stringtranslate.com

Солнечный цикл

Линейный график, показывающий историческое количество солнечных пятен, минимумы Маундера и Дальтона, а также современный максимум
400-летняя история солнечных пятен, включая минимум Маундера
«Прогноз для солнечного цикла 24 дал сглаженный максимум числа солнечных пятен около 69 в конце лета 2013 года. Сглаженное число солнечных пятен достигло 68,9 в августе 2013 года, так что официальный максимум был по крайней мере таким же высоким. Сглаженное число солнечных пятен снова выросло к этому второму пику за последние пять месяцев 2016 года и превзошло уровень первого пика (66,9 в феврале 2012 года). Многие циклы имеют два пика, но это первый, в котором второй пик числа солнечных пятен был больше первого. Это было более пяти лет в цикле 24. Предсказанный и наблюдаемый размер сделал этот цикл солнечных пятен самым маленьким со времен цикла 14, который имел максимум 64,2 в феврале 1906 года». [1]

Солнечный цикл , также известный как цикл солнечной магнитной активности , цикл солнечных пятен или цикл Швабе , представляет собой почти периодическое 11-летнее изменение активности Солнца , измеряемое с точки зрения изменений числа наблюдаемых солнечных пятен на поверхности Солнца . В течение периода солнечного цикла уровни солнечной радиации и выброса солнечного материала, количество и размер солнечных пятен , солнечных вспышек и корональных петель демонстрируют синхронизированные колебания от периода минимальной активности к периоду максимальной активности и обратно к периоду минимальной активности.

Магнитное поле Солнца переворачивается во время каждого солнечного цикла, причем переворот происходит, когда солнечный цикл близок к своему максимуму. После двух солнечных циклов магнитное поле Солнца возвращается в исходное состояние, завершая то, что известно как цикл Хейла .

Этот цикл наблюдался на протяжении столетий по изменениям внешнего вида Солнца и по земным явлениям, таким как полярное сияние, но не был четко идентифицирован до 1843 года. Солнечная активность, обусловленная как солнечным циклом, так и переходными апериодическими процессами, управляет средой межпланетного пространства , создавая космическую погоду и влияя на космические и наземные технологии, а также на атмосферу Земли, а также, возможно, на колебания климата в масштабах столетий и дольше.

Понимание и прогнозирование солнечного цикла остается одной из важнейших задач астрофизики, имеющей важные последствия для космической науки и понимания магнитогидродинамических явлений в других частях Вселенной.

Текущий научный консенсус относительно изменения климата заключается в том, что солнечные колебания играют лишь незначительную роль в изменении глобального климата [2] , поскольку измеренная величина недавних солнечных колебаний намного меньше воздействия парниковых газов. [3]

Эволюция магнетизма на Солнце

Определение

Солнечные циклы имеют среднюю продолжительность около 11 лет. Солнечный максимум и солнечный минимум относятся к периодам максимального и минимального количества солнечных пятен. Циклы охватывают период от одного минимума до следующего.

История наблюдений

Идея циклического солнечного цикла была впервые выдвинута Кристианом Хорребоу на основе его регулярных наблюдений солнечных пятен, проведенных между 1761 и 1776 годами в обсерватории Рундетаарн в Копенгагене , Дания . В 1775 году Хорребоу отметил, что «кажется, что после определенного количества лет появление Солнца повторяется в отношении количества и размера пятен». [4] Однако солнечный цикл не был четко определен до 1843 года, когда Самуэль Генрих Швабе заметил периодическое изменение среднего числа солнечных пятен после 17 лет солнечных наблюдений. [5] Швабе продолжал наблюдать цикл солнечных пятен еще 23 года, до 1867 года. В 1852 году Рудольф Вольф обозначил первый пронумерованный солнечный цикл, начавшийся в феврале 1755 года, на основе наблюдений Швабе и других. [6] Вольф также создал стандартный индекс количества солнечных пятен, число Вольфа , которое используется и по сей день.

Между 1645 и 1715 годами наблюдалось и регистрировалось очень мало солнечных пятен. Впервые это заметил Густав Шпёрер , а позже это явление было названо минимумом Маундера в честь супругов Энни С. Д. Маундер и Эдварда Уолтера Маундера, которые подробно исследовали этот своеобразный интервал. [7]

Во второй половине девятнадцатого века Ричард Каррингтон и Шпёрер независимо друг от друга отметили явление появления солнечных пятен на разных гелиографических широтах в разные части цикла. (См. закон Шпёрера .) Альфред Харрисон Джой позже описал, как величина, на которую солнечные пятна «наклоняются» — когда ведущее пятно(а) находится ближе к экватору, чем отстающее пятно(а), — растёт с широтой этих регионов. (См. закон Джоя .)

Физическая основа цикла была объяснена Джорджем Эллери Хейлом и его коллегами, которые в 1908 году показали, что солнечные пятна сильно намагничены (первое обнаружение магнитных полей за пределами Земли). В 1919 году они определили ряд закономерностей, которые в совокупности стали известны как закон Хейла :

Наблюдения Хейла показали, что полный магнитный цикл, который позже будет называться циклом Хейла, охватывает два солнечных цикла, или 22 года, прежде чем вернуться к своему исходному состоянию (включая полярность). Поскольку почти все проявления нечувствительны к полярности, 11-летний солнечный цикл остается в центре внимания исследований; однако две половины цикла Хейла, как правило, не идентичны: 11-летние циклы обычно чередуются между более высокими и более низкими суммами чисел солнечных пятен Вольфа ( правило Гневышева-Оля ). [8]

В 1961 году команда отца и сына Гарольда и Хораса Бабкока установила, что солнечный цикл — это пространственно-временной магнитный процесс, разворачивающийся над Солнцем в целом. Они наблюдали, что солнечная поверхность намагничена вне солнечных пятен, что это (более слабое) магнитное поле является диполем первого порядка , и что этот диполь претерпевает смену полярности с тем же периодом, что и цикл солнечных пятен. Модель Бабкока Хораса описывала колебательное магнитное поле Солнца как имеющее квазиустойчивую периодичность в 22 года. [5] [9] Она охватывала колебательный обмен энергией между тороидальными и полоидальными компонентами солнечного магнитного поля.

История цикла

Реконструкция солнечной активности за 11 400 лет

Число солнечных пятен за последние 11 400 лет было реконструировано с использованием соотношений изотопов углерода-14 и бериллия-10 . [10] Уровень солнечной активности, начавшийся в 1940-х годах, является исключительным — последний период аналогичной величины произошел около 9 000 лет назад (во время теплого бореального периода ). [11] [12] [13] Солнце находилось на аналогично высоком уровне магнитной активности всего лишь ~10% из последних 11 400 лет. Почти все более ранние периоды высокой активности были короче нынешнего эпизода. [12] Ископаемые записи показывают, что солнечный цикл был стабильным по крайней мере последние 700 миллионов лет. Например, длина цикла в раннем пермском периоде оценивается в 10,62 года [14] и аналогично в неопротерозое . [15] [16]

События солнечной активности, зафиксированные радиоуглеродным методом. Текущий период справа. Значения с 1900 года не показаны.

До 2009 года считалось, что 28 циклов охватывали 309 лет между 1699 и 2008 годами, что давало среднюю продолжительность 11,04 года, но затем исследования показали, что самый длинный из них (1784–1799) на самом деле мог быть двумя циклами. [18] [19] Если это так, то средняя продолжительность будет всего около 10,7 лет. С начала наблюдений наблюдались циклы длиной от 9 лет до 14 лет, и если цикл 1784–1799 годов двойной, то один из двух компонентных циклов должен был быть короче 8 лет. Также происходят значительные изменения амплитуды.

Существует несколько списков предполагаемых исторических «великих минимумов» солнечной активности. [11] [20]

Последние циклы

Цикл 25

Солнечный цикл 25 начался в декабре 2019 года. [21] Было сделано несколько прогнозов для солнечного цикла 25 [22] на основе разных методов, от очень слабых до сильных величин. Физический прогноз, основанный на данных солнечного динамо и моделях переноса потока на поверхности Солнца, по-видимому, правильно предсказал силу солнечного полярного поля в текущих минимумах и прогнозирует слабый, но не незначительный солнечный цикл 25, аналогичный или немного более сильный, чем цикл 24. [23] Примечательно, что они исключают возможность того, что Солнце в течение следующего десятилетия впадет в состояние, подобное минимуму Маундера (неактивное). Предварительный консенсус Группы по прогнозированию солнечного цикла 25 был достигнут в начале 2019 года. [24] Группа, которая была организована Центром прогнозирования космической погоды NOAA (SWPC) и NASA , на основе опубликованных прогнозов солнечного цикла 25 пришла к выводу, что солнечный цикл 25 будет очень похож на солнечный цикл 24. Они ожидают, что минимум солнечного цикла перед циклом 25 будет продолжительным и глубоким, как и минимум, предшествовавший циклу 24. Они ожидают, что солнечный максимум произойдет между 2023 и 2026 годами с диапазоном солнечных пятен от 95 до 130, приведенным в терминах пересмотренного числа солнечных пятен.

