Главная » 2014 » Сентябрь » 24 » Скачать Долговременные вариации вращения и распределения крупномасштабных магнитных полей Солнца. Тлатов, Андрей Георгиевич бесплатно
9:01 PM
Скачать Долговременные вариации вращения и распределения крупномасштабных магнитных полей Солнца. Тлатов, Андрей Георгиевич бесплатно
Долговременные вариации вращения и распределения крупномасштабных магнитных полей Солнца
Диссертация
Автор: Тлатов, Андрей Георгиевич
Название: Долговременные вариации вращения и распределения крупномасштабных магнитных полей Солнца
Справка: Тлатов, Андрей Георгиевич. Долговременные вариации вращения и распределения крупномасштабных магнитных полей Солнца : диссертация доктора физико-математических наук : 01.03.03 Санкт-Петербург, 2006 281 c. : 71 07-1/256
Объем: 281 стр.
Информация: Санкт-Петербург, 2006
Содержание:
Глава
I ДАННЫЕ ПРЯМЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯДОГОВРЕМЕННЫХ ВАРР1АЦИЙ АКТИВНОСТИ И ВРАЩЕНИЯСОЛНЦА НА РАЗЛИЧНЫХ ШИРОТАХ
11 Проявление солнечного цикла активности на высоких широтах <,и в вариациях вращения солнечной атмосферы
12 Крунномасштабное магнитное поле Солнца
121 Свойства крупномасштабных магнитных полей Солнца j
122 Сравнение данных наблюдений по синоптическим На -картам с результатами магнитографических наблюдений \
123 Формирование зональной структурыкрупномасштабного поля по данным Н-альфа карт имагнитографических наблюдений
13 Ряды наблюдений солнечной короны в линиях 5303А и 6374А
131 Кисловодские ряды наблюдений спектральной короны влиниях 5303А и 6374А
132 Сводный ряд спектральной короны в линии ЗЗОЗА в системеКисловодск
14 Столетний ряд наблюдений Солнца в линии Call-K З
Глава 2 КРУПНОМАСШТАБНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ И ЦИКЛЫАКТИВНОСТИ СОЛНЦА
21 Использование предикторов солнечной активности
22 Индексы глобального магнитного поля в минимуме активности
221 Площадь высокоширотных униполярных областей Apz
222 Диполь-октупольный индекс крупномасштабного поля А
223 Длина нейтральной линии L(t) как индекс активности
224 Индекс сложности синоптических карт K(t)
225 Корреляция полярности крупномасштабного поля северногои южного полушарий R(t)
226 Индекс числа ярких полярных точек в линии CallK
227 Спектральная мощность секторной структурыкрупномасштабного магнитного поля
228 Угол наклона волокон в цикле активности P(t)
229 Прогноз 24-го цикла активности
23 Долговременные изменения площади полярных областейСолнца
231 Предпосылки для изучения долговременных вариаций 66полярных областей Солнца
232 Наблюдательные данные
233 Результаты
234 Широта зональной границы крупномасштабного поля впериод минимума Маундера
24 Длительность полярных циклов по данным переполюсовкикрупномасштабного поля Солнца и уровень солнечной активности
241 Постановка задачи
242 Данные и метод обработки
243 Продолжительность полярных циклов активности 11Выводы по результатам анализа главы
Глава 3 ДОЛГОВРЕМЕННЫЕ ВАРИАЦИИ ВРАЩЕНИЯ СОЛНЦАПО ДАНЫМ КРУПНОМАСШТАБНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
31 Вариации дифференциального вращения и крутильные волны в 86солнечной атмосфере
32 Применение ряда синоптических Н-альфа карт для изучениявращения Солнца
33 Вариации скорости дрейфа крутильных колебаний
331 Метод анализа данных
332 Вариации скорости крутильные колебаний в период
34 22-летние вариации вращения солнечной атмосферы по данным 100Н-альфа синоптических карт
35 22-летняя мода во вращении секторной структуры магнитного 104поля Солнца
36 22-летние вариации вращения и мощность циклов активности 108Солнца
37 Связь крутильных колебаний Солнца с магнитными структурами
38 Определение поля скорости солнечной атмосферы по даннымнаблюдений магнитных полей методом трассеров
381 Исходные данные и их обработка
382 Дифференциальное вращение магнитных элементов 118различного размера
383 Восстановление поля скорости солнечной атмосферы
384 Меридиональная циркуляция
385Вариации скорости дифференциального вращения и лучевых 120скоростей
39 Модель крутильных колебаний в вековой цикл активностиСолнца
391 Наблюдательные данные
392 Уравнения углового момента в модели
393 Уравнения динамо
394 Результаты 133Выводы к главе
Глава 4 ДОЛГОВРЕМЕННЫЕ ВАРИАЦИИ ВРАЩЕНИЯ,ИНТЕНСИВНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ СОЛНЕЧНОЙ КОРОНЫ
41 Долговременные изменения интенсивности и температуры в 136солнечной короне
42 Широтные волны дрейфа в наблюдениях солнечной короны
43 Долговременные вариации вращения солнечной короны
431 Постановка задачи
432Наблюдательные данные и методы обработки
433 Вариации скорости вращения спектральной короны в линии
5303А
44 Дифференциальное вращение короны FeX 74А
45 Изменение яркости короны с высотой в 23-м цикле активностипо данным наблюдений телескопа SOHO/EIT
