Числа Вольфа, санфіз - портал фізики сонця!

числа Вольфа

Перші телескопічні спостереження почалися в 1610 році завдяки Галілео Галілею, який виявив на Сонці плями, а також довів, що вони знаходяться безпосередньо на ньому. За рухом плям було визначено період обертання Сонця. Через два століття Генріхом Швабе був відкритий закон періодичного появи сонячних плям. П'ятьма роками пізніше Рудольф Вольф ввів нині широко поширене поняття відноси-ного числа сонячних плям

де g - число груп плям - загальна кількість плям, до - поправочний коефіцієнт.

У 1855 році, ставши директором Цюріхській обсерваторії, він організував довгострокову програму регулярних щоденних спостережень "запятненности" Сонця. У 1980 році цюрих-ська служба чисел Вольфа W була переведена в Брюссель і передана Бельгійської Королівської Обсерваторії [5], а продовжений тут ряд став називатися міжнародним:

Рис.1 Числа Вольфа

Першим що кидається в очі, дивлячись на Числа Вольфа, це різна амплітуда від циклу до циклу. Цикли також мають різну тривалість, при цьому середній період приблизно дорівнює 11 рокам, а амплітуда 110 W.

Долгоперіодниє варіації

Відмінною особливістю СА є наявність долгоперіодічних варіацій. За допомогою різних палео-методів вдалося відновити характер сонячної активності в минулому. Також, за непрямими методами було розширено ряд Вольфа. Це дозволило виділити долгоперіодічние варіації сонячної активності.

Основними такими варіаціями є:

  • Глобальні мінімуми. Під час глобальних мінімумів сонячна активність практично відсутня. Найбільш наочним прикладом такого мінімуму є «Мінімум Маундера». який тривав протягом 70 років (1645 - 1715)
  • Глобальні максимуми. Радіоізотопні дані дозволяють виділити епохи в минулому, коли спостерігалася підвищена СА. Вважається, що ми зараз живемо якраз в одному з таких максимумів.
  • Цикл Глейсберга. Крім основної гармоніки в 11 років, числа Вольфа мають долгоперіодічную складову в 80-90 років.
  • Цикл Зюйса (Suess). Завдяки радіоізотопним даними вдалося виділити циклічність періодом приблизно 205 років.
  • Правило Гнєвишева-Оля. Дане правило вперше виявлене Гнєвишева і Олема в 1948 році [12] свідчить про таке: сонячні цикли групуються в пари, при цьому кількість плям непарного циклу більше кількості плям парного. Однак, цим правилом не підкоряються 4-5 і 22-23 цикли.

    Рис.2 Правило Гнєвишева-Оля. Чорні гуртки показують ставлення сум плям непарного циклу по відношенню до парним. Білі гуртки - відношення амплітуд циклів.

    Короткоперіодічние варіації

    У «сонячному» ряді присутні також короткоперіодні варіації. Вони виділяються шляхом фільтрації ефектів пов'язаних з обертанням Сонця (27 днів). На наступному малюнку представлені детрендірование числа Вольфа.

    Рис.3. Залишок ряду після фільтрації

    Аналізуючи «залишковий» сигнал, вдалося виявити 154-денну, а також 1.3 річну складову. 154-денна варіація присутня також у спалахову даних, що є вагомим підтвердженням наявності реального фізичного процесу ховається за даними. 1.3 річна варіація зв'язується з динамічними процесами [1] такими як: диференціальне обертання, меридиональная циркуляція, дифузія.

    Важлива Статистика Чисел Вольфа

    Однією важливої ​​статистичної залежністю ряду Вольфа є зв'язок амплітуди і періоду циклів. Згідно з цим правилом, чим більше період поточного циклу, тим менше амплітуда подальшого [4]. Як буде видно надалі, саме воно є ключовим при виборі типу використовуваної моделі (див. Гл. Дифузія і Меридіональна циркуляція).

    Мал. 3. Статистика період-амплітуда циклу. Чим більше період поточного циклу, тим менше потужність наступного циклу [4].

    Цікавою особливістю є те, що період циклу значно краще корелює з амплітудою наступного циклу, ніж з амплітудою поточного [4]. Коефіцієнт кореляції в першому випадку 0.68, у другому 0.37. Надалі буде показано, що даний факт дуже важливий при виборі робочої моделі.

    Головне меню: