Уровни солнечной активности

Уровни солнечной активности Землетрясения

Уровни солнечной активности

Солнечная активность характеризуется многоритмичностью и многоплановым воздействием
на биосферу,
магнитосферу,
и климат Земного шара.

Сами циклы гелиоактивности влияютскорее всего также на
динамику общества,
ргулярные взрывы этногенеза, теоретически обоснованную Львом Николаевичем Гумилёвым.

Однако, не только Солнце воздействует на свои планеты,
но и, по всей видимости, само взаимное расположение планет приводит к определенной ритмичности в активности нашего светила.

Эта планетарно-солнечная взаимосвязь и исследуется на этой странице.

Разделы страницы о ритмах появления солнечных пятен, их зависимости от расположения планет и влияние на планеты,
циклическом воздействии Солнца на климатические и исторические процессы на Земле и о причинах этой ритмичности:

Влиянию планет на Солнце посвящен специальный раздел в статье о резонансах в Солнечной системе
и их следствию — Правилу Тициуса-Боде (правда, статья еще не завершена).

Поиском вероятного влияния солнечных и космических факторов не только на погоду,
но и на историю общества посвящена другая
статья (тоже пока черновик, в начале написания),
где выявляется посредник-проводник этого воздействия — система
линейных геологических структур.

Содержание
  1. Солнечная активность
  2. Проявление солнечной активности
  3. Солнечные пятна на фотосфере
  4. Конфигурация магнитных полей солнечного динамо
  5. Число Вольфа и 11-летний цикл активности Солнца
  6. Закономерности формы различных циклов СА
  7. Спектр солнечного ритма
  8. Прошлое и будущее солнечной активности
  9. Хроника всплесков на нашем светиле
  10. Современное состояние солнечной активности
  11. Циклы солнечной активности
  12. Внутривековые ритмы СА
  13. 11-летний цикл солнечной активности
  14. 22-летний цикл Хейла
  15. Другие циклы СА, кратные одиннадцатилетнему
  16. Околовековые ритмы СА
  17. Многовековые ритмы СА
  18. Двухвековая цикличность СА
  19. Период Маундера (400-500 лет)
  20. Сверхтысячелетние циклы СА
  21. Цикл Холлстатта (халльштаттские колебания)
  22. Многотысячелетние циклы СА
  23. Влияние планет на гелиоактивность
  24. Влияние обращения планет на активность Солнца
  25. Влияние резонансов планет на гелиоактивность
  26. Влияние соединений планет на активность Солнца
  27. Вычисление приливного воздействия гравитационно значимых планет на Солнце
  28. Влияние парадов планет на активность Солнца
  29. Влияние парадов планет на Земной шар
  30. Актинометрия и коронарные выбросы
  31. Солнечная активность сегодня
  32. Онлайн график активности космической погоды
  33. Видимые изменения Солнца
  34. Причина циклов Солнца
Землетрясения:  Диаграмма сейсмической силы и Как измеряется сила землетрясений?

Солнечная активность

Уровни солнечной активности

Проявление солнечной активности

Комплекс явлений, вызванных генерацией сильных магнитных полей на Солнце, называют солнечной активностью.
Эти поля проявляются в фотосфере как солнечные пятна и вызывают такие явления, как

  • солнечные вспышки,
  • изменения в уровнях электромагнитного излучения Солнца в различных диапазонах,
  • генерацию потоков ускоренных частиц,
  • корональные выбросы масс,

Солнечные пятна на фотосфере

В периоды минимума активности пятна могут вообще не наблюдаться на поверхности Солнца,
в то время как в годы максимума их число достигает десятков сотен.

Конфигурация магнитных полей солнечного динамо

Ученые уже давно пытаются разобраться в причинах цикличного поведения Солнца.
Известно, что в начале 11-летнего цикла солнечное магнитное поле имеет дипольную конфигурацию
и направлено преимущественно вдоль меридианов (такое поле называют «полоидальным»).
В максимуме цикла оно сменяется полем, направленным вдоль параллелей («тороидальное»).
В конце цикла поле вновь сменяется на полоидальное, но теперь оно направлено в сторону, противоположную направлению начала цикла.

