Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://www.wdcb.ru/stp/cyc23.html
Дата изменения: Mon Jan 18 16:34:56 2010 Дата индексирования: Mon Oct 1 19:32:13 2012 Кодировка: Поисковые слова: п п п п п п п п п |
ТЕКУЩИЙ
XXIII ЦИКЛ
СОЛНЕЧНОЙ
АКТИВНОСТИ:
РАЗВИТИЕ
И ОСНОВНЫЕ
СВОЙСТВА
Текущий
XXIII цикл
солнечной
активности
(СА) после 111
месяцев
своего
развития
стремительно
приближается
к фазе
минимума.
Основные
характеристики
текущего
цикла
практически
полностью соответствуют
характеристикам
солнечных циклов
средней
величины, а
некоторые
его особенности
могут
свидетельствовать
о смене
режима
генерации
магнитных
полей в конвективной
зоне Солнца.
В этом случае
Солнце
вступает в
период
средних и
малых циклов
СА по числу
Вольфа,
который
может
продлиться
от 50 до 100 лет.
Это может
привести к
еще большему
загрязнению
околоземного
космического
пространства
из-за
неблагоприятного
режима очистки
низких орбит
от
космического
мусора,
значительному
росту
радиационного
фона в ближнем
космосе
(ослабление
межпланетных
магнитных
полей даст
увеличение
концентрации
галактических
космических
лучей в гелиосфере)
и другим,
возможно,
неблагоприятным
последствиям.
Основные
этапы развития
текущего 23
цикла
солнечной
активности следующие:
–
минимум 22
солнечного
цикла – май 1996 (W* =
8.0);
–
начало фазы
роста -
сентябрь
–
максимум
относительного
числа
солнечных
пятен -
апрель
–
глобальная
переполюсовка
общего магнитного
поля Солнца -
июль -
декабрь
–
вторичный
максимум
относительного
числа
солнечных
пятен -
ноябрь
–
максимум
потока
радиоизлучения
на волне
–
фаза
максимума
цикла –
октябрь 1999 –
июнь
–
начало фазы
спада - -июль
–
фаза
минимума
началась с
мая
–
вероятная
точка
минимума
текущего
цикла СА –
ноябрь –
декабрь
Почти
десять лет
развития
текущего
цикла (СА)
раскрыли его
характеристики
и большинство
особенностей
его эволюции.
Текущий цикл
– второй
компонент
физического
22-летнего
солнечного
цикла. Самой
большой неожиданностью
стало то, что,
вопреки
правилу Гневышева-Оля,
ведомый
нечетный
цикл впервые
за всю
реальную (с
Рис.
1. Ход
развития
текущего 23
цикла СА
совместно с
другими
циклами
средней
величины в
сглаженных
среднемесячных
относительных
числах пятен.
По оси
ординат –
месяцы после
начала цикла.
Точки
минимумов
всех циклов сведены
в начало
координат.
(Ishkov, 2003). Он вошел в семейство солнечных циклов средней величины и, как видно из рисунка, развитие текущего цикла полностью укладывается в схему хода эволюции ему подобных по темпу развития и высоте более ранних солнечных циклов, для которых (80< W* ≤ 130). Среди достоверных солнечных циклов кроме текущего 23 таких набирается 5. Это солнечные циклы с номерами 10 (W*макс=97.9), 13 (W*макс=87.9), 15 (W*макс=105.4), 17 (W*макс=119.2), 20 (W*макс=110,6) Нужно отметить, что среди циклов средней величины только два являются четными, а четыре нечетными..