Цикл 24

Солнечный цикл 24 начался 4 января 2008 года [25] с минимальной активностью до начала 2010 года. [26] [27] Цикл характеризовался «двухпиковым» солнечным максимумом . Первый пик достиг 99 в 2011 году, а второй — в начале 2014 года на отметке 101. [28] Цикл 24 закончился в декабре 2019 года после 11,0 лет. [21]

Цикл 23

Солнечный цикл 23 продолжался 11,6 лет, начавшись в мае 1996 года и закончившись в январе 2008 года. Максимальное сглаженное число солнечных пятен (ежемесячное число солнечных пятен, усредненное за двенадцатимесячный период), наблюдавшееся в течение солнечного цикла, составило 120,8 (март 2000 года), а минимальное — 1,7. [29] В течение этого цикла в общей сложности 805 дней не было пятен на солнце. [30] [31] [32]

Феномены

Поскольку солнечный цикл отражает магнитную активность, за солнечным циклом следуют различные магнитно-обусловленные солнечные явления, включая солнечные пятна, факелы/флоккуляции, сети и выбросы корональной массы.

Солнечные пятна

Рисунок солнечного пятна в «Хрониках» Джона Вустера , около 1100 г. [33]

Видимая поверхность Солнца, фотосфера, излучает более активно, когда солнечных пятен больше. Спутниковый мониторинг солнечной светимости выявил прямую связь между солнечным циклом и светимостью с амплитудой от пика до пика около 0,1%. [34] Светимость уменьшается на целых 0,3% в 10-дневной шкале времени, когда большие группы солнечных пятен вращаются по всей видимости Земли, и увеличивается на целых 0,05% в течение до 6 месяцев из-за факелов , связанных с большими группами солнечных пятен. [35]

Наиболее полную информацию сегодня можно получить с SOHO (совместный проект Европейского космического агентства и NASA ), например , с помощью магнитограммы MDI, на которой можно увидеть магнитное поле «поверхности» Солнца .

С началом каждого цикла солнечные пятна появляются на средних широтах, а затем перемещаются все ближе и ближе к экватору, пока не будет достигнут солнечный минимум. Эту картину лучше всего визуализировать в виде так называемой диаграммы бабочки. Изображения Солнца делятся на широтные полосы, и рассчитывается среднемесячная дробная поверхность солнечных пятен. Это отображается вертикально в виде цветной полосы, и процесс повторяется месяц за месяцем, чтобы создать эту диаграмму временного ряда.

Эта версия диаграммы бабочки солнечных пятен была создана солнечной группой в NASA Marshall Space Flight Center. Новейшую версию можно найти на [http://solarcyclescience.com/solarcycle.html solarcyclescience.com

В то время как изменения магнитного поля концентрируются в солнечных пятнах, все Солнце претерпевает аналогичные изменения, хотя и меньшей величины.

Диаграмма зависимости радиальной составляющей солнечного магнитного поля от времени и широты, усредненная по последовательному вращению Солнца. Сигнатура солнечных пятен в виде «бабочки» отчетливо видна на низких широтах. Диаграмма построена солнечной группой в Центре космических полетов имени Маршалла НАСА. Новейшую версию можно найти на [http://solarcyclescience.com/solarcycle.html solarcyclescience.com

Факелы и пляжи

Эволюция площади солнечного плазменного слоя с течением времени

Факелы — это яркие магнитные образования на фотосфере. Они простираются в хромосферу, где их называют флоккулами. Эволюция областей флоккул обычно отслеживается по солнечным наблюдениям в линии Ca II K (393,37 нм). [36] Количество факелов и областей флоккулов меняется в зависимости от солнечного цикла, и они более многочисленны, чем солнечные пятна, примерно на порядок величины. [37] Они демонстрируют нелинейную связь с солнечными пятнами. [38] Области флоккул также связаны с сильными магнитными полями на поверхности Солнца. [39] [40]

Солнечные вспышки и выбросы корональной массы

Солнечное магнитное поле структурирует корону, придавая ей характерную форму, видимую во время солнечных затмений. Сложные структуры коронального магнитного поля развиваются в ответ на движения жидкости на поверхности Солнца и возникновение магнитного потока , создаваемого действием динамо в недрах Солнца. По причинам, которые пока не изучены подробно, иногда эти структуры теряют устойчивость, что приводит к солнечным вспышкам и корональным выбросам массы (CME). Вспышки состоят из резкого выброса энергии (в основном в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах длин волн), который может или не может сопровождаться корональным выбросом массы, который состоит из инъекции энергичных частиц (в основном ионизированного водорода) в межпланетное пространство. Вспышки и CME вызываются внезапным локализованным высвобождением магнитной энергии, которая вызывает испускание ультрафиолетового и рентгеновского излучения, а также энергичных частиц. Эти эруптивные явления могут оказывать значительное влияние на верхнюю атмосферу Земли и космическую среду и являются основными движущими силами того, что сейчас называется космической погодой . Следовательно, возникновение как геомагнитных бурь [41], так и событий, связанных с солнечными энергичными частицами [42], демонстрирует сильную вариацию солнечного цикла, достигающую пика вблизи максимума солнечных пятен.

Частота возникновения корональных выбросов массы и вспышек сильно модулируется циклом. Вспышки любого заданного размера происходят примерно в 50 раз чаще в максимуме солнечной активности, чем в минимуме. Крупные корональные выбросы массы происходят в среднем несколько раз в день в максимуме солнечной активности, до одного раза в несколько дней в минимуме солнечной активности. Размер этих событий сам по себе не зависит чувствительно от фазы солнечного цикла. Характерным примером являются три крупные вспышки класса X, произошедшие в декабре 2006 года, очень близко к минимуму солнечной активности; вспышка X9.0 5 декабря является одной из самых ярких за всю историю наблюдений. [43]

Узоры

Обзор трех солнечных циклов показывает связь между солнечным циклом, галактическими космическими лучами и состоянием околоземной космической среды. [44]

Наряду с приблизительно 11-летним циклом солнечной активности были выдвинуты гипотезы о существовании ряда дополнительных закономерностей и циклов. [8]

эффект Вальдмайера

Эффект Вальдмайера описывает наблюдение, что максимальные амплитуды солнечных циклов обратно пропорциональны времени между их солнечными минимумами и максимумами. Поэтому циклы с большими максимальными амплитудами, как правило, требуют меньше времени для достижения своих максимумов, чем циклы с меньшими амплитудами. [45] Этот эффект был назван в честь Макса Вальдмайера, который первым его описал. [46]

Правило Гневышева-Оля

Правило Гневышева-Оля описывает тенденцию к тому, что сумма чисел Вольфа за нечетный солнечный цикл превышает сумму чисел Вольфа за предыдущий четный цикл. [8]

цикл Глейссберга

Цикл Гляйссберга описывает амплитудную модуляцию солнечных циклов с периодом около 70–100 лет, или семь или восемь солнечных циклов. Он был назван в честь Вольфганга Гляйссберга. [8] [47] [48] [49]

Как было впервые обнаружено Ильей Г. Усоскиным и Сами Соланки , связанные с этим столетние изменения магнитных полей в короне и гелиосфере были обнаружены с использованием космогенных изотопов углерода-14 и бериллия-10, хранящихся в земных резервуарах, таких как ледяные щиты и годичные кольца деревьев [50], а также с использованием исторических наблюдений за активностью геомагнитных бурь , которые заполняют временной промежуток между окончанием использования данных космогенных изотопов и началом современных спутниковых данных. [51]

Эти изменения были успешно воспроизведены с помощью моделей, которые используют уравнения непрерывности магнитного потока и наблюдаемые числа солнечных пятен для количественной оценки появления магнитного потока из верхней части солнечной атмосферы в гелиосфере [ 52] , показывая, что наблюдения за солнечными пятнами, геомагнитной активностью и космогенными изотопами предлагают конвергентное понимание изменений солнечной активности.

цикл Зюсса

Цикл Зюсса , или цикл де Фриза , представляет собой цикл, присутствующий в радиоуглеродных показателях солнечной активности с периодом около 210 лет. Он был назван в честь Ганса Эдуарда Зюсса и Хесселя де Фриза . [48] Несмотря на то, что расчетные скорости производства радиоизотопов хорошо коррелируют с 400-летней летописью солнечных пятен, существует мало доказательств существования цикла Зюсса в 400-летней летописи солнечных пятен как таковой. [8]

Другие предполагаемые циклы

2300-летние циклы колебаний солнечной активности в Гальштате

Была предложена периодичность солнечной активности с периодами, превышающими солнечный цикл около 11 (22) лет, в том числе:

Эффекты

Солнце

Циклы активности 21, 22 и 23, наблюдаемые в индексе числа солнечных пятен, TSI, радиопотоке 10,7 см и индексе вспышек. Вертикальные шкалы для каждой величины были скорректированы, чтобы обеспечить возможность наложения на ту же вертикальную ось, что и TSI. Временные вариации всех величин жестко зафиксированы по фазе, но степень корреляции амплитуд в некоторой степени изменчива.

Поверхностный магнетизм

Солнечные пятна в конечном итоге распадаются, высвобождая магнитный поток в фотосфере. Этот поток рассеивается и перемешивается турбулентной конвекцией и солнечными крупномасштабными потоками. Эти транспортные механизмы приводят к накоплению намагниченных продуктов распада на высоких солнечных широтах, в конечном итоге меняя полярность полярных полей (обратите внимание, как синие и желтые поля меняются местами на графике Hathaway/NASA/MSFC выше).

Дипольный компонент магнитного поля Солнца меняет полярность в период солнечного максимума и достигает пика интенсивности в период солнечного минимума.