За генерацию магнитных полей, а также за образование солнечных пятен отвечает процесс, называемый «солнечное динамо».
Эта модель как раз объясняет наблюдательные особенности.
Из-за того, что экваториальные области Солнца вращаются быстрее, чем полярные («дифференциальное вращение»),
изначально полоидальное поле, увлекаясь вращающейся плазмой, должно растягиваться вдоль параллелей,
приобретая тем самым тороидальную компоненту. Этот процесс получил название «омега-эффект».

Чтобы цикл мог продолжаться снова и снова, тороидальное поле должно каким-то образом снова преобразовываться в полоидальное.
В 1955 году американский астрофизик Юджин Паркер показал, что объемы солнечной плазмы должны вращаться за счет сил Кориолиса.
Эта сила и растягивает компоненты магнитного поля, превращая тороидальные магнитные поля в полоидальные (т.н. «альфа-эффект»).
Считается, что этот эффект возникает в непосредственной близости от поверхности Солнца в районе пятен.
Но эта теория не может объяснить наблюдаемую продолжительность солнечного цикла.

Число Вольфа и 11-летний цикл активности Солнца

В 1908 г. Д. Хейл открыл, что солнечные пятна обладают сильным магнитным полем.
Более поздние измерения магнитного поля в группах, состоящих из двух солнечных пятен, показали,
что эти два пятна имеют противоположные магнитные полярности, указывая,
что силовые линии магнитного поля выходят из одного пятна и входят в другое.

В течение одного солнечного цикла в одной полусфере (северной или южной)
ведущее пятно (по направлению вращения Солнца) всегда одной и той же полярности.
По другую сторону экватора полярность ведущего пятна противоположная.
Такая ситуация сохраняется в течение всего текущего цикла,
а затем, когда начинается новый цикл, полярности ведущих пятен меняются.

Каждые 11 лет меняется и характерное расположение магнитных полярностей в группах солнечных пятен.
Таким образом, для того, чтобы общее магнитное поле Солнца вернулось к своему исходному состоянию,
должно пройти два цикла Швабе, то есть около 22 лет.

Закономерности формы различных циклов СА

Несмотря на различную длительность отдельных циклов, каждому из них свойственны общие закономерности.
Так, чем интенсивнее цикл, тем короче ветвь роста и тем длиннее ветвь спада,
но для циклов малой интенсивности как раз наоборот — длина ветви роста превышает длину ветви спада.

В эпоху минимума в течение некоторого времени пятен на Солнце, как правило, нет.
Затем они начинают появляться далеко от экватора на широтах ±40°.
Одновременно с возрастанием числа солнечных пятен сами пятна мигрируют в направлении солнечного экватора,
который наклонен к плоскости орбиты Земли (к эклиптике) под углом в 7°.
К концу цикла пятна в основном появляются вблизи широты ±5°.
В это время на высоких широтах уже могут появляться пятна нового цикла.

Г. Шперер был первым, кто исследовал эти широтные изменения.
Он и английский астроном-любитель Р. Кэррингтон провели большие серии наблюдений периодов обращения пятен
и установили тот факт, что Солнце не вращается как твердое тело — на широте 30°, например,
период обращения пятен вокруг Солнца на 7% больше, чем на экваторе.

В подъеме и спаде солнечных циклов существует некоторая закономерность.
Возможно, это указывает на существование более длительного цикла, равного примерно 80-90 годам.

