Число Вольфа

Число Вольфа (также известное как относительное число солнечных пятен или число Цюриха ) — это величина, которая измеряет количество солнечных пятен и групп солнечных пятен, присутствующих на поверхности Солнца. Исторически было возможно обнаружить солнечные пятна на обратной стороне Солнца только косвенно, с помощью гелиосейсмологии . С 2006 года космические аппараты НАСА STEREO позволяют осуществлять их прямое наблюдение.

История

Астрономы наблюдают за Солнцем, записывая информацию о солнечных пятнах с момента появления телескопа в 1609 году. ^[1] Однако идея компиляции информации о числе солнечных пятен от разных наблюдателей возникла у Рудольфа Вольфа в 1848 году ^[2] в Цюрихе , Швейцария . Первоначально созданная серия имела его имя, но теперь ее чаще называют международной серией чисел солнечных пятен.

Международный ряд чисел солнечных пятен по сей день производится в обсерватории Брюсселя. ^[3] Международный ряд чисел показывает приблизительную периодичность в 11 лет, солнечный цикл , который был впервые обнаружен Генрихом Швабе в 1843 году, поэтому иногда его также называют циклом Швабе. Периодичность не постоянна, а варьируется примерно в диапазоне от 9,5 до 11 лет. ^[4] Международный ряд чисел солнечных пятен тянется до 1700 года с годовыми значениями, в то время как суточные значения существуют только с 1818 года.

С 1 июля 2015 года стал доступен пересмотренный и обновленный международный ряд чисел солнечных пятен. ^[5] Самое большое отличие — это общее увеличение в 1,6 раза для всего ряда. Традиционно ко всем числам солнечных пятен после 1893 года применялось масштабирование 0,6, чтобы компенсировать лучшее оборудование Альфреда Вольфера, после того как он сменил Вольфа. Это масштабирование было исключено из пересмотренного ряда, что сделало современные числа ближе к их исходным значениям. Кроме того, числа были немного уменьшены после 1947 года, чтобы компенсировать смещение, вызванное новым методом подсчета, принятым в том году, в котором солнечные пятна взвешиваются в соответствии с их размером. ^[6]

Расчет

Относительное число солнечных пятен вычисляется по формуле $R$

R=k(10g+s)

где

$с$ это количество отдельных пятен,
$г$ это число групп солнечных пятен, и
$к$ это фактор, который меняется в зависимости от наблюдателя и называется наблюдательным фактором или персональным коэффициентом уменьшения .

Фактор обсерватории компенсирует различное количество зарегистрированных отдельных солнечных пятен и групп солнечных пятен разными наблюдателями. Эти различия в зарегистрированных значениях возникают из-за различий в инструментах, местном наблюдении, личном опыте и других факторах между наблюдателями. Поскольку Вольф был основным наблюдателем относительного количества солнечных пятен, его фактор обсерватории был равен 1. ^[6]^[7]

Сглаженное среднемесячное значение

Для расчета 13-месячного сглаженного среднего ежемесячного числа солнечных пятен, которое обычно используется для расчета минимумов и максимумов солнечных циклов, используется сглаживающая функция сужающейся прямоугольной формы. Для заданного месяца с ежемесячным числом солнечных пятен сглаженное ежемесячное среднее может быть выражено как $м$ $R_{м}$ $R_{s}$

R_{s}=(0,5R_{m-6}+R_{m-5}+\dots +R_{m-1}+R_{m}+R_{m+1}+\dots +R_{m+5}+0,5R_{m+6})/12

где - ежемесячное число солнечных пятен в месяцах от месяца . Сглаженное ежемесячное среднее значение призвано смягчить любые резкие скачки ежемесячного числа солнечных пятен и устранить эффекты 27-дневного периода вращения Солнца. ^[8] $R_{m+n}$ $n$ $м$

Альтернативная серия

Точность составления группового ряда чисел солнечных пятен была поставлена под сомнение, что побудило к разработке нескольких альтернативных рядов ^[9]^[10]^[11]^[12], предполагающих различное поведение групповой активности солнечных пятен до 20-го века. ^[13] Однако косвенные показатели солнечной активности ^[14]^[15]^[16] свидетельствуют в пользу группового ряда чисел солнечных пятен, разработанного Хатзистергосом Т. и др. ^[12].

В 1998 году был введен другой индекс активности солнечных пятен в виде числа групп, видимых на солнечном диске. ^[17] Благодаря этому индексу стало возможным включать данные о солнечных пятнах, полученные с 1609 года, когда был изобретен телескоп.