Космос

Космический корабль

Выбросы корональной массы (CME ) производят поток излучения высокоэнергетических протонов , иногда называемых солнечными космическими лучами. Они могут вызывать радиационные повреждения электроники и солнечных батарей на спутниках . Солнечные протонные события также могут вызывать события сбоя одного события (SEU) в электронике; в то же время, уменьшенный поток галактического космического излучения во время солнечного максимума уменьшает высокоэнергетическую составляющую потока частиц.

Излучение коронального выброса массы опасно для астронавтов в космической миссии, которые находятся за пределами защиты, создаваемой магнитным полем Земли . Поэтому будущие проекты миссий ( например , для миссии на Марс ) включают в себя радиационно-защищенное «штормовое убежище», куда астронавты могут укрыться во время такого события.

Гляйссберг разработал метод прогнозирования CME, который основан на последовательных циклах. [62]

Повышенная интенсивность солнечного излучения во время максимума солнечной активности расширяет оболочку земной атмосферы, заставляя космический мусор, находящийся на низкой орбите , быстрее возвращаться в атмосферу.

Поток галактических космических лучей

Внешнее расширение солнечных выбросов в межпланетное пространство обеспечивает сверхплотности плазмы, которые эффективно рассеивают высокоэнергетические космические лучи, входящие в Солнечную систему из других мест галактики. Частота солнечных извержений модулируется циклом, изменяя степень рассеяния космических лучей во внешней Солнечной системе соответствующим образом. Как следствие, поток космических лучей во внутренней Солнечной системе антикоррелирован с общим уровнем солнечной активности. [63] Эта антикорреляция четко обнаруживается в измерениях потока космических лучей на поверхности Земли.

Некоторые высокоэнергетические космические лучи, попадающие в атмосферу Земли, сталкиваются с молекулярными атмосферными компонентами достаточно жестко, что иногда вызывают реакции ядерного расщепления . Продукты деления включают радионуклиды, такие как 14 C и 10 Be , которые оседают на поверхности Земли. Их концентрацию можно измерить в стволах деревьев или ледяных кернах, что позволяет реконструировать уровни солнечной активности в далеком прошлом. [64] Такие реконструкции показывают, что общий уровень солнечной активности с середины двадцатого века является одним из самых высоких за последние 10 000 лет, и что эпохи подавленной активности различной продолжительности неоднократно происходили в течение этого периода времени. [ необходима цитата ]

Атмосферный

Солнечное излучение

Полная солнечная радиация (TSI) — это количество солнечной лучистой энергии, падающей на верхние слои атмосферы Земли. Изменения TSI были незаметны до начала спутниковых наблюдений в конце 1978 года. С 1970-х годов на спутниках была запущена серия радиометров . [65] Измерения TSI варьировались от 1355 до 1375 Вт/м2 на более чем десяти спутниках. Один из спутников, ACRIMSAT, был запущен группой ACRIM. Спорный «разрыв ACRIM» 1989–1991 годов между неперекрывающимися спутниками ACRIM был интерполирован группой ACRIM в композит, показывающий рост +0,037%/десятилетие. Другой ряд, основанный на данных ACRIM, создан группой PMOD и показывает тенденцию к снижению на −0,008%/десятилетие. [66] Эта разница в 0,045%/десятилетие может повлиять на климатические модели. Однако реконструированное общее солнечное излучение с помощью моделей благоприятствует ряду PMOD, тем самым примиряя проблему разрыва ACRIM. [67] [68]

Солнечное излучение систематически меняется в течение цикла, [69] как в общем излучении, так и в его относительных компонентах (УФ против видимого и других частот). Солнечная светимость оценивается на 0,07 процента ярче во время солнечного максимума в середине цикла, чем в терминальном солнечном минимуме. Фотосферный магнетизм, по-видимому, является основной причиной (96%) вариации TSI 1996–2013 годов. [70] Соотношение ультрафиолетового и видимого света меняется. [71]

TSI изменяется в фазе с циклом солнечной магнитной активности [72] с амплитудой около 0,1% вокруг среднего значения около 1361,5 Вт/м 2 [73] (« солнечная постоянная »). Изменения относительно среднего значения до −0,3% вызваны большими группами солнечных пятен, а +0,05% — большими факелами и яркой сетью в масштабе времени 7-10 дней [74] [75] Изменения TSI в эпоху спутников показывают небольшие, но обнаруживаемые тенденции. [76] [77]

TSI выше в период солнечного максимума, хотя солнечные пятна темнее (холоднее), чем средняя фотосфера. Это вызвано намагниченными структурами, отличными от солнечных пятен во время солнечных максимумов, такими как факелы и активные элементы «яркой» сети, которые ярче (горячее), чем средняя фотосфера. Они коллективно компенсируют дефицит освещенности, связанный с более холодными, но менее многочисленными солнечными пятнами. [78] Основной движущей силой изменений TSI в масштабах солнечного вращения и солнечного цикла является изменяющееся фотосферное покрытие этих радиационно активных солнечных магнитных структур. [79]

Изменения энергии в УФ-излучении, участвующие в образовании и потере озона, оказывают атмосферное воздействие. Уровень атмосферного давления 30 гПа изменял высоту в фазе с солнечной активностью в течение солнечных циклов 20–23. Увеличение УФ-излучения вызвало более высокое образование озона, что привело к нагреванию стратосферы и смещению полюсов в стратосферных и тропосферных ветровых системах. [80]

Коротковолновое излучение

Солнечный цикл: монтаж десятилетних снимков Yohkoh SXT, демонстрирующий изменение солнечной активности в течение солнечного цикла с 30 августа 1991 года по 6 сентября 2001 года. Источник: миссия Yohkoh ISAS (Япония) и NASA (США).

При температуре 5870 К фотосфера испускает часть излучения в экстремальном ультрафиолете (EUV) и выше. Однако более горячие верхние слои атмосферы Солнца ( хромосфера и корона ) испускают больше коротковолнового излучения. Поскольку верхняя атмосфера неоднородна и содержит значительную магнитную структуру, поток солнечного ультрафиолета (UV), EUV и рентгеновского излучения заметно меняется в течение цикла.

Фотомонтаж слева иллюстрирует это изменение для мягкого рентгеновского излучения , наблюдаемое японским спутником Yohkoh с 30 августа 1991 года, на пике цикла 22, по 6 сентября 2001 года, на пике цикла 23. Аналогичные изменения, связанные с циклом, наблюдаются в потоке солнечного УФ- или КУФ-излучения, наблюдаемом, например, спутниками SOHO или TRACE .

Несмотря на то, что это составляет лишь мизерную часть от общего солнечного излучения, воздействие солнечного УФ, EUV и рентгеновского излучения на верхнюю атмосферу Земли огромно. Поток солнечного УФ является основным фактором стратосферной химии , а увеличение ионизирующего излучения существенно влияет на температуру и электропроводность, находящиеся под влиянием ионосферы .

Поток солнечного радиоизлучения

Излучение Солнца на сантиметровой (радио) длине волны обусловлено в первую очередь корональной плазмой, захваченной в магнитных полях, покрывающих активные области. [81] Индекс F10.7 является мерой потока солнечного радиоизлучения на единицу частоты на длине волны 10,7 см, вблизи пика наблюдаемого солнечного радиоизлучения. F10.7 часто выражается в SFU или единицах солнечного потока (1 SFU = 10−22 Вт ·м −2 ·Гц −1 ). Он представляет собой меру диффузного, нерадиационного нагрева корональной плазмы. Он является отличным индикатором общих уровней солнечной активности и хорошо коррелирует с солнечными УФ-излучениями.

Активность солнечных пятен оказывает большое влияние на радиосвязь на большие расстояния , особенно в диапазонах коротких волн , хотя средние волны и низкие частоты VHF также оказываются затронутыми. Высокие уровни активности солнечных пятен приводят к улучшению распространения сигнала в диапазонах более высоких частот, хотя они также увеличивают уровни солнечного шума и ионосферных возмущений. Эти эффекты вызваны воздействием повышенного уровня солнечной радиации на ионосферу .

Солнечный поток длиной 10,7 см может помешать наземной связи типа «точка-точка». [82]

Облака

Предположения о влиянии изменений космических лучей на цикл потенциально включают:

Более поздние работы показали, что образование облаков посредством космических лучей не может быть объяснено зародышевыми частицами. Результаты ускорителей не смогли произвести достаточное количество и достаточно большие частицы, чтобы привести к образованию облаков; [91] [92] это включает наблюдения после крупной солнечной бури. [93] Наблюдения после Чернобыля не показывают никаких индуцированных облаков. [94]

Наземные

Организмы

Влияние солнечного цикла на живые организмы было исследовано (см. хронобиология ). Некоторые исследователи утверждают, что обнаружили связь со здоровьем человека. [95]

Количество ультрафиолетового света UVB на 300 нм, достигающего поверхности Земли, меняется на несколько процентов в течение солнечного цикла из-за изменений в защитном озоновом слое . В стратосфере озон непрерывно восстанавливается путем расщепления молекул O 2 ультрафиолетовым светом. Во время солнечного минимума уменьшение ультрафиолетового света, получаемого от Солнца, приводит к уменьшению концентрации озона, что позволяет большему количеству UVB достигать поверхности Земли. [96] [97]

Радиосвязь

Режимы радиосвязи на небесной волне работают путем изгибания ( преломления ) радиоволн ( электромагнитного излучения ) через ионосферу . Во время «пиков» солнечного цикла ионосфера становится все более ионизированной солнечными фотонами и космическими лучами . Это влияет на распространение радиоволн сложным образом, что может либо способствовать, либо препятствовать связи. Прогнозирование режимов на небесной волне представляет значительный интерес для коммерческих морских и воздушных коммуникаций , радиолюбителей и коротковолновых вещателей . Эти пользователи занимают частоты в пределах высокочастотного или «HF» радиоспектра, которые больше всего подвержены влиянию этих солнечных и ионосферных колебаний. Изменения в солнечной энергии влияют на максимальную используемую частоту , ограничение на самую высокую частоту, пригодную для связи.