451 Корональные наблюдения на спутнике SOHO
452 Обработка наблюдательных данных
453 Результаты анализа
454 Обсуждение
46 Изменения яркости и нерадиальности корональных лучей поданным S0H0/LASC0-C
461 Изменение короны с высотой по данным наблюдений К-короны
462 Обработка данных
47 Вековой цикл солнечной короны по наблюдениям в эпохуминимума активности
48 Моделирование крупномасштабного магнитного поля врадиально расширяющейся короне с конечной проводимостью 174Выводы к главе
Глава 5 ПОЛЯРНАЯ И НИЗКОШИРОТНАЯ АКТИВНОСТЬСОЛНЦА НО ДАННЫМ НАБЛЮДЕНИЙ В ЛИНИИ Call-K ВНЕРИОД
51 Методика обработки данных
52 Долговременные вариации кальциевого индекса
53 Вариации хромосферной сетки и эфемерных областей в линииCall-K но данным наблюдений обсерватории Кодайканал
54 Сравнение распределения эфемерных областей в линии кальция сданными наблюдений в линии Не 10830А
55 Долговременные вариации вращения Солнца по даннымнаблюдений в линии Call-K
557 Метод анализа данных
552 Результаты обработки данных 201Выводы к главе
Глава 6 ЦИКЛ АКТИВНОСТИ В РАДИОДИАНАЗОНЕ
61 Области эмиссии и депрессии в радиодиапазоне и их связь сэлементами активности в солнечном цикле
611 Методика обработки наблюдений
612 Результаты обработки наблюдений
62 Сравнительный анализ свойств протуберанцев в радио иоптическом диапазонах
621 Анализ протуберанцев в интенсивности радиогелиографа 212Нобеяма
622 Сравнение с данными протуберанцев в оптическомдиапазоне по данным Горной станции Г АО 1\А
623 Поляризации протуберанцев в радиодиапазоне на волне 17ГГц
63 Дифференциальное вращение атмосферы Солнца по даннымрадионаблюдений
64 Смена знака магнитного поля в поляризации радиоизлучения 17ГГц
641 Карты поляризации радиоизлучения и магнитные поля
642Поляризация радиоизлучения Солнца и ее развитие в течениесолнечного магнитного цикла
65 Колебания поляризации общего радиоизлучения на волне
176 см как проявление цикла активности Солнца 233Выводы к главе
Глава 7 ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА 240НАБЛЮДАТЕЛЬНЫХ ДАННЫХ
71 Модель солнечного магнитного цикла с замкнутыммеридиональным потоком
711 Постановка задачи
712 Описание математической модели
713 Результаты численного моделирования
72 Эмпирическая модель генерации солнечного цикла 22-летнимикрутильными волнами в присутствие реликтового магнитного поля
721 Модели альтернативные динамо механизму солнечнойактивности
722 Наблюдательные данные
723 Описание модели
724 Обсуждение результатов 257Выводы к главе
Введение:
Циклическое возбуждеиие магиитного иоля ироисходит вследствиевзаимодействия крупномасштабного магнитного поля с солнечнойатмосферой, вращающейся дифференциально. Интенсивностькрупномасштабных магнитных полей относительно невелика и их измерениев глубине конвективной зоны представляет сложную задачу. В настоящеевремя мы можем изучать крупномасштабные поля в верхних слояхсолнечной атмосферы. Исследования, проводимые на основе прямыхмагнитографических наблюдений и по физическим трассерам линий разделаполярности, наблюдаемым в линии На позволили обнаружить глобальнойхарактер поверхностных крупномасштабных магнитных полей. Былиоткрыты циклические смены знака магнитного поля в полярных областях изональная организация крупномасштабного магнитного поля в средних инизких широтах. В настоящее время существует различные гипотезывозникновения крупномасштабного поля. Согласно одной из них,называемой гипотезой Бэбкока-Лейтона, наблюдаемое крупномасштабноеполе формируется в результате распада и поверхностного перераспределениямагнитных полей активных областей вследствие диффузии имеридиональной циркуляции. Другой подход к происхождениюповерхностного крупномасштабного магнитного поля основывается напредположении, что оно отражает крупномасштабное поле внутриконвективной зоны. Возможности современных солнечных наблюденийпозволяют непосредственно проследить сложное поведениекрупномасштабных структур. Некоторые долгоживущие квазистационарныепроцессы на Солнце, связанные с циклом активности, захватывают большуючасть или даже всю его поверхность. Это относится к системам зональныхграниц нейтральных линий, корональным дырам. Форма солнечной короныизменяется в ходе цикла, отражая эволюцию полей самого большогомасштаба. Структура межпланетного магнитного поля и формированиевысокоскоростных потоков солнечного ветра определяетсякрупномасштабными полями,В последнее время в качестве данных для исследованиядолговременных вариаций активности и скорости вращения успешноприменяются синоптические карты раздела полярности по наблюдениям влинии На. Они отражают положение нейтральных линий, определяемых пофизическим трассерам, таким как волокна, протуберанцы, межфлоккульныеканалы и др. Ряд На - синоптических карт, созданный В.