Смотрите также

Ссылки

^ Вакеро, Хосе М.; Васкес, М. (2009). Солнце, зафиксированное в истории. Springer New York. doi :10.1007/978-0-387-92790-9. ISBN 978-0-387-92790-9.
^ "The Sun - History". 2001-11-25 . Получено 2012-01-08 .
^ SIDC, RWC Belgium, Мировой центр данных по индексу солнечных пятен, Королевская обсерватория Бельгии , «год(ы) данных».
^ Использование данных SIDC за последние 300 лет и применение к ним быстрой функции БПФ дает средний максимум в 10,4883 года/цикл.
↑ Переход на новое число солнечных пятен (1 июля 2015 г.)
^ ab Clette, Frédéric; Svalgaard, Leif; Vaquero, José M.; Cliver, Edward W. (декабрь 2014 г.). «Возвращаясь к числу солнечных пятен: 400-летняя перспектива солнечного цикла». Space Science Reviews . 186 (1–4): 35–103. arXiv : 1407.3231 . Bibcode :2014SSRv..186...35C. doi :10.1007/s11214-014-0074-2. S2CID 118511982.
^ Клетт, Фредерик; Бергманс, Дэвид; Ванломмель, Петра; Ван дер Линден, Рональд AM; Кёккеленберг, Андре; Ваутерс, Лоренс (январь 2007 г.). «От числа Вольфа до Международного индекса солнечных пятен: 25 лет SIDC». Advances in Space Research . 40 (7): 919–928. Bibcode : 2007AdSpR..40..919C. doi : 10.1016/j.asr.2006.12.045 . Получено 16 августа 2022 г.
^ "Что на самом деле означает сглаженное среднемесячное число солнечных пятен? | SILSO". www.sidc.be . Получено 16 августа 2022 г. .
^ Локвуд и др. (2014). «Вековые вариации числа солнечных пятен, открытого солнечного потока и ширины пояса стримеров: 1. Исправление записи числа солнечных пятен с 1874 года» (PDF) . J. Geophys. Res. Space Phys . 119 (7): 5172–5182. Bibcode :2014JGRA..119.5172L. doi : 10.1002/2014JA019970 .
^ Svalgaard, Schatten (2016). «Реконструкция числа групп солнечных пятен: метод остова». Solar Physics . 291 (9–10): 2653. arXiv : 1506.00755 . Bibcode : 2016SoPh..291.2653S. doi : 10.1007/s11207-015-0815-8. S2CID 119221326.
^ Усоскин и др. (2016). «Новый калиброванный ряд групп солнечных пятен с 1749 года: статистика долей активных дней». Solar Physics . 291 (9–10): 2685–2708. arXiv : 1512.06421 . Bibcode :2016SoPh..291.2685U. doi :10.1007/s11207-015-0838-1. S2CID 32791225.
^ ab Chatzistergos, T.; et al. (2017). "Новая реконструкция чисел групп солнечных пятен с 1739 года с использованием методов прямой калибровки и "backbone"". Astron. Astrophys . 602 : A69. arXiv : 1702.06183 . Bibcode :2017A&A...602A..69C. doi :10.1051/0004-6361/201630045. S2CID 55139041.
^ Усоскин, И. (2017). «История солнечной активности на протяжении тысячелетий». Living Reviews in Solar Physics . 14 (1): 3. arXiv : 0810.3972 . Bibcode :2017LRSP...14....3U. doi :10.1007/s41116-017-0006-9. S2CID 195340740.
^ Асвестари, Э.; и др. (2017). «Оценка различных рядов чисел солнечных пятен с использованием космогенного изотопа 44Ti в метеоритах» (PDF) . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 467 (2): 1608–1613. Bibcode :2017MNRAS.467.1608A. doi : 10.1093/mnras/stx190 .
^ Wu, C.-J.; et al. (2018). "Реконструкция полного и спектрального солнечного излучения за последние 9000 лет". Astron. Astrophys . 620 : A120. arXiv : 1811.03464 . Bibcode : 2018A&A...620A.120W. doi : 10.1051/0004-6361/201832956. S2CID 118843780.
^ Петровэй, К. (2019). "Прогнозирование солнечного цикла". Living Reviews in Solar Physics . 7 (1): 6. arXiv : 1012.5513 . Bibcode : 2020LRSP...17....2P. doi : 10.12942/lrsp-2010-6 . PMC 4841181. PMID 27194963 .
^ Хойт, Д.; Шатен, К. Х. (1998). «Групповые числа солнечных пятен: новая реконструкция солнечной активности». Solar Physics . 179 (1): 189–219. Bibcode : 1998SoPh..179..189H. doi : 10.1023/A:1005007527816. S2CID 189822917.

Внешние ссылки

Руководство Exploratorium по солнечным пятнам
Центр анализа данных о влиянии Солнца (SIDC) для индекса солнечных пятен
Страница цикла солнечных пятен NASA Solar Physics и таблица чисел солнечных пятен (txt) по месяцам с 1749 г. н.э.