Климат

Предполагается, что как долгосрочные, так и краткосрочные изменения солнечной активности потенциально влияют на глобальный климат, но доказать какую-либо связь между солнечными колебаниями и климатом оказалось непросто. [2]

Ранние исследования пытались сопоставить погоду с ограниченным успехом, [98] за которыми последовали попытки сопоставить солнечную активность с глобальной температурой. Цикл также влияет на региональный климат. Измерения с помощью Spectral Irradiance Monitor SORCE показывают, что изменчивость солнечного УФ-излучения приводит, например, к более холодным зимам в США и Северной Европе и более теплым зимам в Канаде и Южной Европе во время солнечных минимумов. [99]

Три предложенных механизма опосредуют влияние колебаний солнечной активности на климат:

Изменение солнечного цикла на 0,1% оказывает небольшое, но обнаруживаемое влияние на климат Земли. [100] [101] [102] Кэмп и Тунг предполагают, что солнечное излучение коррелирует с изменением 0,18 К ± 0,08 К (0,32 °F ± 0,14 °F) в измеренной средней глобальной температуре между солнечным максимумом и минимумом. [103]

Другие эффекты включают одно исследование, которое обнаружило связь с ценами на пшеницу, [104] и другое, которое обнаружило слабую корреляцию с потоком воды в реке Парана . [105] Одиннадцатилетние циклы были обнаружены в толщине годичных колец деревьев [14] и слоях на дне озера [15] сотни миллионов лет назад.

Текущий научный консенсус относительно изменения климата заключается в том, что солнечные вариации играют лишь незначительную роль в продвижении глобального изменения климата , [2] поскольку измеренная величина недавних солнечных вариаций намного меньше, чем воздействие парниковых газов. [3] Кроме того, средняя солнечная активность в 2010-х годах была не выше, чем в 1950-х годах (см. выше), тогда как средние мировые температуры заметно выросли за этот период. В противном случае уровень понимания воздействия солнца на погоду низок. [106]

Солнечные вариации также влияют на орбитальный распад объектов на низкой околоземной орбите (НОО), изменяя плотность верхней термосферы . [107]

Солнечная динамо-машина

Считается, что 11-летний солнечный цикл составляет половину 22-летнего цикла солнечного динамо Бабкока–Лейтона , который соответствует колебательному обмену энергией между тороидальными и полоидальными солнечными магнитными полями, который опосредован потоками солнечной плазмы, которые также обеспечивают энергией динамо-систему на каждом этапе. В максимуме солнечного цикла внешнее полоидальное дипольное магнитное поле близко к минимальной силе динамо-цикла, но внутреннее тороидальное квадрупольное поле, генерируемое посредством дифференциального вращения внутри тахоклина , близко к максимальной силе. В этой точке динамо-цикла плавучий подъем в зоне конвекции заставляет тороидальное магнитное поле выходить через фотосферу, что приводит к появлению пар солнечных пятен, примерно выровненных по оси восток-запад с противоположными магнитными полярностями. Магнитная полярность пар солнечных пятен чередуется каждый солнечный цикл, явление, описываемое законом Хейла . [108] [109]

Во время фазы спада солнечного цикла энергия переходит из внутреннего тороидального магнитного поля во внешнее полоидальное поле, и количество солнечных пятен уменьшается. В период солнечного минимума тороидальное поле, соответственно, имеет минимальную силу, солнечные пятна относительно редки, а полоидальное поле имеет максимальную силу. Во время следующего цикла дифференциальное вращение преобразует магнитную энергию обратно из полоидального в тороидальное поле с полярностью, противоположной предыдущему циклу. Процесс продолжается непрерывно, и в идеализированном, упрощенном сценарии каждый 11-летний цикл солнечных пятен соответствует изменению полярности крупномасштабного магнитного поля Солнца. [110] [111]

Модели солнечного динамо показывают, что процессы переноса потока плазмы в недрах Солнца, такие как дифференциальное вращение, меридиональная циркуляция и турбулентная накачка, играют важную роль в рециркуляции тороидальных и полоидальных компонентов солнечного магнитного поля. [112] Относительные силы этих процессов переноса потока также определяют «память» солнечного цикла, которая играет важную роль в предсказаниях солнечного цикла на основе физики. В частности, стохастически вынужденные нелинейные моделирования солнечного динамо устанавливают, что память солнечного цикла коротка, длится в течение одного цикла, таким образом, подразумевая, что точные предсказания возможны только для следующего солнечного цикла, а не за его пределами. [113] [114] Этот постулат о короткой памяти одного цикла в механизме солнечного динамо был позже подтвержден наблюдениями. [115]

Хотя тахоклин долгое время считался ключом к генерации крупномасштабного магнитного поля Солнца, недавние исследования поставили это предположение под сомнение. Радионаблюдения за коричневыми карликами показали, что они также поддерживают крупномасштабные магнитные поля и могут демонстрировать циклы магнитной активности. Солнце имеет лучистое ядро, окруженное конвективной оболочкой, и на границе этих двух оболочек находится тахоклин . Однако у коричневых карликов нет лучистых ядер и тахоклинов. Их структура состоит из конвективной оболочки, похожей на солнечную, которая существует от ядра до поверхности. Поскольку у них нет тахоклина, но они все еще демонстрируют магнитную активность, похожую на солнечную, было высказано предположение, что солнечная магнитная активность генерируется только в конвективной оболочке. [116]

Предполагаемое влияние планет

В статье 2012 года было высказано предположение, что крутящий момент, оказываемый планетами на несферический слой тахоклина глубоко в Солнце, может синхронизировать солнечное динамо. [117] Было показано, что их результаты являются артефактом неправильно примененного метода сглаживания, приводящего к наложению спектров . [118] С тех пор были предложены дополнительные модели, включающие влияние планетарных сил на Солнце. [119] Однако известно, что солнечная изменчивость по сути является стохастической и непредсказуемой за пределами одного солнечного цикла, что противоречит идее детерминированного планетарного влияния на солнечное динамо. [120] Современные модели динамо способны воспроизводить солнечный цикл без какого-либо планетарного влияния. [23]

