СЕВЕРО-ЮЖНАЯ АСИММЕТРИЯ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ

СЕВЕРО-ЮЖНАЯ АСИММЕТРИЯ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ

Акмырадова Чынар Сердаровна

студент, Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова,

РФ, г. Элиста

Карабаева Нурана Ашырмамедовна

студент, Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова,

РФ, г. Элиста

Отепова Сулухан

студент, Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова,

РФ, г. Элиста

Джимбеева Людмила Нарановна

канд. физ.-мат. наук, Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова,

РФ, г. Элиста

Исследования северо-южной асимметрии солнечной активности начались давно, как только стали наблюдать солнечные пятна и измерять их площади, в настоящее время принято считать, что северо-южная асимметрия является особой, фундаментальной характеристикой солнечной активности. Законы, которым подчиняется асимметрия, являются независимыми и не определяются наблюдаемыми циклическими изменениями солнечной активности, проявляющиеся в изменениях чисел Вольфа. Феномен северо-южной асимметрии изучается уже в течение длительного времени по различным индексам солнечной активности, относящимся к различным слоям атмосферы Солнца, впервые подробно об этом явлении написано в монографии [1]. Выяснилось, что многие особенности циклической деятельности Солнца отчетливее проявляются в северо-южной асимметрии индексов активности, чем в самих индексах. Это асимметрия является квазипериодическим значением со средним периодом 12 лет, оно сходным образом ведет себя в различных показателях солнечной активности от фотосферы до короны. Во время асимметрии четко обнаруживаются квазидвухлетние колебания, которые намного лучше выражается в асимметрии, чем в самих показателях активности. Оказалось, что существует хорошо выраженная антикорреляция между силой квазидвухлетних изменений и абсолютной величиной асимметрии север-юг. Похоже, что существует единый механизм возникновения асимметрии север-юг, который проявляется в дисбалансе сил полушарий (асимметрия областей солнечных пятен) и в пространстве (широтная асимметрия расположения центров образования пятен).

На сегодняшний день основным определением асимметрии является следующее

,

причем,-.

Согласно данному определению асимметрии As, нельзя сказать существует ли сдвиг фаз в деятельности одного полушария относительно деятельности другого, так как оно отражает величину мгновенного доминирования одного полушария над другим полушарием количеству, так и по мощности очагов пятнообразования. Другими словами, As отображает разницу между мгновенными амплитудами двух временных рядов.

По данным среднемесячных данных за 1874–2003 гг. было сделано заключение, что классическое определение асимметрии As [2] отображает только мгновенное доминирование одного полушария над другим. Для исследования и выявления закономерностей в численной модели динамо с нерегулярными изменениями альфа - эффекта в работе [3] по данным о числах Вольфа и индексах, характеризующих площади солнечных пятен, установлена связь северо-южной асимметрии пятнообразования с амплитудой 11-летних циклов. Выявлено, что чем выше амплитуда солнечного цикла, тем меньше абсолютное значение северо-южной асимметрии.

В последнее время для статистического анализа применяется вейвлет – преобразование, которое делится на дискретное и непрерывное. Непрерывное вейвлет - преобразование задается формулой

,

где — родительский вейвлет, — масштаб вейвлета, — параметр смещения вейвлета. В данной работе мы использовали родительский вейвлет Морле, применение данного вейвлета было нами обосновано во многих работах. Вейвлет Морле является комплексным и задается формулой:

,

где — центральная частота вейвлета.

На сайте в свободном доступе http://solarscience.msfc.nasa.gov/index.html есть среднемесячные, ежедневные площади пятен (в миллионных долях видимой полусферы), а также распределения по полушариям Солнца, то есть широтное распределение площадей пятен. Эти данные составили основу базы исследования. На рисунке 1 показано вейвлет - преобразование среднегодовых значений площадей солнечных пятен Северного полушария, на рисунке 2 приведен вейвлет - анализ среднегодовых значений площадей солнечных пятен Южного полушария, на рисунке 3 предложен вейвлет - анализ среднегодовых значений площади пятен Северо - Южной асимметрии Солнца. Из рисунков видно, что северо-южная асимметрия солнечной активности состоит из двух компонент: амплитудной и временной. Преобладание по активности одного из полушарий сохраняется примерно в течение 35-40 лет.

На вейвлет – картах показано видно, что периоды изменяются не хаотически, а образуют последовательности с монотонно уменьшающимся периодом, причем в ряде циклов таких последовательностей может наблюдаться две и даже больше, с разным начальным периодом. Данное явление вытекает, как предполагают исследователи, из известного свойства КДО-мультипериодичности [4]. Интересный результат был получен авторами, что для каждого из периодов в диапазоне 1–3.5 года было определено значение периода и положение на временной шкале. Для этого исходные ряды по северному и южному полушариям были разбиты на перекрывающиеся интервалы по 3 цикла, карты вейвлета были построены с применением вейвлета Дебеши. В результате таких исследований были получены ь значения указанных параметров КДО-мультипериодичности.

В результате нашего исследования можно также отметить, что обнаружена выраженная зависимость периода КДО от широты, что может указывать на его связь со скоростью вращения слоя конвективной зоны Солнца, в котором в каждый текущий момент времени формируются пятна.

Список литературы:

1. Витинский Ю.И., Копецкий М., Куклин Г.В. Статистика пятнообразовательной деятельности Солнца. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986.-296 с.
2. Бадалян О.Г., Обридко В.Н. N-S асимметрия площадей пятен и полного числа пятен и квазидвухлетние колебания. – Труды VII международной конференции «Климатические и экологические аспекты солнечной активности ГАО, Пулково, 2003, с.33-40.
3. Латышев С.В., Олемской С.В. Связь северо-южной асимметрии пятнообразования с амплитудой 11-летних циклов солнечной активности// Письма в Астрономический журнал. Т.42, №7, с.540, 2016.
4. Костюченко И.Г.1, Бруевич Е.А. Структура квази-двухлетних вариаций площади солнечных пятен в цикле солнечной активности./ Солнечная и солнечно-земная физика – 2018, Санкт-Петербург, Пулково, 8 – 12 октября, с. 243.