Рассмотрим основные характеристики текущего цикла СА после 111 месяцев его развития:
– формальное начало текущего 23 цикла СА май 1996 года, и начальное значение сглаженного числа Вольфа W*мин= 8.0;
– первая
группа
текущего
цикла
появилась непосредственно
в точке
минимума (май
– начало
фазы роста –
сентябрь
–
максимум
цикла в
относительных
числах солнечных
пятен
наступил в
апреле
– время
осуществления
переполюсовки
(окончательная
смена знака
солнечных
структур на
широтах N,S70)
общего
магнитного
поля Солнца –
июль –
декабрь
– второй
максимум
цикла в
относительных
числах
солнечных
пятен
отмечен в
ноябре
– до фазы
спада
наблюдалось
значительное
отставание
по общему
количеству
АО текущего
цикла, однако
последние 3
года
выровняли
эту ситуацию:
к
– сами группы пятен меньше по размерам, менее сложные, с более медленным темпом развития и большим временем жизни. Это характерные признаки стабильных (не вспышечных) АО, которые могут указывать на более слабую циркуляцию в солнечной конвективной зоне в текущем цикле по сравнению с несколькими предыдущими (18-22). Количество высокоширотных (φ ≥ 30˚) групп пятен близко к «нормальному», наблюдаемому в достоверных циклах и значительно уступает циклам 22 и 19;
– несмотря на выравнивание общего количества АО, сохраняется значительное отставание текущего цикла от циклов 19 – 22 по количеству оптических вспышек и больших рентгеновских всплесков;
–
затянувшаяся
высокая
вспышечная
активность
на фазе спада
цикла:
последняя
вспышечно-активная
область с
большим
вспышечным
потенциалом
появилась во
второй декаде
января
– значимое превышение общего числа протонных событий, по сравнению с тремя предыдущими циклами, однако число возрастаний счета нейтронных мониторов, сопутствующих вспышечным событиям с протонами Е>1 ГэВ, остается на уровне 20 цикла (средней величины);
– резкое
снижение
флюэнсов
(суммарных
суточных
потоков)
энергичных
электронов (Е
> 2 МэВ): до
начала фазы
спада (июль
– снижение вспышечной активности привело к значительному росту количества дней со спокойными геомагнитными условиями. В тоже время количество очень больших магнитных бурь (Ар > 100) остается на уровне высоких солнечных циклов.
Как видно
из Рис.3, ветвь
спада
текущего цикла
хорошо
соответствует
ветви спада
предыдущего
нечетного
цикла. Это
дает
возможность
предположить,
что точка
минимума
текущего 23
цикла СА
будет достигнута
до конца
Первые
значительные
вспышечные
события текущего
цикла СА
связаны с
группой
пятен AR8100 (S21L352; X29.4+M5+C23, XRI=12.26)) в
начале
ноября
Наиболее
интересные
вспышечные
события фазы
роста
осуществились
в конце
апреля – начале
мая
Следующий
значимый
всплеск
вспышечной
активности в
первой
декаде июня
В конце марта – начале апреля 2001 года отмечен самый мощный период вспышечный период фазы максимума текущего цикла связанный с прохождением по видимому диску Солнца двух групп солнечных пятен, разнесенных по гелиодолготе на 200˚: AR 9393 (N20 L152, Sp=2440, м.д.п; X4>17.5+M24+C28; XRI=>25.74 (28.24) и AR9415 (S22 L359; X514.4+M7+C15; XRI=28.73). Первая вспышка в этой серии произошла 29.03 и явилась источником очень большой магнитной бури 31 марта. Наибольшей концентрации вспышечная активность достигла 2 – 3 апреля, когда за 17 часов в этих активных областях произошло 4 вспышки рентгеновского балла Х, причем в одной (2.04/2132 UT) из них поток мягкого рентгеновского излучения в диапазоне 1 – 8 Å превысил порог насыщения детектора мягкого рентгена на спутнике GOES (Х>17.5), а время запирания детектора (τ) достигло 5 мин. Оценочный балл этой вспышки Х22, что вывело ее на второе место в текущем цикле СА. В целом, за период с 25.03 по 10.04 в ОКП отмечен приход 6 межпланетных ударных волн, зарегистрировано 5 магнитных бурь и 7 солнечных протонных событий.
