Перейти к содержанию

Одиннадцатилетний цикл солнечной активности

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Уровень солнечной активности (ежемесячные числа Вольфа) в 1750—2006 годах.

Одиннадцатилетний цикл (цикл Швабе, цикл Швабе — Вольфа) — наиболее заметно выраженный цикл солнечной активности с длительностью около 11 лет.

Утверждение о наличии 11-летней цикличности в солнечной активности иногда называют «законом Швабе — Вольфа».

Характеристики

Цикл характеризуется довольно быстрым (в среднем примерно за 4 года) увеличением числа солнечных пятен, а также другими проявлениями солнечной магнитной активности, и последующим, более медленным (около 7 лет), его уменьшением. В ходе цикла наблюдаются и другие периодические изменения, например — постепенное сдвижение зоны образования солнечных пятен к экватору («закон Шпёрера»).

Каждый цикл магнитное поле Солнца «переворачивается»: его полюса меняются местами[1].

«Одиннадцатилетним» цикл называют условно: его длина в XVIII—XX веках менялась от 7 до 17 лет, а в XX веке в среднем была ближе к 10,5 годам.

Хотя для определения уровня солнечной активности можно использовать различные индексы, чаще всего для этого применяют усреднённое за год число Вольфа. Определённые с помощью этого индекса 11-летние циклы условно нумеруются начиная с 1755 года. В 2008 году[2][3] (по другим данным — в 2009 году[4]) начался 24-й цикл солнечной активности.

Годы минимумов и максимумов последних 11-летних циклов 
Номер Минимум Максимум Номер Минимум Максимум Номер Минимум Максимум
1 1755 1761 13 1889 1893 25 2019 2023
2 1766 1769 14 1901 1905 26 ~2031
3 1775 1778 15 1913 1917
4 1784 1787 16 1923 1928
5 1798 1804 17 1933 1937
6 1810 1816 18 1944 1947
7 1823 1830 19 1954 1957
8 1833 1837 20 1964 1968
9 1843 1848 21 1976 1979
10 1856 1860 22 1986 1989
11 1867 1870 23 1996 2000
12 1878 1883 24 2008 2014

История открытия

Невооружённым глазом пятна на Солнце люди наблюдали по меньшей мере несколько тысячелетий. Первое известное письменное свидетельство об их наблюдении — комментарии китайского астронома Гань Дэ в звёздном каталоге — относится к 364 году до н. э.[5] С 28 года до н. э. астрономы Китая вели регулярные записи наблюдений пятен в официальных хрониках.[6]

В начале XVII века, с изобретением телескопа, астрономы начали систематические наблюдения и исследования солнечных пятен, однако 11-летняя цикличность ускользнула от их внимания. Частично это может объясняться тем, что солнечная активность была сравнительно низка даже в начале XVII века, а к его середине начался минимум Маундера (1645—1715) и количество солнечных пятен на Солнце на многие десятилетия снизилось.

Датский астроном Кристиан Хорребоу по наблюдениям в 1761-1776 годах в обсерватории Копенгагена обнаружил, что размеры и число солнечных пятен изменяются со временем.

На периодичность в поведении солнечных пятен астрономы впервые обратили внимание только в первой половине XIX века. Первым эту закономерность отметил в 1844 году немецкий астроном-любитель Самуил-Генрих  Швабе. Опираясь на свои наблюдения Солнца в 1826—1843 годах, он опубликовал таблицу, содержащую ежегодные количества пятен за всё время наблюдений, и указал на 10-летний период в их появлении.[7]. Статья Швабе осталась почти незамеченной. Тем не менее, она привлекла внимание другого немецкого астронома, Р. Вольфа, который с 1847 года начал собственные наблюдения пятен и ввёл индекс их количества — «цюрихское число», которое ныне часто называют числом Вольфа. Наконец, на результаты Швабе обратил внимание немецкий энциклопедист А. фон Гумбольдт, который в 1851 году опубликовал таблицу Швабе, продолженную последним до 1850 года, в своей энциклопедии «Космос».[8]

Теория

Природа цикла солнечной активности всё еще остается одной из самой увлекательной нерешенной проблемой астрофизики[9]. За решение этой проблемы брались не только астрофизики, но и метеорологи, специализирующиеся в вопросах геофизической гидродинамики. Подходы к построению теории солнечного цикла условно можно разделить на два основных направления - магнитогидродинамический и гидродинамический. Попытки предсказания следующего солнечного цикла по предыдущим оказывались неудачными. Поэтому в 1935 году М. Вальдмайер высказал так называемую "взрывную" гипотезу согласно которой последующие циклы считаются совершенно не зависящими от предыдущих, как если бы каждый цикл был проявлением некоторого происходящего взрыва внутри Солнца [10]

Магнитогидродинамическая теория

Для объяснения подобной периодичности в возникновении пятен обычно используется[источник не указан 2976 дней] теория солнечного динамо.

Гидродинамическая теория

Главными проблемами гидродинамики Солнца является природа дифференциального вращения и природа гидродинамической неустойчивости, порождающей солнечный цикл Дифференциальное вращение наблюдается также и в атмосферах Земли, Юпитера и Сатурна. К. Г. Россби предположил, что дифференциальное вращение возникает вследствие меридионального переноса момента импульса против градиента средней зональной скорости.

Примечания

  1. ↑ What Happens When the Sun’s Magnetic Poles Flip? (англ.) // BrightHub
  2. ↑ Phillip Chamberlin, William Dean Pesnell, Barbara Thompson. The Solar Dynamics Observatory. — Springer, 2012. — С. 4.
  3. ↑ Dr. Tony Phillips. Solar Cycle 24 Begins, NASA (10 января 2008). Архивировано 5 августа 2011 года. Дата обращения 29 мая 2010.
  4. ↑ Обзор ИЗМИРАН за 7 февраля 2010 года. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 10 декабря 2017 года.
  5. ↑ Early Astronomy and the Beginnings of a Mathematical Science. NRICH (University of Cambridge) (2007). Дата обращения: 14 июля 2010. Архивировано 28 октября 2012 года.
  6. ↑ The Observation of Sunspots // UNESCO Courier. — 1988. Архивировано 28 июня 2012 года.
  7. ↑ Schwabe H. Sonnenbeobachtungen im Jahre 1843 (англ.) // Astronomische Nachrichten. — Wiley-VCH, 1844. — Vol. 21. — P. 233.
  8. ↑ The Sun — History. Дата обращения: 16 октября 2012. Архивировано 25 декабря 2016 года.
  9. ↑ Бакулин П.И., Кононович Э.В., Мороз В.И. Курс общей астрономии. — М.: "Наука" Главная редакция физико-математической литературы, 1983. — С. 306. — 560 с.
  10. ↑ Монин А.С. Солнечный цикл. — Л.: Гидрометеоиздат, 1980. — 68 с.

Литература

  • Витинский Ю. И., Копецкий М., Куклин Г. В. Статистика пятнообразовательной деятельности Солнца. — М.: Наука, 1986.
  • Прист Э. Р. Солнечная магнитогидродинамика. — М.: Мир, 1985.
Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Одиннадцатилетний_цикл_солнечной_активности&oldid=28114213