Числа Вольфа

Первые телескопические наблюдения начались в 1610 году благодаря Галилео Галилею, который обнаружил на Солнце пятна, а также доказал, что они находятся непосредственно на нем. По движению пятен был определен период обращения Солнца. Спустя два столетия Генрихом Швабе был открыт закон периодического появления солнечных пятен. Пятью годами позднее Рудольф Вольф ввел ныне широко распространенное понятие относи­тельного числа солнечных пятен

где g - число групп пятен — общее количество пятен, к — поправочный коэффициент.

 

В 1855 году, став директором Цюрихской обсерватории, он организовал долгосрочную программу регулярных ежедневных наблюдений "запятненности" Солнца. В 1980 году цюрих­ская служба чисел Вольфа W была переведена в Брюссель и передана Бельгийской Королевской Обсерватории [5], а продолженный здесь ряд стал называться международным:

 

ЦИКЛИЧНОСТЬ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ: зависимость от времени среднемесячных значений чисел Вольфа для циклов 1–23

Рис.1 Числа Вольфа

 

Первым что бросается в глаза, глядя на Числа Вольфа, это различная амплитуда от цикла к циклу. Циклы также имеют различную продолжительность, при этом средний период приблизительно равен 11 годам, а амплитуда 110 W.

 

Долгопериодные вариации

 

Отличительной особенностью СА является наличие долгопериодичных вариаций. С помощью различных палео-методов удалось восстановить характер солнечной активности в прошлом. Также, косвенными методами был расширен ряд Вольфа. Это позволило выделить долгопериодичные вариации солнечной активности.

Основными такими вариациями являются:

  • Глобальные минимумы. Во время глобальных минимумов солнечная активность практически отсутствует. Наиболее наглядным примером такого минимума является «Минимум Маундера», который длился в течении 70 лет (1645 – 1715)
  • Глобальные максимумы. Радиоизотопные данные позволяют выделить эпохи в прошлом, когда наблюдалась повышенная СА. Считается, что мы сейчас живем как раз в одном из таких максимумов.
  • Цикл Глейсберга. Помимо основной гармоники в 11 лет, числа Вольфа имеют долгопериодичную составляющую в 80-90 лет.
  • Цикл Зюйса (Suess). Благодаря радиоизотопным данным удалось выделить цикличность периодом примерно 205 лет.
  • Правило Гневышева-Оля. Данное правило впервые обнаруженное Гневышевым и Олем в 1948 году [12] гласит следующее: солнечные циклы   группируются в пары, при этом количество пятен нечетного цикла больше количества пятен четного. Однако, этому правилу не подчиняются 4-5 и 22-23 циклы.
  • Рис.2 Правило Гневышева-Оля. Черные кружки показывают отношение сумм пятен нечетного цикла по отношению к четному. Белые кружки – отношение амплитуд циклов.

     

    Короткопериодичные вариации

     

    В «солнечном» ряде присутствуют также короткопериодные вариации. Они выделяются путем фильтрации эффектов связанных с вращением Солнца (27 дней). На следующем рисунке представлены детрендированые числа Вольфа.

     

    Рис.3. Остаток ряда после фильтрации

     

    Анализируя «остаточный» сигнал, удалось обнаружить 154-дневную, а также 1.3 годовую составляющую. 154-дневная вариация присутствует также во вспышечных данных, что является весомым подтверждением наличия реального физического процесса скрывающегося за данными. 1.3 годовая вариация связывается с динамическими процессами [1] такими как: дифференциальное вращение, меридиональная циркуляция, диффузия.

     

     

    Важная Статистика Чисел Вольфа

     

    Одной важной статистической зависимостью ряда Вольфа является связь амплитуды и периода циклов. Согласно данному правилу, чем больше период текущего цикла, тем меньше амплитуда последующего [4]. Как будет видно в дальнейшем, именно оно является ключевым при выборе типа используемой модели (см. гл. Диффузия и Меридиональная циркуляция).

     

    Рис. 3. Статистика период-амплитуда цикла. Чем больше период текущего цикла, тем меньше мощность последующего цикла [4].

     

    Интересной особенностью является то, что период цикла значительно лучше коррелирует с амплитудой последующего цикла, нежели с амплитудой текущего [4]. Коэффициент корреляции в первом случае 0.68, во втором 0.37. В дальнейшем будет показано, что данный факт очень важен при выборе рабочей модели.

     

    Звезда по имени Солнце

    Звезда по имени СолнцеВы узнаете из чего состоит наша Звезда. Какие феномены наблюдаются на ней, какие тайны хранит Солнце и многое другое...

    читать

    Солнечное Динамо

    Солнечное ДинамоУзнайте почему Солнце проявляет свою активность! Виною этому Солнечное Динамо что сидит внутри Солнца. Именно благодаря солнечному динамо...

    читать

    Солнечная Активность

    Солнечная Активность Солнечная Активность уже не первый век занимает умы ученых... но что же это такое? В чем она проявляется и что она сулит нам? Опасна ли для человечества СА или нет?

    читать