31 июля
После
этих событий,
ярких
периодов
высокой
активности
Солнца не
было до
второй декады
июля
Следующий
период
повышенной
вспышечной активности
с появлением
14.03.2003 г. в
центральной
зоне южного
полушария
быстроразвивающейся
группы пятен AR10314 (S15L061; X21.5+M6+C23; XRI=4.23). За 42
часа 17 – 19.03 в ней
осуществились
все вспышки
большого и
среднего
балла. Конец
мая
Наибольшей концентрации вспышечная активность в текущем цикле достигла в период 19.10 – 05.11.2003 г., когда видимый диск Солнца проходили сразу три больших и вспышечно-активных групп солнечных пятен: одна в южном полушарии, самая большая по площади группа пятен в текущем цикле СА и две – в северном (Veselovsky et al., 2004). Период начался с появления из-за восточного лимба (17.10) группы пятен AR10484 (N03 L354; X21.2+М6+C28; XRI=5.73), которая уже19.10 выдала вспышку балла Х1.1. После всплытия нового мощного магнитного потока 26.10, значительно увеличившего площадь группы пятен, в ней осуществились еще две большие вспышки (Х1.2/2N и М7.6/2N), после чего 29.10 она в полном развитии ушла за западный лимб Солнца. После выхода (21.10) на видимый диск Солнца группы пятен AR10486 (S17 L283; X7>17.5+M16+C16; XRI=>62.56), которая развилась в большую группу пятен на невидимой стороне Солнца. 23.10 в ней произошли вспышки балла Х5.4/1В и Х1.1/1N, а 24.10 – вспышка балла М7.6/1N. 24-25.10 в этой АО произошло новое всплытие мощного магнитного потока, почти в 2 раза увеличившего площадь группы пятен и породившего вспышки балла Х1.2/3В (26.10), М5.0/1F и М6.7/1F (27.10). Всплытие следующего нового магнитного потока (27 – 28.10), увеличило площадь группы пятен до рекордного для текущего цикла значения – Sp=2610 м.д.п. позволило 28.10 осуществиться третьей по мощности вспышке текущего цикла балла Х17.3/4В. Возмущения от предыдущих вспышек вызвали в околоземном космическом пространстве малую магнитную бурю 28.10, которая с приходом возмущения от последней вспышки выросла до очень большой (29 – 31.10) – самой мощной магнитной бури текущего солнечного цикла. Полярные сияния, сопровождавшие эту магнитную бурю, наблюдались в Южной Калифорнии и на юге Греции. От этой же вспышки в ОКП пришли высокоэнергичные солнечные протоны и вызвали в нем протонное событие очень большой интенсивности (29500 ч·с-1·см-2·стер). Следующий период вспышечного энерговыделения в данной АО начался 02.11 вспышкой балла Х8.3/2В и продолжился 4.11 самой интенсивной по потоку мягкого рентгеновского излучения в текущем цикле вспышкой балла Х>17.5/3В (τ=11 мин.). Эта вспышка произошла вблизи западного лимба Солнца и существенного влияния на геомагнитную обстановку не произвела, однако большие солнечные протонные события с максимумами 2 и 4.10 соответственно, в ОКП осуществились. Третья группа пятен AR10488 (N08 L291; X33.9+C48; XRI=8.57). образовалась 27.10 в центральной области северного полушария Солнца, и, несмотря на быстрое развитие, до 3 октября выдавала лишь вспышки среднего балла, а 3.11 в ней осуществились вспышки балла Х2.7 и Х3.9. На втором обороте только в первой из этих трех групп пятен AR10501 (N03 L002; M119.6+С20; XRI=4.03)произошли значимые геоэффективные вспышечные события. Возмущение от сложного вспышечного события 18.11, когда за время осуществления вспышки оптического балла 2N было зарегистрировано 2 рентгеновских всплеска баллов М3.2 и М3.9, вызвал в ОКП очень большую и интенсивную магнитную бурю, лишь немногим уступающую по величине октябрьской.
Следующий
значимый
всплеск
вспышечной активности
связан с
группой
пятен AR10649 (S10L044; X63.6+M10+C6; XRI=14.57),
которая 11.07.2004 г.
вышла на
видимый диск
Солнца. Все
вспышки
большого и
среднего балла
произошли в
период с 13 по 18.07,
однако
существенного
влияния на
состояние
ОКП не оказали,
вызвав лишь
внезапные
ионосферные
возмущения
на дневной
стороне
Земли и одну
малую
магнитную
бурю 17 июля.