В 1974 году в книге «Эффект Юпитера» было высказано предположение, что выравнивание планет изменит солнечный ветер Солнца и, в свою очередь, погоду Земли, что привело к многочисленным катастрофам 10 марта 1982 года. Ни одна из катастроф не произошла. В 2023 году в статье Cionco et al. была продемонстрирована маловероятность того, что предполагаемое приливное воздействие на Солнце, вызванное Венерой и Юпитером, было значительным для всего потенциала генерации приливов на Солнце. [121]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "NASA/Marshall Solar Physics". nasa.gov . Получено 2015-11-17 . Общественное достояниеВ этой статье использован текст из этого источника, который находится в открытом доступе . [ мертвая ссылка ]
  2. ^ abc Джоанна Д. Хейг "Солнце и климат Земли", Living Reviews in Solar Physics (дата обращения 31 января 2012 г.)
  3. ^ ab Houghton, JT ; Ding, Y.; Griggs, DJ; Noguer, M., ред. (2001). "6.11 Общее солнечное излучение — Рисунок 6.6: Глобальные среднегодовые радиационные воздействия (с 1750 года по настоящее время)". Изменение климата 2001: Рабочая группа I: Научная основа. Межправительственная группа экспертов по изменению климата . Получено 15 апреля 2007 г.; см. также Четвертый оценочный доклад МГЭИК, в котором величина изменений солнечной радиации была пересмотрена в сторону понижения, хотя доказательства связей между солнечными изменениями и определенными аспектами климата возросли за тот же период времени: Оценочный доклад-4, Рабочая группа 1, глава 2 Архивировано 07.12.2013 на Wayback Machine
  4. ^ Карофф, Кристофер; Йоргенсен, Карстен Сённдерсков; Сентамиж Паваи, В.; Арльт, Райнер (12 июня 2019 г.). «Наблюдения солнечных пятен Кристианом Хорребоу - II. Построение записи положений солнечных пятен». Солнечная физика . 294 (6): 77. arXiv : 1906.10895 . Бибкод : 2019SoPh..294...78K. дои : 10.1007/s11207-019-1466-y. S2CID  189841594.
  5. ^ аб Швабе (1843). «Sonnenbeobachtungen im Jahre 1843» [Наблюдения за Солнцем в 1843 году]. Astronomische Nachrichten (на немецком языке). 21 : 233–236.Со страницы 235: « Vergleicht man nun die Zahl der Gruppen und der flecken-freien Tage mit einander, so findet man, dass die Sonnenflecken eine Periode von ungefähr 10 Jahren Hatten » («Если сравнить количество групп [солнечных пятен] и дней без солнечных пятен друг с другом, то оказывается, что солнечные пятна имели период около 10 лет')
  6. ^ Вольф, Р. (1852). «Neue untersuchungen über die periode der sonnenflecken und ihre bedeutung» [Новые исследования периода солнечных пятен и его значения]. Mittheilungen der Naturforschenden Gesellschaft в Берне (на немецком языке). 255 : 249–270.
  7. ^ Эдди, Джон А. (июнь 1976 г.). «Минимум Маундера». Science . 192 (4245): 1189–1202. Bibcode :1976Sci...192.1189E. doi :10.1126/science.192.4245.1189. JSTOR  1742583. PMID  17771739. S2CID  33896851.
  8. ^ abcde Дэвид Х. Хэтэуэй, "The Solar Cycle", Living Reviews in Solar Physics, март 2010 г., Институт исследований солнечной системы Общества Макса Планка, Катленбург-Линдау, Германия. ISSN 1614-4961 (дата обращения: 19 июля 2015 г.)
  9. ^ "Графики числа солнечных пятен". Центр анализа данных о влиянии Солнца . Королевская обсерватория Бельгии .
  10. ^ Wu, CJ; Krivova, N.; Solanki, SK; Usoskin, IG (2018). «Реконструкция полного и спектрального солнечного излучения за последние 9000 лет». Astronomy & Astrophysics . 620 : A120. arXiv : 1811.03464 . Bibcode :2018A&A...620A.120W. doi :10.1051/0004-6361/201832956.
  11. ^ ab Usoskin, Ilya G. ; Solanki, Sami K.; Kovaltsov, Gennady A. (2007). "Grand minimums and maximums of solar activity: New observational constraints" (PDF) . Astron. Astrophys . 471 (1): 301–309. arXiv : 0706.0385 . Bibcode :2007A&A...471..301U. doi :10.1051/0004-6361:20077704. S2CID  7742132.
  12. ^ ab Solanki, Sami K. ; Usoskin, Ilya G.; Kromer, Bernd; Schüssler, Manfred; Beer, Jürg (2004). "Необычная активность Солнца в последние десятилетия по сравнению с предыдущими 11 000 годами" (PDF) . Nature . 431 (7012): 1084–1087. Bibcode :2004Natur.431.1084S. doi :10.1038/nature02995. PMID  15510145. S2CID  4373732 . Получено 17.04.2007 ., "Реконструкция числа солнечных пятен за 11 000 лет". Global Change Master Directory . Архивировано из оригинала 2015-11-02 . Получено 2005-03-11 .
  13. ^ Usoskin, Ilya G. ; Solanki, Sami K. ; Schüssler, Manfred; Mursula, Kalevi; Alanko, Katja (2003). "A Millennium Scale Sunspot Number Reconstruction: Evidence For an Unusually Active Sun Since the 1940s". Physical Review Letters . 91 (21): 211101. arXiv : astro-ph/0310823 . Bibcode :2003PhRvL..91u1101U. doi :10.1103/PhysRevLett.91.211101. PMID  14683287. S2CID  20754479.
  14. ^ ab Luthardt, Ludwig; Rößler, Ronny (февраль 2017 г.). «Ископаемый лес выявляет активность солнечных пятен в раннем пермском периоде». Geology . 45 (2): 279. Bibcode : 2017Geo....45..279L. doi : 10.1130/G38669.1. S2CID  132999292.
  15. ^ ab Li, Pengbo; et al. (сентябрь 2018 г.). «Циклы солнечных пятен, зафиксированные в силикокластических биоламинитах на заре неопротерозойского стертовского оледенения в Южном Китае». Precambrian Research . 315 : 75–91. Bibcode : 2018PreR..315...75L. doi : 10.1016/j.precamres.2018.07.018. S2CID  135344975.
  16. ^ Майкл Маршалл (18 августа 2018 г.). «Слои горных пород показывают, что наше Солнце находится в одном и том же цикле уже 700 миллионов лет». New Scientist .
  17. ^ Селия Мартин-Пуэртас; Катя Маттес; Ахим Брауэр; Раймунд Мюшелер; Фелиситас Хансен; Кристоф Петрик; Ала Алдахан; Йоран Посснерт; Бас ван Гил (2 апреля 2012 г.). «Региональные изменения циркуляции атмосферы, вызванные большим солнечным минимумом». Природа Геонауки . 5 (6): 397–401. Бибкод : 2012NatGe...5..397M. дои : 10.1038/ngeo1460.
  18. ^ Усоскин, ИГ ; Мурсула, К.; Арльт, Р.; Ковальцов, ГА (2009). «Солнечный цикл, потерянный в 1793–1800 гг.: Ранние наблюдения солнечных пятен разрешают старую тайну». The Astrophysical Journal . 700 (2): L154. arXiv : 0907.0063 . Bibcode : 2009ApJ...700L.154U. doi : 10.1088/0004-637X/700/2/L154. S2CID  14882350.
  19. ^ «Многовековые наброски решают тайну солнечных пятен». New Scientist . 1 августа 2009 г. стр. 10.
  20. ^ Брауэр, Ахим; Посснерт, Йоран; Алдахан, Алабама; Блашкевич, Мирослав; Словинский, Михал; Отт, Флориан; Дрегер, Надин; Мехальди, Флориан; Адольфи, Флориан (31 мая 2018 г.). «Синхронизация 10Be в двух пластинчатых записях озерных отложений с IntCal13 14C во время трех великих солнечных минимумов». Климат прошлого . 14 (5): 687–696. Бибкод : 2018CliPa..14..687C. дои : 10.5194/cp-14-687-2018 . hdl : 21.11116/0000-0003-2C5D-5 . ISSN  1814-9324.
  21. ^ ab Национальная метеорологическая служба . "Привет, солнечный цикл 25" . Получено 15 сентября 2020 г.
  22. ^ например: "Поиск ADS по запросу "прогноз 25-го цикла солнечных пятен"" . Получено 17.03.2020 .
  23. ^ ab Bhowmik, Prantika; Nandy, Dibyendu (6 декабря 2018 г.). «Прогнозирование силы и сроков 25-го цикла солнечных пятен выявляет условия окружающей среды в космосе в масштабе десятилетия». Nature Communications . 9 (1): 5209. arXiv : 1909.04537 . Bibcode :2018NatCo...9.5209B. doi : 10.1038/s41467-018-07690-0 . ISSN  2041-1723. PMC 6283837 . PMID  30523260. 
  24. ^ "Предварительный прогноз на 25-й солнечный цикл". Центр прогнозирования космической погоды NOAA/NWS .
  25. ^ Бернхард Флек (14 января 2008 г.). «SOHO: новый солнечный цикл начинается с „взрыва“». Европейское космическое агентство (пресс-релиз) . Получено 11 мая 2017 г.
  26. ↑ Тони Филлипс (10 января 2008 г.). «Solar Cycle 24 starts». NASA . Архивировано из оригинала 28.02.2021 . Получено 29.05.2010 .
  27. ↑ Тони Филлипс (4 июня 2010 г.). «По мере пробуждения Солнца НАСА внимательно следит за космической погодой». НАСА . Архивировано из оригинала 2021-03-20 . Получено 18 мая 2013 г.