И. Макаровым с1915 по 1964 гг. и продолженный на Горной станции ГАО,продемонстрировал свою значимость, как для исследований вращенияСолнца, так и в установлении первичности роли крупномасштабныхмагнитных полей в формировании циклической активности. Создание На синоптических карт позволило провести исследования динамики зональныхграниц крупномасштабного поля и выявить особенности переполюсовки запериод-120 лет.Исследование причинно-следственных связей между солнечнойактивностью и свойствами крупномасштабного поля в настоящее времяпродолжает оставаться актуальной задачей. Одним из направленийисследований является разработка индексов, характеризующих свойствакрупномасштабного поля, и их сравнение с индексами солнечнойактивности. Нолучение индексов, имеющих прогностическую ценность,позволит не только улучшить прогноз уровня активности, но и можетдополнить представления о механизмах генерации магнитного поля.Другим направлением является изучение эволюциикрупномасштабного поля на длительных интервалах времени и связь сдолговременными вариациями солнечной активности. В данныхисследованиях большую роль играет ряд синоптических На карт,длительность которого составляет более 100 лет. Синоптические На картыотражают топологию крупномасштабного поля на различных широтах.Сравнение с другими индексами проявления глобального магнитного поля,такими как индексы солнечных пятен, геомагнитной активности,спектральной короны и данных магнитографических наблюденийпозволяют, определить роль крупномасштабных магнитных полей вформировании солнечной гелиосферы.Номимо активности в средних и низких широтах, обусловленнойпоявлением цикла активности пятен, существует и высокоширотнаяактивность. Полярные циклы активности, как правило, присутствуют впериоды минимума активности пятен. В эту эпоху наблюдается усилениенапряженности полярного магнитного поля.Актуальной задачей является изучение вращения солнечнойатмосферы на различных глубинах, а также вариации вращения на интервалевремени, соизмеримом с длительностью солнечного цикла. Длительноевремя единственным источником информации о вращении Солнца являлисьтрассеры, наблюдаемые в верхних слоях солнечной атмосферы, преждевсего солнечные пятна. Ранние данные вариации вращения Солнца потрассерам пятен показали противоречивые результаты. Открытиекрутильных колебаний (Howard, La Bont, 1980) стимулировало дальнейшееизучение дифференциального вращения Солнца. Были обнаружены зоныбыстрого и медленного вращения, дрейфующие с высоких широт к экватору.Помимо дифференциального вращения существует второй тип глобальногоосесимметричного течения в конвективной зоне - меридиональнаяциркуляция. Также как и дифференциальное вращение, потокмеридиональной циркуляции зависит от фазы 11-летнего цикла активности.Вместе с тем сегодня растет понимание того, что активные области являютсяповерхностными трассерами в противоположность крупномасштабнымфоновым магнитным полям, которые простираются глубоко внутрьконвективной зоны. Поэтому привлечение данных о топологиикрупномасштабных магнитных полей дает возможность установления новыхзакономерностей вращения и выявление связи между вращением и уровнемактивности.Для анализа активности на различных широтах можно использоватьразличные виды наблюдений в оптическом, рентгеновском ирадиодиапазонах. Одними из самых длительных рядов наблюдений являютсянаблюдения в линии CallK. Такие наблюдения ведутся с начала прошлоговека. Современные методы оцифровки и анализа изображений могут датьвозможность исследования формирования кальциевого индекса активностикак на низких, так и на высоких широтах.При выполнении работы были разработаны методы анализасиноптических На карт, включюш;ие разложение по сферическимгармоникам, поиск скорости вращения на различных широтах, методыобработки изображений Солнца, включающие автоматическое выделениеобластей проявления солнечной активности, вычисление их координат,площади и других параметров.Основные цели работы. Диссертационная работа имеет комплексныйхарактер и включает исследование параметров солнечного цикла подолговременным рядам наблюдательным данных, дающих возможностьанализа активности на различных широтах. В работе ставились следующиеконкретные задачи:1. Изучение роли крупномасштабных магнитных полей в солнечном цикле, атакже исследование их эволюции на масштабе времени более 100 лет.2. Поиск новых индексов активности, характеризующих крупномасштабныемагнитные поля и высокоширотную активность.3. Исследование вариаций вращения солнечной атмосферы на протяженииболее 100 лет.4. Изучение долговременных вариаций высокоширотной активности.5. Анализ широтных дрейфов волн активности и связи высокоширотнойактивности с активностью солнечных пятен.6. Исследование свойств крутильных колебаний солнечной атмосферы надлительном интервале времени.