Еще в конце первой
декады июля
В
первую
минуту 2005 года
в группе
пятен AR10715 (N05L339; X11.7+M4+C13; XRI=2.69);
произошла
вспышка
балла Х1.7/2В,
сопровождавшаяся
выбросом солнечного
вещества,
который
через 35 часов достиг
окрестностей
Земли, вызвав
малую магнитную
бурю. 10 января
на видимом
диске Солнца
в северном
полушарии
вблизи
восточного
лимба
зародилась
новая группа
пятен AR10720 (N09L177; X57.1+M19+C65; XRI=21.5),
которая с 12.01
начала
бурное
развитие и в
период 14 – 15.01 за 17
часов АО (Х2+М9)
вспышек,
среди
которых 4
больших.
Второй вспышечный
период занял
9 часов 16-17.01 (Х1+М3
– 1 большая), и
третий
период
длился 39
часов 18-20.01 (Х2+М4
– 3 больших),
завершившись
самой мощной
после 4.11.2003 г.
вспышкой
балла Х7.1/3В,
поток
заряженных
частиц с
энергиями
больше 100 МэВ
от которой
был самым
большим с октября
С
1.07.2005 г. по
видимому
диску Солнца
проходила активная
область AR10786 (N13L056, X11.2+M149.1+C41, XRI=4.640).
Геоэффективные
вспышки в
этой
активной области
произошли,
когда группа
пятен была в
центре
солнечного
диска. Две
вспышки
рентгеновского
балла М4.5 7.07 и М2.8 9
июля
сопровождались
выбросами
коронального
вещества
типа «гало».
Выбросы
коронального
вещества
такого типа
от вспышек на
видимом
диске Солнца
указывают на
то, что
возмущение
от данных вспышек
с большой
вероятностью
попадает в околоземное
космическое
пространство,
вызывая
магнитные
бури.
Умеренные
магнитные
бури
осуществились
13 – 14 и 16 – 17 июля.
При подходе к
западному
лимбу Солнца
12 – 14 июля за 52
часа в группе
пятен
осуществилось
11 вспышек
рентгеновского
балла М и
одна – рентгеновского
балла Х, из
которых три
было больших
(М5.0 13.07, М9.1 и Х1.2 14.07).
Следствием
больших вспышек
стало
солнечное
протонное
событие, длившееся
до начала суток
17 июля. По
косвенным
данным
значимые вспышки
продолжались
в этой
активной
области до 17
июля, когда
было
зарегистрировано
последнее в
этой
вспышечной
серии
солнечное
протонное
событие
малой
интенсивности.
Это понятно,
т.к. к этому
времени
группа пятен
уже 3 суток
была на
невидимой
половине
Солнца. С 27
июля за сутки
до выхода на
видимый диск
Солнца
началась
вспышечная
активность группы
пятен AR10792 (N12L057,
Х11.3+М2+С11, XRI=1.51),
следующий
оборот
предыдущей
активной области.
Основная
доля вспышек
осуществилась
в период 30.09 – 1.09,
когда за 55
часов в активной
области
произошли
большая вспышка
балла Х1.3/2В (30.09) и
две вспышки
среднего
балла.
Следующий
импульс
вспышечной
активности
зарегистрирован
на Солнце уже
в начале третьей
декады, когда
образовавшаяся
на видимом
диске Солнца
14.08 группа
пятен AR10798 (S05L216),
уже пройдя
центр диска
внезапно
активизировалась.
19 августа в
ней началось
всплытие
быстрого,
значимой
величины
нового магнитного
потока. За
одни сутки
площадь
группы пятен
выросла больше
чем в три
раза и
достигла
величины
Последним
периодом
экстремальной
вспышечной
активности
стал
сентябрь
Пятнообразовательная
активность
Солнца в
ноябре
В
период с 1 по 6
декабря
пятнообразовательная
деятельность
Солнца была
на среднем уровне.
На видимом
диске
одновременно
наблюдалось 4
– 5 групп
солнечных
пятен, среди
которых
больших не
было. Однако
в
появившейся на
видимом диске
Солнца 28.11
активная
область AR10826, S02L249, Sp=490
м.д.п., n=32, FKC,
δ на 2.12.2005) с 30.11 на 1.12
резко
активизировалась,
увеличив
свою площадь
в 7 раз. 2
декабря за 10
часов в ней
осуществилось
3 вспышки
балла М, из
которых 2
были
большими. Всего
же в данной
активной
области
осуществилось
5 вспышек
балла М.
Значимых
возмущений
околоземного
пространства
эти вспышки не
произвели.