Спектр солнечного ритма

Поскольку основной квазицикл лежит в диапазоне 9-14 земных лет, его кратные значения
тоже будут размыты и иногда перекрываться, что затруднит верное вычисление множителя:

  • 18-28 ~ 20-30
  • 27-52 ~ 30-50
  • 36-56 ~ 40-60 (уже слегка перекрывается с предыдущим)
  • 45-70 ~ 50-70 (тоже частичное перекрытие с предыдущим)
  • 54-74 ~ 50-70 (также, как предыдущий диапазон)
  • 63-98 ~ 60-100 (перекрытие с 2-мя предыдущими)
  • 72-112 ~ 70-110 (перекрытие с предыдущим)
  • 81-126 ~ 80-130 (т.н., «околовековой цикл», перекрывающийся с 2-мя предыдущими)
  • 90-140 ~ 100-150 (перекрытие с 3-мя предыдущими)

Прошлое и будущее солнечной активности

Свидетельства солнечных всплесков и прогнозирование динамики гелиоактивности.

Хроника всплесков на нашем светиле

Мощные вспышки на Солнце, оставляющие следы в годичных кольцах деревьев и называемые «события Мияке»,
позволяют с точностью до года определить возраст археологической находки или проверить историческую гипотезу.

Современное состояние солнечной активности

По данным ученых, в марте 2020 года Солнце достигло наименьшей активности,
и новый «цикл Хейла» может начаться уже в апреле.
При этом пик солнечной активности придется на лето 2025 года.
В это время на Солнце появится примерно 115 или немного больше солнечных пятен.

И вот, 29 мая орбитальная обсерватория SDO зафиксировала мощнейшую за последние 3 года вспышку на поверхности Солнца,
которая указывает на завершение аномально долгого и спокойного периода солнечной «спячки».
Это вспышка относится к классу M, которая лишь на одну ступень слабее событий класса X.
Это стало неожиданностью, так как подобные вспышки обычно предваряют более слабые проявления солнечной активности, вспышки класса C.

По этому поводу у ученых есть две теории.

С одной стороны, опыт наблюдений за прошлыми циклами активности Солнца говорит о том,
что из-за подобного резкого пробуждения светила следующие вспышки будут мощнее и происходить станут чаще.

С другой стороны, долгий «штиль» на Солнце и небольшое число слабых вспышек во время этого периода может действительно указывать
на то, что светило движется к столетнему или даже тысячелетнему минимуму активности.
В таком случае начало цикла с мощной вспышки будет простой случайностью.
Последующие наблюдения за Солнцем дадут ответ на этот вопрос.

По расчетам астрономов, к 2050 году температура Солнца может опуститься до маундеровского минимума,
зафиксированного в период примерно с 1645 по 1715 годы.

Циклы солнечной активности

Видим, что наибольший вклад (по количеству открытых циклов СА) внесли
Ангенгейстер (2), Брикнер (2), Джиллет (2), Дуглас (3), Лунгерсгаузен (2), Перфильев (2), Петтерссон (2), Шостакович (7).

  • звёздочкой (*) справа у пунктов отмечены циклы, не описанные в оригинальной таблице Эйгенсона,
    но взятые из других источников;
  • тремя звёздочками (***) — циклы, которые должны быть обнаружены из-за значительного гравитационного (в т.ч. приливного)
    воздействия планетных конфигураций на Солнце или на Землю (в т.ч. Луны относительно Земли и Солнца).
  • имена планет часто сокращены до 2-3 букв: Мер(к), Вен, Зем, Лун(а), Мар(с), Юп(ит), Сат, Ур, Неп, Пл(ут);
    иногда могут сокращаться до 1 заглавной буквы с точкой (кроме Меркурия и Марса);
  • Б.макс. — Большой максимум; Б.мин. — Большой минимум;
  • б/ц, БЦ — барицентр СС;
  • д/Ю — доля Юпитера (в приливном воздействии или сдвиге барицентра); д/Л — доля Луны;
  • ПГ — планеты-гиганты; ПЗГ — планеты земной группы;
  • рез. — резонанс;
  • сб., сбл. — сближение («парад») планет;
  • сид. — сидерический;
  • син. — синодический;
  • С., Сол., С-це — Солнце;

