.2). Полученные данные имеют большойпотенциал для анализа свойств солнечных волокон и крупномасштабногомагнитного поля.Выполнен сравнительный анализ индексов активности волокон в циклах 1523.
Индексы длины и площади волокон за рассмотренный период достигалимаксимума в 19-м цикле активности.Для цикла 19, в котором наблюдалась наибольшая солнечная активность,относительное число волокон вблизи экватора было наименьшим. Для слабыхциклов активности, например, 15 или 20 цикла относительное число волокон нанизких и высоких широтах имеет более равномерное распределение.1385.Глава 5. Создание сводных карт солнечной активности5.1.ВведениеСолнце воздействует на Землю, биосферу, общественные процессы иэкономику, своими кратковременными и долговременными изменениями.
Внастоящее время оценить уровень этих воздействий мы можем путемкомплексного подхода, основанном на сравнение текущих наблюдений с даннымидолговременных наблюдений.Для этих целей необходимо восстановить максимально полную картинусолнечной активности в прошлом. Однако в работе по восстановлениюпараметров солнечной активности есть трудности, связанные с различнымисредствами, методиками и носителями информации, применявшимися за столетиянаблюдений Солнца. После изобретения телескопа в начале 17-го века,наблюдения Солнца долгое время оставались визуальными. От этого периодаостались лишь отрывки из записей и иногда зарисовки низкого качества восновном о солнечных пятнах.
В начале 19-го века регулярные наблюдениясолнечных пятен, астрономом любителем Швабе, привело к обнаружению в 1843году, циклического изменения числа солнечных пятен. Во второй половине 19-говека, после начала систематического изучения Солнца, начатого Р. Вольфом вобсерватории Цюриха в 1849 г., появилась система оценки активности солнечныхпятен, по-прежнему основанная на визуальном подсчете количества пятен.Введение гелиографической системы координат Кэррингтоном и Шпёрером[22, 135 - 139] дало возможность изучения активности Солнца на его поверхности,как пространственного процесса. Ценную информацию в этот период даваликачественные регулярные зарисовки солнечных пятен [22, 135 - 139].
Сталовозможным оценить уровень активности, опираясь на данные о площади, форме и139распределении солнечных пятен, тем самым более надежно определятьинтегральные индексы солнечной активности.На основе наблюдений факелов в “белом” свете астроном-любитель Ф.Вебер (см. обзор[4]) высказал идею о том, что 11-летний солнечный циклначинается незадолго до минимума активности пятен на высоких широтах и затемскачкообразно перемещается в средние широты.
Тем самым было установлено,что активности присутствует на всех широтах Солнца. Появился метод прогнозаактивности цикла пятен по данным об активности на высоких широтах.Применение фотографии для наблюдений, прежде всего в Гринвичскойобсерватории с 1874 г., дало возможность качественного скачка, посколькуначались регулярные и надежные измерения площадей и координат солнечныхпятен, а также факелов, наблюдаемых в белом свете.Изобретение и применение спектроскопов для наблюдений солнечныхпротуберанцев показало, что Солнце имеет атмосферу, распределенную повысоте, и в ней также присутствует активность. К счастью, мы имеем уникальныеатласы наблюдений протуберанцев с 1869 г.Развитие методов спектроскопии, применение для этого вида наблюденийфотографии и совершенствование приборов наблюдений позволили понять, чтосолнечная активность захватывает всю солнечную поверхность и различные видыактивности связаные между собой.Открытие солнечного магнетизма и основных закономерностей магнитногоцикла Дж.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