В
текущем 23
солнечном
цикле на
117месяцев развития
можно было
наблюдать 120
больших
солнечных
вспышек,
среди
которых 16
вспышек с
баллом Х>5, 6
вспышки с
баллом Х≥10 из
них 4
суперсобытия
c
рентгеновским
баллом X>17.0. В
таблице 3
приведены
основные
характеристики
больших
вспышек с
баллом ≥ X3.0.
Наиболее
мощные
солнечные
вспышки по
интенсивности
потока
излучения в
диапазоне (1 – 12.5
кэВ) с
рентгеновским
баллом Х≥3.0
Место |
Г/M/Д |
Балл |
τ |
Координаты |
АО |
1 |
2003/11/04 |
X>17.5 γ |
11m (X28) |
S19W83L286 |
10486 |
2 |
2001/04/02 |
X>17.5 |
5m? (X22+) |
N19W90L152 |
9393 |
3 |
2003/10/28 |
X17.2 γ |
|
S16E08L286 |
10486 |
4 |
2005/09/07 |
X17.1 γ |
|
S12E89L229 |
10808 |
5 |
2001/04/15 |
X14.4 |
|
S20W85L001 |
9415 |
6 |
2003/10/29 |
X10.0 γ |
|
S15W02L286 |
10486 |
7 |
1997/11/6 |
X9.4 γ GLE |
|
S18W63L352 |
8100 |
8 |
2003/11/02 |
X8.3 γ |
|
S14W56L286 |
10486 |
9 |
2005/01/20 |
X7.1 γ GLE |
|
N15W56L177 |
10720 |
10 |
2001/12/12 |
X6.3γ |
|
S09E16L020 |
9727 |
11 |
2005/09/09 |
X6.2γ |
|
S10E66L229 |
10808 |
12 |
2000/07/14 |
X5.7 γ |
|
N22W07L320 |
9077 |
13 |
2001/04/05 |
X5.6 γ |
|
S21E31L001 |
9415 |
14 |
2003/10/23 |
X5.4 |
|
S21E88L286 |
10486 |
15 |
2005/09/09 |
X5.3γ |
|
S11E74L229 |
10808 |
16 |
2001/08/25 |
X5.3 γ |
|
S17E34L296 |
9591 |
17 |
1998/08/18 |
X4.9 γ |
|
N33E87L034 |
8307 |
18 |
2002/07/23 |
X4.8 γ |
|
S13E72L204 |
10039 |
19 |
2000/11/26 |
X4.0 |
|
N18W38L352 |
9236 |
20 |
1998/08/19 |
X3.9 γ |
|
N32E75L035 |
8307 |
21 |
2003/11/03 |
X3.9 γ |
|
N08W77L291 |
10488 |
22 |
2005/01/17 |
X3.8 γ |
|
N15W25L177 |
10720 |
23 |
1998/11/22 |
X3.7 γ |
|
S27W82L029 |
8384 |
24 |
2003/05/28 |
X3.6 γ |
|
S07W20L182 |
10365 |
25 |
2004/07/16 |
X3.6 |
|
S11E35L044 |
10649 |
26 |
2001/12/28 |
X3.4 γ GLE |
|
SEL018 |
9767? |
27 |
1998/11/28 |
X3.3 γ |
|
N17E32L182 |
8395 |
28 |
2002/07/20 |
X3.3γ |
|
S13E90L204 |
10039 |
29 |
2002/08/24 |
X3.1γ |
|
S02W81L298 |
10069 |
30 |
2002/07/15 |
X3.0γ |
|
N19W01L012 |
10030 |
τ – время насыщения детекторов мягкого рентгеновского излучения КА GOES – 9, 10 с порогом Х>17.5 во время максимума солнечных экстремальных вспышек.
Области
локализации
активных
областей – генераторов
больших
вспышек в
текущем цикле
достаточно
четко
разделились
во времени на
два
интервала,
граница
между которыми
проходит по
июню 2003 года. В
первом
интервале
такие
активные
области
появлялись в
основном в
южном
полушарии (12/4),
примерно
равно в
полосах
долгот L (182º –
204º)3, (235º – 298º)4, (331º
–027º)4. Во
втором – в
основном в
северном (11/3), в
тех же долготных
полосах с
явным
преобладанием
последней (4, 3, 8).