  28. ^ "Solar Cycle Progression". Центр прогнозирования космической погоды NOAA/NWS . Получено 06.07.2015 .
  29. ^ "Число солнечных пятен | SILSO". www.sidc.be .
  30. ^ «Безупречные дни».
  31. ^ "Что не так с Солнцем? (Ничего) дополнительная информация: Spotless Days". Архивировано из оригинала 2008-07-14.
  32. ^ "Solaemon's Spotless Days Page". Архивировано из оригинала 2017-07-22 . Получено 2015-08-15 .
  33. ^ "NASA – День Солнца и Земли – Технологии сквозь время – Греция". sunearthday.nasa.gov .
  34. ^ Уилсон, Ричард К.; Х. С. Хадсон (1991). «Светимость Солнца за полный солнечный цикл». Nature . 351 (6321): 42–4. Bibcode :1991Natur.351...42W. doi :10.1038/351042a0. S2CID  4273483.
  35. ^ Willson RC, Gulkis S, Janssen M, Hudson HS, Chapman GA (февраль 1981 г.). «Наблюдения за изменчивостью солнечного излучения». Science . 211 (4483): 700–2. Bibcode :1981Sci...211..700W. doi :10.1126/science.211.4483.700. PMID  17776650.
  36. ^ Хатзистергос, Феодосий; Кривова, Натали А.; Эрмолли, Илария (17 ноября 2022 г.). «Наблюдения за полным диском Ca ii K — окно в прошлый солнечный магнетизм». Frontiers in Astronomy and Space Sciences . 9 : 1038949. arXiv : 2210.13285 . Bibcode : 2022FrASS...938949C. doi : 10.3389/fspas.2022.1038949 . ISSN  2296-987X.
  37. ^ Хацистергос Т., Эрмолли И., Кривова Н.А., Соланки С.К., Банерджи Д., Барата Т., Белик М. и др. (июль 2020 г.). «Анализ полнодисковых спектрогелиограмм Ca II K – III. Составная серия площади пляжа за 1892–2019 годы». Астрономия и астрофизика . 639 : А88. arXiv : 2005.01435 . Бибкод : 2020A&A...639A..88C. дои : 10.1051/0004-6361/202037746. S2CID  218487277.
  38. ^ Хацистергос, Феодосий; Ермолли, Илария; Кривова, Наталья А.; Барата, Тереза; Карвальо, Сара; Малерб, Жан-Мари (ноябрь 2022 г.). «Тщательное изучение взаимосвязи между площадями пляжей, площадями и количеством солнечных пятен». Астрономия и астрофизика . 667 : А167. arXiv : 2209.07077 . Бибкод : 2022A&A...667A.167C. дои : 10.1051/0004-6361/202244913. ISSN  0004-6361. S2CID  252280541.
  39. ^ Хацистергос, Феодосий; Ермолли, Илария; Соланки, Сами К.; Кривова, Наталья А.; Джорджи, Фабрицио; Йео, Кок Ленг (июнь 2019 г.). «Восстановление беззнакового фотосферного магнитного поля по наблюдениям Ca II K». Астрономия и астрофизика . 626 : А114. arXiv : 1905.03453 . Бибкод : 2019A&A...626A.114C. дои : 10.1051/0004-6361/201935131. ISSN  0004-6361. S2CID  148571864.
  40. ^ Бабкок, Хорас В.; Бабкок, Гарольд Д. (март 1955 г.). «Магнитное поле Солнца, 1952–1954 гг.». The Astrophysical Journal . 121 : 349. Bibcode : 1955ApJ...121..349B. doi : 10.1086/145994. ISSN  0004-637X.
  41. ^ Оуэнс, Мэтью Дж.; Локвуд, Майк; Барнард, Люк А.; Скотт, Крис Дж.; Хейнс, Карл; Макнейл, Аллан (20 мая 2021 г.). «Экстремальные космические погодные явления и солнечный цикл». Solar Physics . 296 (5): 82. Bibcode : 2021SoPh..296...82O. doi : 10.1007/s11207-021-01831-3 . ISSN  1573-093X. S2CID  236402345.
  42. ^ Оуэнс, Мэтью Дж.; Барнард, Люк А.; Поуп, Бенджамин Дж. С.; Локвуд, Майк; Усоскин, Илья; Асвестари, Элеанна (19 августа 2022 г.). «Усиления солнечной энергии частиц на уровне земли и солнечный цикл». Solar Physics . 297 (8): 105. arXiv : 2207.12787 . Bibcode :2022SoPh..297..105O. doi :10.1007/s11207-022-02037-x. ISSN  1573-093X. S2CID  251066764.
  43. ^ «Самые мощные солнечные вспышки, когда-либо зарегистрированные». Spaceweather.com .
  44. ^ "Экстремальные космические погодные явления". Национальный центр геофизических данных . Получено 17 ноября 2015 г.
  45. ^ Ду, Чжань-Ле; Ван, Хуа-Нин; Хэ, Сян-Тао (2006). «Связь между амплитудой и периодом солнечных циклов». Китайский журнал астрономии и астрофизики . 6 (4): 489–494. Bibcode : 2006ChJAA...6..489D. doi : 10.1088/1009-9271/6/4/12 . S2CID  73563204.
  46. ^ Вальдмайер М. , 1939, Астрон. Митт. Цюрих, 14, 439
  47. ^ Sonett, CP; Finney, SA; Berger, A. (24 апреля 1990 г.). «Спектр радиоуглерода». Philosophical Transactions of the Royal Society A. 330 ( 1615): 413–26. Bibcode : 1990RSPTA.330..413S. doi : 10.1098/rsta.1990.0022. S2CID  123641430.
  48. ^ ab Braun, H; Christl, M; Rahmstorf, S; Ganopolski, A; Mangini, A; Kubatzki, C; Roth, K; Kromer, B (10 ноября 2005 г.). "Возможное солнечное происхождение 1470-летнего ледникового климатического цикла, продемонстрированное в сопряженной модели" (PDF) . Nature . 438 (7065): 208–11. Bibcode :2005Natur.438..208B. doi :10.1038/nature04121. PMID  16281042. S2CID  4346459.
  49. ^ Hathaway, David H.; Wilson, Robert M. (2004). «Что данные о солнечных пятнах говорят нам о космическом климате» (PDF) . Solar Physics . 224 (1–2): 5–19. Bibcode :2004SoPh..224....5H. doi :10.1007/s11207-005-3996-8. S2CID  55971262. Архивировано из оригинала (PDF) 2006-01-04 . Получено 2007-04-19 .
  50. ^ Усоскин ИГ (2017). «История солнечной активности на протяжении тысячелетий». Living Reviews in Solar Physics . 14 (3): 3. arXiv : 0810.3972 . Bibcode : 2017LRSP...14....3U. doi : 10.1007/s41116-017-0006-9. S2CID  195340740.PDF-копия
  51. ^ Локвуд М. (2013). «Реконструкция и прогнозирование вариаций в открытом солнечном магнитном потоке и межпланетных условиях». Living Reviews in Solar Physics . 10 (4): 4. Bibcode : 2013LRSP...10....4L. doi : 10.12942/lrsp-2013-4 .PDF-копия
  52. ^ Owens MJ & Forsyth RJ (2013). "Гелиосферное магнитное поле". Living Reviews in Solar Physics . 10 (5): 5. arXiv : 1002.2934 . Bibcode : 2013LRSP...10....5O. doi : 10.12942/lrsp-2013-5 . S2CID  122870891.
  53. ^ "Солнце и климат" (PDF) . Геологическая служба США . Информационный бюллетень 0095-00 . Получено 17.11.2015 .
  54. ^ Васильев, СС; Дергачев, ВА (2002). «Цикл около 2400 лет в концентрации атмосферного радиоуглерода: биспектр данных 14C за последние 8000 лет». Annales Geophysicae . 20 (1): 115–20. Bibcode : 2002AnGeo..20..115V. doi : 10.5194/angeo-20-115-2002 .
  55. ^ Usoskin IG, Gallet Y, Lopes F, Kovaltsov GA, Hulot G (2016). "Солнечная активность в голоцене: цикл Гальштата и его последствия для больших минимумов и максимумов". Astron. Astrophys . 587 . A150. arXiv : 1602.02483 . Bibcode :2016A&A...587A.150U. doi :10.1051/0004-6361/201527295. S2CID  55007495.
  56. ^ Скафетта, Никола ; Милани, Франко; Бьянкини, Антонио; Ортолани, Серджио (2016). «Об астрономическом происхождении колебания Гальштата, обнаруженного в радиоуглеродных и климатических записях на протяжении голоцена». Earth-Science Reviews . 162 : 24–43. arXiv : 1610.03096 . Bibcode : 2016ESRv..162...24S. doi : 10.1016/j.earscirev.2016.09.004. S2CID  119155024.
  57. ↑ Дэймон, Пол Э.; Джирикович, Джон Л. (31 марта 2006 г.). «Солнце как низкочастотный гармонический осциллятор». Радиоуглерод . 34 (2): 199–205. doi :10.2458/azu_js_rc.34.1450. ISSN  0033-8222.
  58. ^ Дэймон, Пол Э. и Сонетт, Чарльз П., «Солнечные и земные компоненты спектра вариаций атмосферного C-14», В The Sun in Time, т. 1 , стр. 360–388, University of Arizona Press, Tucson AZ (1991). Аннотация (доступ 16 июля 2015 г.)
  59. ^ см. таблицу в "Солнечная изменчивость: климатические изменения, вызванные изменениями в количестве солнечной энергии, достигающей верхних слоев атмосферы". Введение в четвертичную экологию . Архивировано из оригинала 2005-03-20 . Получено 16-07-2015 .
  60. ^ Past Interglacials Working Group of PAGES (2016). «Interglacials of the last 800,000 years». Reviews of Geophysics . 54 (1): 162–219. Bibcode : 2016RvGeo..54..162P. doi : 10.1002/2015RG000482. hdl : 10261/168880 . ISSN  8755-1209.
  61. ^ Виаджи, П. (2021). «Количественное влияние астрономических и солнечных циклов на климатическую систему плейстоцена по записям Антарктиды». Quaternary Science Advances . 4 : 100037. Bibcode : 2021QSAdv...400037V. doi : 10.1016/j.qsa.2021.100037 . ISSN  2666-0334.
