Солнечная и геомагнитная активность в 23-24 циклах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Солнечная и геомагнитная активность в 23-24 циклах

Ярославцева Наталья Юрьевна, студент

Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена

Проведен анализ возможных корреляций между индексом солнечной активности - числом Вольфа, количеством солнечных вспышек и уровнем геомагнитной активности с 2002 по 2015 года.

Похожие материалы

* Композиционные материалы на основе асбеста

* Онтологические основания робототехники и образ мышления инженера XXI века

* Связность над распределением в главном расслоенном пространстве допустимых реперов

* Инструментальная реализация прикладной математической подготовки бакалавра экономики и менеджмента

* Средства стохастической подготовки обучающихся на основе информационных технологий

Одним из главных космических факторов, влияющих на экосистему Земли, является солнечная активность. Из многообразия эффектов воздействия солнечной активности на нашу экосистему наиболее значимым и очевидным является эффект геомагнитной активности, проявляющийся в возмущении геомагнитного поля Земли под действием солнечного ветра - корпускулярных потоков, испускаемых Солнцем. Одним из самых мощных источников солнечных корпускулярных потоков являются солнечные вспышки. Целью настоящей работы является попытка выявления корреляции индекса солнечной активности - числа Вольфа, определяющейся количеством солнечных пятен на Солнце, числом вспышек на Солнце и глобальным индексом геомагнитной активностиКр.

Для поиска возможных корреляций нами был выбран промежуток времени с 2002 года (максимум 23 цикла солнечной активности) по 2015 год (максимум 24 цикла). Отметим, что динамика солнечной активности за два последних цикла отличается от таковой в предыдущих циклах наличием двух максимумов (рис.1) и резким снижением активности при переходе от 23 к 24 циклу (снижение числа Вольфа почти в два раза). Подобное снижение наблюдалось лишь однажды при переходе от четвертого к пятому циклу в конце 18 века. Кроме того, выбор интервала анализа определялся доступностью информации во всех параметрах солнечной активности, получаемых с помощью обсерватории SOHO, запущенной в космос в 1995 году. До запуска этой обсерватории данные о вспышечной активности, получаемые с помощью наземных и космических телескопов были фрагментарны. солнечный вспышка геомагнитный экосистема

Рисунок 1. Динамика солнечной активности

Согласно международным соглашениям все вспышки на Солнце принято делить на 5 классов (A, B, C, M, X) в соответствии с энергией, выделяемой на Солнце при вспышке: вспышки класса А - самые слабые, вспышки класса Х - наиболее мощные.

На основе полученных статистических результатов [sohowww.nascom.nasa.gov] была составлена таблица, в которой солнечные вспышки распределены по своей силе, кроме того, учтено число Вольфа (см. таблица 1). Анализируя результаты, можно утверждать, что самые активные месяцы по появлению солнечных вспышек - это сентябрь 2011 года (20 вспышек класса Х), май 2013 года (26 вспышек класса Х), ноябрь 2013 года (27 вспышек класса Х) и, наконец, октябрь 2014 года (26 вспышек класса Х). Из представленных на рисунках 2-7 данных можно сделать вывод, что зависимость числа Вольфа и количества солнечных вспышек от времени в 24-ом цикле солнечной активности отличается от других предыдущих, поскольку имеет два периода максимума - это примерно 2011 год (более слабый) и 2013-2014 года (более сильный).

Таблица 1. Динамика Солнечных вспышек и числа Вольфа в 23-24 циклах солнечной активности.

Кроме того, можно утверждать, что число Вольфа и количество солнечных вспышек находятся в качественной зависимости друг от друга - минимумы и максимумы этих параметров совпадают. Однако, количественной корреляции не наблюдается (рис.2). Так, в 2003 году (максимум солнечной активности), когда число Вольфа было почти в полтора раза больше, чем в 2014 году (следующий максимум солнечной активности), в то время как общее количество вспышек в 2003 году в полтора раза меньше, чем в 2014 году. Лучшая корреляция наблюдается для числа Вольфа и количества самых мощных вспышек класса Х (рис. 3).

Рисунок 2. Общее число вспышек и число Вольфа.

Рисунок 3. Количество всышек класса Х и число Вольфа.

Индексы геомагнитной активности предназначены для описания вариаций магнитного поля Земли, вызванных этими нерегулярными причинами.

К-индекс - это квазилогарифмический индекс, который увеличивается на единицу при увеличении возмущенности приблизительно в два раза. Он вычисляется по данным конкретной обсерватории за 3-хчасовой интервал времени. Этот индекс был впервые введен в использование в1938 году Дж. Бартельсом. Он представляет собой значения от 0 до 9 для каждого 3-хчасового интервала мирового времени. Для вычисления этого индекса берется изменение магнитного поля за 3-часовой интервал, затем из него вычитается регулярная часть, определяемая по спокойным дням, и полученная величина переводится по специальной таблице в К-индекс.

Поскольку магнитные возмущения на Земном шаре проявляются по-разному, то для каждой обсерватории существует своя таблица, которая построена таким образом, чтобы различные обсерватории в среднем за большой интервал времени давали одинаковые индексы.

ПланетарныйКр-индекс вычисляется как среднее значение К-индексов, определенных на 13-ти геомагнитных обсерваториях, расположенных между 44 и 60 градусами северной и южной геомагнитных широт. Его диапазон лежит также от 0 до 9.

Качественно состояние магнитного поля в зависимости от Кр-индекса можно охарактеризовать примерно так:

К <=2 спокойное

К=2…3 слабо возмущенное

К=4 возмущенное

К=5…6 магнитная буря

К>=7 большая магнитная буря.

Нами была поставлена задача найти корреляцию между глобальным Кр-индексом и параметрами, характеризующими уровень солнечной активности. На рисунке 4 проведена временная зависимость между Кр-индексом [http://omniweb.sci.gsfc.nasa.gov/], усредненным за месяц и соответствующими числами Вольфа. Как видно, в целом наблюдается достаточно хорошая корреляция двух этих параметров.

На рисунках 5-6 приведены сопоставления Кр-индекса и количества вспышек различной мощности в зависимости от времени. Хотя положение максимумов и минимумов этих параметров совпадают, однако количественной корреляции между числами Кр и количеством вспышек не наблюдается.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что солнечные вспышки не являются единственным фактором, определяющим уровень геомагнитной активности. Другим фактором, имеющим не меньшее, а, может быть, и большее значение являются солнечные корональные дыры, являющиеся зонами выхода от Солнца мощных корпускулярных потоков.

Рисунок 4. Зависимость усредненного за месяц числа Вольфа и среднего за месяц Кр-индекса.

Рисунок 5. Зависимость Кр-индекса и количества вспышек класса Х.

Рисунок 6. Зависимость Кр-индекса и общего количества вспышек.

Кроме того, отметим, что посуточный анализ Кр-индекса позволяет сделать однозначный вывод о том, что все мощные геомагнитные возмущения (когда Кр-индекс ? 5) связаны с солнечными вспышками класса Х.

Размещено на Allbest.ru