В долготной
полосе L (061 – 133) в
обоих
временных
интервалах
появились по
2 вспышечно –
активные
области. По
количеству
периодов
вспышечного
энерговыделения
активные
области
времени
полета НИС
КОРОНАС-Ф
разделились
следующим
образом: в
двух АО
наблюдалось
по три
периода
осуществления
больших
вспышек, в 11 –
по два и в 13
случаях реализация
больших
вспышек
происходила
в одном
временном
интервале.
Величина
интервала
занимала от 5
до 85 часов.
Почти четыре
пятых
вспышечных
событий
осуществились
в интервалах
длительностью
от 14 до 59 часов.
Начальный
период
развития
текущего
цикла, как и
предыдущего XXII,
показал, что
его высоту
возможно
спрогнозировать
уже после 18 – 24
месяцев
после его начала,
когда кривая
развития
цикла
определенно
попадает в одно
из семейств:
высоких,
средних или
низких солнечных
циклов.
Среднесрочный
прогноз солнечных
активных
явлений
начавшегося цикла
возможен
только на
основе общих
свойств и
статистических
характеристик
семейств
солнечных
циклов и
носит
описательный
характер
Из
сказанного
выше следует,
что текущий
цикл
развивается
по сценарию
типичному
для нормальных
циклов СА. По
этому
сценарию наиболее
мощные
вспышечные
события
происходят
на фазе роста
и, особенно,
на фазе спада
цикла.
Некоторые
особенности
развития текущего
23 цикла
солнечной
активности и
картина развития
типичных для
данного
цикла АО
могут свидетельствовать
о смене
режима
генерации
магнитных
полей в
конвективной
зоне Солнца.
В этом случае
возможно
Солнце вступает
в период
средних и
малых циклов
СА, который может
продлиться
примерно 5 – 6
солнечных циклов
(50 – 70 лет).
Следствием
уменьшения
количества
АО будет рост
количества
корональных
дыр, а значит
и
рекуррентных
высокоскоростных
потоков
солнечного
ветра,
которые вызовут
в ОКП
относительный
рост числа
рекуррентных
малых
геомагнитных
возмущений. А
значительное
снижение
числа
вспышечных
событий
приведет к
уменьшению
количества
обычно более
сильных
спорадических
геомагнитных
возмущений и
росту
периодов спокойных
геомагнитных
условий.
Ослабление
режима
выноса солнечных
магнитных
полей
приведет к
уменьшению
зоны
модуляции
галактических
космических
лучей в
межпланетном
пространстве
и
значительному
росту их
интенсивности
в ОКП и,
соответственно,
к росту
радиационного
фона на всем
протяжении
солнечного
цикла, а не только
в эпоху
минимума.
Спорадический
нагрев
земной
атмосферы
значимо
уменьшится,
что приведет
к еще
большему
загрязнению ОКП
(неблагоприятный
режим
очистки
низких орбит
от
космического
мусора),
другим, возможно,
неблагоприятным
последствиям.
1.
Солнечная и
солнечно-земная
физика, иллюстрированный
словарь
терминов //
под ред. Бруцека
А., Дюрана Ш.,
Фельдштейна
Я.И., Обридко
В.Н., изд. МИР, Москва, 1980, С. 73.
2. Ishkov V.N. The current 23 cycle of solar activity: its evolution and
principal features // Proceedings of ISCS ‘Solar Variability as an input
to the Earth’s Environment’ (ESA SP-535, Sept. 2003). P. 103
– 104.
3. Harvey K.L., Recely F., Hirman J., Cohen N. // Solar-Terrestrial
Prediction. V.5. P. 77 – 84.
4. Kuznetsov, S.A., Kudela, K., Myagkova I.N., Yushkov B. Yu. X-ray and
gamma-emission solar flare catalogue obtained by SONG on board CORONAS-F
satellite // Proceedings of ISCS ‘Solar Variability as an input to the
Earth’s Environment’ (ESA SP-535, Sept. 2003). P. 683 – 686.
Veselovsky, I.S., Panasyuk, M.I., Avdyushin, S.I. et al. Solar and heliospheric phenomena in October – November 2003:
causes and effects // Cos. Re. 2004. V.42. P. 435.
©