  62. ^ Вольфганг Гляйсберг (1953). Die Häufigkeit der Sonnenflecken (на немецком языке). Берлин: Ахадеми Верлаг.
  63. ^ Потгейтер, М. (2013). «Солнечная модуляция космических лучей». Living Reviews in Solar Physics . 10 (1): 3. arXiv : 1306.4421 . Bibcode : 2013LRSP...10....3P. doi : 10.12942/lrsp-2013-3 . S2CID  56546254.
  64. ^ Соланки, Сами К .; Усоскин, Илья Г.; Кромер, Бернд; Шюсслер, Манфред; Бир, Юрг (2004). «Необычная активность Солнца в последние десятилетия по сравнению с предыдущими 11 000 годами» (PDF) . Nature . 431 (7012): 1084–7. Bibcode : 2004Natur.431.1084S. doi : 10.1038/nature02995. PMID  15510145. S2CID  4373732.
  65. ^ Копп Г. (1 июля 2016 г.). «Масштабы и временные шкалы изменчивости общей солнечной радиации». Журнал космической погоды и космического климата . 6 : A30. arXiv : 1606.05258 . Bibcode : 2016JSWSC...6A..30K. doi : 10.1051/swsc/2016025 .
  66. ^ Ричард С. Уилсон (16 мая 2014 г.). «ACRIM3 и база данных полной солнечной радиации». Астрофизика и космическая наука . 352 (2): 341–352. Bibcode : 2014Ap&SS.352..341W. doi : 10.1007/s10509-014-1961-4 .
  67. ^ Кривова NA, Соланки SK, Венцлер T (1 октября 2009 г.). "ACRIM-gap и общая солнечная радиация снова: есть ли вековая тенденция между 1986 и 1996 годами?". Geophysical Research Letters . 36 (20): L20101. arXiv : 0911.3817 . Bibcode : 2009GeoRL..3620101K. doi : 10.1029/2009GL040707 .
  68. ^ Амдур, Т.; Хайберс, П. (16 августа 2023 г.). «Байесовская модель для вывода полной солнечной радиации из косвенных данных и прямых наблюдений: применение к разрыву ACRIM». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 128 (15). Bibcode : 2023JGRD..12838941A. doi : 10.1029/2023JD038941. ISSN  2169-897X. S2CID  260264050.
  69. ^ Уилсон, RC; и др. (1981). «Наблюдения за изменчивостью солнечного излучения». Science . 211 (4483): 700–2. Bibcode :1981Sci...211..700W. doi :10.1126/science.211.4483.700. PMID  17776650.
  70. ^ KL Yeo; et al. (23 сентября 2014 г.). "Реконструкция полного и спектрального солнечного излучения с 1974 по 2013 гг. на основе наблюдений KPVT, SoHO/MDI и SDO/HMI". Astronomy & Astrophysics . 570 : A85. arXiv : 1408.1229 . Bibcode :2014A&A...570A..85Y. doi :10.1051/0004-6361/201423628. S2CID  56424234.
  71. ^ Haigh, J. D; Winning, A. R; Toumi, R; Harder, J. W (6 октября 2010 г.). «Влияние солнечных спектральных вариаций на радиационное воздействие климата» (PDF) . Nature . 467 (7316): 696–9. Bibcode :2010Natur.467..696H. doi :10.1038/nature09426. hdl : 10044/1/18858 . PMID  20930841. S2CID  4320984.
  72. ^ Уилсон RC; Хадсон HS (1991). «Светимость Солнца за полный солнечный цикл». Nature . 351 (6321): 42–4. Bibcode :1991Natur.351...42W. doi :10.1038/351042a0. S2CID  4273483.
  73. ^ Уилсон, Ричард С. (2014). «ACRIM3 и база данных полной солнечной радиации». Астрофизика и космическая наука . 352 (2): 341–352. Bibcode : 2014Ap&SS.352..341W. doi : 10.1007/s10509-014-1961-4 .
  74. ^ Уилсон RC; Гулкис С.; Янссен М.; Хадсон HS; Чапман GA (1981). «Наблюдения за изменчивостью солнечного излучения». Science . 211 (4483): 700–2. Bibcode :1981Sci...211..700W. doi :10.1126/science.211.4483.700. PMID  17776650.
  75. ^ "График общей солнечной радиации со страницы ACRIM". Веб-страница проекта ACRIM. Архивировано из оригинала 2015-10-17 . Получено 2015-11-17 .
  76. ^ Уилсон RC; Мордвинов AV (2003). "Вековой тренд общей солнечной радиации во время солнечных циклов 21–23". Geophys. Res. Lett . 30 (5): 1199. Bibcode :2003GeoRL..30.1199W. doi : 10.1029/2002GL016038 . S2CID  55755495.
  77. ^ Scafetta N.; Willson RC (2009). "Проблема ACRIM-gap и тренда TSI решена с использованием прокси-модели поверхностного магнитного потока TSI". Geophys. Res. Lett . 36 (5): L05701. Bibcode : 2009GeoRL..36.5701S. doi : 10.1029/2008GL036307 . S2CID  7160875.
  78. ^ Chatzistergos T, Krivova NA, Ermolli I, Kok Leng Y, Mandal S, Solanki SK, Kopp G, Malherbe JM (1 декабря 2021 г.). «Реконструкция солнечного излучения по историческим наблюдениям Ca II K. I. Метод и его проверка». Астрономия и астрофизика . 656 : A104. arXiv : 2109.05844 . Bibcode : 2021A&A...656A.104C. doi : 10.1051/0004-6361/202141516 .
  79. ^ Solanki SK, Schuessler M, Fligge M (1 февраля 2002 г.). «Вековое изменение магнитного потока Солнца». Астрономия и астрофизика . 383 (2): 706–712. Bibcode :2002A&A...383..706S. doi : 10.1051/0004-6361:20011790 .
  80. ↑ Haigh, JD (17 мая 1996 г.). «Влияние солнечной изменчивости на климат». Science . 272 ​​(5264): 981–984. Bibcode :1996Sci...272..981H. doi :10.1126/science.272.5264.981. PMID  8662582. S2CID  140647147.
  81. ^ Tapping KF (1987). «Современная солнечная радиоастрономия на сантиметровой длине волны: временная изменчивость потока 10,7 см». J. Geophys. Res . 92 (D1): 829–838. Bibcode : 1987JGR....92..829T. doi : 10.1029/JD092iD01p00829.
  82. ^ "Влияние солнечного излучения длиной волны 10,7 см на цифровую связь с расширенным спектром на частоте 2,4 ГГц". NARTE News . 17 (3). Июль–октябрь 1999 г.
  83. ^ Тинсли, Брайан А.; Юй, Фанцюнь (2004). «Атмосферная ионизация и облака как связи между солнечной активностью и климатом» (PDF) . В Пап, Джудит М.; Фокс, Питер (ред.). Солнечная изменчивость и ее влияние на климат . Серия геофизических монографий. Том 141. Американский геофизический союз . стр. 321–339. Bibcode :2004GMS...141..321T. CiteSeerX 10.1.1.175.5237 . doi :10.1029/141GM22. ISBN  978-0-87590-406-1. Архивировано из оригинала (PDF) 2007-06-04 . Получено 2015-08-10 ."Физический факультет – Техасский университет в Далласе". Архивировано из оригинала 2015-08-15 . Получено 2015-08-10 .
  84. ^ "Эксперимент CERN CLOUD обеспечивает беспрецедентное понимание формирования облаков" (пресс-релиз). CERN . 25 августа 2011 г. . Получено 2016-11-12 .
  85. ^ Кумар, Винай; Дакка, Сурендра К.; Хитчман, Мэтью Х.; Йоден, Шигео (6 марта 2023 г.). «Влияние региональных циркуляций, модулированных солнцем, и галактических космических лучей на глобальное распределение облаков». Scientific Reports . 13 (1): 3707. Bibcode :2023NatSR..13.3707K. doi :10.1038/s41598-023-30447-9. ISSN  2045-2322. PMC 9988889 . PMID  36878955. 
  86. ^ Шавив, Нир Дж (2005). "О реакции климата на изменения потока космических лучей и радиационного бюджета" (PDF) . Журнал геофизических исследований . 110 (A08105): A08105. arXiv : physics/0409123 . Bibcode :2005JGRA..110.8105S. doi :10.1029/2004JA010866. S2CID  16364672 . Получено 17.06.2011 .
  87. ^ Свенсмарк, Хенрик (2007). «Космоклиматология: возникает новая теория». Астрономия и геофизика . 48 (1): 1.18–1.24. Bibcode :2007A&G....48a..18S. doi : 10.1111/j.1468-4004.2007.48118.x .
  88. ^ Свенсмарк, Хенрик (1998). «Влияние космических лучей на климат Земли» (PDF) . Physical Review Letters . 81 (22): 5027–5030. Bibcode :1998PhRvL..81.5027S. CiteSeerX 10.1.1.522.585 . doi :10.1103/PhysRevLett.81.5027 . Получено 17.06.2011 . 
  89. ^ Шавив, Нир Дж. и Вейзер, Ян (2003). «Небесный фактор фанерозойского климата?». Геологическое общество Америки . 13 (7): 4. Bibcode : 2003GSAT...13g...4S. doi : 10.1130/1052-5173(2003)013<0004:CDOPC>2.0.CO;2 .
  90. ^ Сан, Б.; Брэдли, Р. (2002). «Влияние Солнца на космические лучи и образование облаков: переоценка». Журнал геофизических исследований . 107 (D14): 4211. Bibcode : 2002JGRD..107.4211S. doi : 10.1029/2001jd000560 .
  91. ^ Пирс, Дж.; Адамс, П. (2009). «Могут ли космические лучи влиять на ядра конденсации облаков, изменяя скорости образования новых частиц?». Geophysical Research Letters . 36 (9): 36. Bibcode : 2009GeoRL..36.9820P. doi : 10.1029/2009gl037946 . S2CID  15704833.
  92. ^ Snow-Kropla, E.; et al. (апрель 2011 г.). «Космические лучи, образование аэрозолей и ядра конденсации облаков: чувствительность к неопределенностям моделей». Atmospheric Chemistry and Physics . 11 (8): 4001. Bibcode : 2011ACP....11.4001S. doi : 10.5194/acp-11-4001-2011 .
  93. ^ Erlykin, A.; et al. (август 2013 г.). «Обзор релевантности результатов 'CLOUD' и других недавних наблюдений для возможного влияния космических лучей на земной климат». Метеорология и физика атмосферы . 121 (3): 137. arXiv : 1308.5067 . Bibcode : 2013MAP...121..137E. doi : 10.1007/s00703-013-0260-x. S2CID  118515392.
  94. ^ Слоан, Т.; Вольфендейл, А. (июнь 2007 г.). «Космические лучи и глобальное потепление». 30-я МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО КОСМИЧЕСКИМ ЛУЧАМ, Мерида, Мексика .
  95. ^ Halberg, F; Cornélissen, G; Otsuka, K; Watanabe, Y; Katinas, GS; Burioka, N; Delyukov, A; Gorgo, Y; Zhao, Z (2000). «Кросс-спектрально когерентные ~10,5- и 21-летние биологические и физические циклы, магнитные бури и инфаркты миокарда». Neuroendocrinology Letters . 21 (3): 233–258. PMID  11455355. Архивировано из оригинала 29-07-2008.
  96. ^ Национальный исследовательский совет (1994). "Солнечные вариации, озон и средняя атмосфера". Влияние Солнца на глобальные изменения . Вашингтон, округ Колумбия: National Academies Press. стр. 66–68. doi : 10.17226/4778. hdl : 2060/19950005971. ISBN 978-0-309-05148-4.
  97. ^ Эхер, Э.; Кирхгофф, В.В.Дж.Х.; Сахаи, И.; Паес Леме, Н. (2001). «Исследование сигнала солнечного цикла на общем озоне над низкоширотными бразильскими станциями наблюдения». Advances in Space Research . 27 (12): 1983–1986. Bibcode : 2001AdSpR..27.1983E. doi : 10.1016/S0273-1177(01)00270-8.
  98. ^ Уэрт, Спенсер (2003). «Изменение Солнца, изменение климата?». Открытие глобального потепления. Издательство Гарвардского университета. ISBN 978-0-674-01157-1. Архивировано из оригинала 2011-08-04 . Получено 2008-04-17 .
  99. ^ Ineson S.; Scaife AA; Knight JR; Manners JC; Dunstone NJ; Gray LJ; Haigh JD (9 октября 2011 г.). "Солнечное воздействие на зимнюю климатическую изменчивость в Северном полушарии" (PDF) . Nature Geoscience . 4 (11): 753–7. Bibcode :2011NatGe...4..753I. doi :10.1038/ngeo1282. hdl : 10044/1/18859 .
  100. ^ Лабицке К.; Маттес К. (2003). «Одиннадцатилетние вариации солнечного цикла в атмосфере: наблюдения, механизмы и модели». Голоцен . 13 (3): 311–7. Bibcode :2003Holoc..13..311L. doi :10.1191/0959683603hl623rp. S2CID  129100529.
  101. ^ Пабло Дж. Д. Мауас и Андреа П. Буччино. «Влияние долгосрочной солнечной активности на реки Южной Америки», стр. 5. Журнал атмосферной и солнечно-земной физики по космическому климату, март 2010 г. Дата обращения: 20 сентября 2014 г.
  102. ^ Zanchettin, D.; Rubino, A.; Traverso, P.; Tomasino, M. (2008). "[Влияние изменений солнечной активности на гидрологические декадные закономерности в северной Италии]". Journal of Geophysical Research . 113 (D12): D12102. Bibcode : 2008JGRD..11312102Z. doi : 10.1029/2007JD009157 . S2CID  54975234.
  103. ^ CD Camp & KK Tung (2007). "Потепление поверхности из-за солнечного цикла, выявленное с помощью проекции составной средней разности". Geophysical Research Letters . 34 (14): L14703. Bibcode : 2007GeoRL..3414703C. doi : 10.1029/2007GL030207 . S2CID  16596423.
  104. ^ Влияние солнечной активности на урожайность New Scientist , 18 ноября 2004 г.
  105. ^ «Активность солнечных пятен может быть связана с осадками», New Scientist , 8 ноября 2008 г., стр. 10.
  106. ^ Forster, P.; V. Ramaswamy; P. Artaxo; T. Berntsen; R. Betts; DW Fahey; J. Haywood; J. Lean; DC Lowe; G. Myhre; J. Nganga; R. Prinn; G. Raga; M. Schulz; R. Van Dorland (2007), "Изменения в атмосферных составляющих и радиационное воздействие: § 2.9.1 Неопределенности в радиационном воздействии", в Solomon, S.; D. Qin; M. Manning; Z. Chen; M. Marquis; KB Averyt; M. Tignor; HL Miller (ред.), Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата, 2007, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-88009-1
  107. ^ Molaverdikhani, Karan; Ajabshirizadeh, A. (2016). «Сложность реакции области взаимодействия пространства и атмосферы Земли (SAIR) на солнечный поток на волне 10,7 см, как видно из оценки пяти записей двухстрочных элементов солнечного цикла (TLE)». Advances in Space Research . 58 (6): 924–937. Bibcode :2016AdSpR..58..924M. doi : 10.1016/j.asr.2016.05.035 .
  108. ^ Хейл, GE; Эллерман, F.; Николсон, SB; Джой, AH (1919). «Магнитная полярность солнечных пятен». The Astrophysical Journal . 49 : 153. Bibcode : 1919ApJ....49..153H. doi : 10.1086/142452.
  109. ^ "Спутники НАСА запечатлели начало нового солнечного цикла". PhysOrg . 4 января 2008 г. Получено 10 июля 2009 г.
  110. ^ "Солнце переворачивает магнитное поле". CNN . 16 февраля 2001 г. Архивировано из оригинала 2005-11-15 . Получено 2009-07-11 .http://www.cnn.com/2001/TECH/space/02/16/sun.flips/index.html
  111. ^ Филлипс, Т. (15 февраля 2001 г.). «Солнце делает переворот». NASA . Архивировано из оригинала 2001-11-04 . Получено 2009-07-11 .
  112. ^ Хазра, Сумитра; Нанди, Дибьенду (2016). «Предлагаемая парадигма динамики солнечной активности, опосредованная турбулентной накачкой магнитного потока в солнечной динамике типа Бэбкока-Лейтона». The Astrophysical Journal . 832 (1). 9. arXiv : 1608.08167 . doi : 10.3847/0004-637X/832/1/9 .
  113. ^ Йетс, Энтони Р.; Нанди, Дибьенду; Маккей, Дункан Х. (2008). «Изучение физической основы прогнозов солнечного цикла: динамика переноса потоков и сохранение памяти в зонах солнечной конвекции с преобладанием адвекции и диффузии». The Astrophysical Journal . 673 (1). 544. arXiv : 0709.1046 . Bibcode :2008ApJ...673..544Y. doi : 10.1086/524352 .
  114. ^ Карак, Бидья Бинай; Нанди, Дибьенду (2012). «Турбулентная накачка магнитного потока уменьшает память о солнечном цикле и, таким образом, влияет на предсказуемость активности Солнца». Астрофизический журнал . 761 (1). L13. arXiv : 1206.2106 . Bibcode :2012ApJ...761L..13K. doi : 10.1088/2041-8205/761/1/L13 .
  115. ^ Муньос-Харамилло, Андрес; Даси-Эспуч, Мария; Бальмаседа, Лаура А.; ДеЛука, Эдвард Э. (2013). «Распространение, память и прогнозирование солнечного цикла: выводы из столетия магнитных прокси». Письма в Astrophysical Journal . 767 (2). L25. arXiv : 1304.3151 . doi : 10.1088/2041-8205/767/2/L25 .
  116. ^ Route, Matthew (20 октября 2016 г.). «Открытие циклов активности, подобных солнечной, за пределами конца главной последовательности?». The Astrophysical Journal Letters . 830 (2): 27. arXiv : 1609.07761 . Bibcode : 2016ApJ...830L..27R. doi : 10.3847/2041-8205/830/2/L27 . S2CID  119111063.
  117. ^ Хосе Абреу и др. (2012). «Есть ли планетарное влияние на солнечную активность?» (PDF) . Астрономия и астрофизика . 548 : A88. Bibcode :2012A&A...548A..88A. doi : 10.1051/0004-6361/201219997 .
  118. ^ С. Полуянов; И. Усоскин (2014). "Критический анализ гипотезы о влиянии планетарных приливов на солнечную активность". Solar Physics . 289 (6): 2333. arXiv : 1401.3547 . Bibcode :2014SoPh..289.2333P. doi :10.1007/s11207-014-0475-0. S2CID  16188804.
  119. ^ F. Stefani; A. Giesecke; T. Weier (май 2019). "Модель приливно-синхронизированного солнечного динамо". Solar Physics . 294 (5): 60. arXiv : 1803.08692 . Bibcode : 2019SoPh..294...60S. doi : 10.1007/s11207-019-1447-1. S2CID  73609026.
  120. ^ К. Петровэй (2019). «Прогнозирование солнечного цикла». Living Reviews in Solar Physics . 7 : 6. doi : 10.12942/lrsp-2010-6 . PMC 4841181. PMID  27194963. 
  121. ^ Cionco, Rodolfo G.; Kudryavtsev, Sergey M.; Soon, Willie W.-H. (май 2023 г.). «Приливное воздействие на Солнце и 11-летний цикл солнечной активности». Solar Physics . 298 (5): 70. arXiv : 2304.14168 . Bibcode :2023SoPh..298...70C. doi :10.1007/s11207-023-02167-w. S2CID  258352738.

Общие ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Солнечные циклы» .