Внутривековые ритмы СА

Глобальный магнитный цикл Солнца проявляется в виде следующих особенностей:

  • 11-летняя периодичность числа солнечных пятен (закон Швабе-Вольфа);
  • смещение к экватору зоны пятнообразования в течение 11-летнего цикла (закон Шперера);
  • закон Хейла о полярности пятен, согласно которому ведущие и следующие пятна в биполярных группах имеют противоположную полярность.
    Через каждые 11 лет происходит смена порядка полярности в биполярных группах;
  • 22-летняя смена полярности магнитного поля на полюсах Солнца в эпоху максимумов 11-летних циклов;
  • две ветви активности в глобальном магнитном цикле: полярная, связанная с полярными факелами,
    начинающаяся сразу после смены знака магнитных полей, и экваториальная, связанная с солнечными пятнами.

11-летний цикл солнечной активности

Наиболее известным и изученным является 11-летний цикл, открытый Генрихом Швабе и подтвержденным Робертом Вольфом,
который исследовал изменение активности солнца за два с половиной столетия при помощи предложенного им индекса Вольфа:
W = k (10g + f),
где f и g – соответственно число пятен и число групп пятен,
а k – корректирующий множитель, определяемый для каждого наблюдателя и инструмента.
Изменение Активности солнца с периодом равным 11,1 года носит название закона Швабе — Вольфа.

Одиннадцатилетний цикл («цикл Швабе» или «цикл Швабе-Вольфа») является наиболее заметно выраженным циклом солнечной активности.

Этот период активности Солнца самый известный и более изученный.
Также его называют законом Швабе-Вольфа, отдавая дань первооткрывателю этой периодичности светила.
Название «одиннадцатилетний» несколько условно для данного цикла.
Продолжительность его, например, в XVIII – XX веках колебалась от 7 до 17 лет, а в веке ХХ среднее значение составило 10,5 лет.

В первые четыре года цикла происходит активное увеличение количества солнечных пятен.
Также учащаются вспышки, число волокон и протуберанцев.
В следующий период (около семи лет) количество пятен и активность уменьшаются.
11-летние циклы имеют различные высоты в максимумах. Их принято измерять в относительных числах Вольфа.
Самым высоким индексом за всё время наблюдений отметился 19-й цикл. Его значение составило 201 единица, при минимуме около 40.

22-летний цикл Хейла

Был также открыт 22-летний цикл солнечной активности, который определяет эволюцию магнитных полей на Солнце,
однако, во многих глобальных индексах СА он прослеживается весьма слабо.
Это говорит о том, что данный цикл является циклом качественных, а не количественных характеристик.

Двадцатидвухлетний цикл («цикл Хейла») является, в сущности, удвоенным циклом Швабе.
Он был открыт после того, как в начале XX века была понята связь между солнечными пятнами и магнитными полями Солнца.
При этом оказалось, что за один цикл пятенной активности общее магнитное поле Солнца меняет знак:
если в минимуме одного цикла Швабе фоновые магнитные поля преимущественно положительны вблизи одного из полюсов Солнца
и отрицательны — вблизи другого, то примерно через 11 лет картина меняется на противоположную.
Каждые 11 лет меняется и характерное расположение магнитных полярностей в группах солнечных пятен.
Таким образом, для того, чтобы общее магнитное поле Солнца вернулось к своему исходному состоянию,
должно пройти два цикла Швабе, то есть около 22 лет.

Другие циклы СА, кратные одиннадцатилетнему

Предполагается существование 33, 44 и 55 летних циклов изменения активности Солнца.

Околовековые ритмы СА

Используя данные о солнечно обусловленных явлениях (полярные сияния),
Глейсберг получил данные о продолжительности 17 вековых циклов СА,
которая изменялась в пределах от 7 до 11 одиннадцатилетних циклов.

Этот цикл («цикл Гляйсберга») продолжается от 70 до 100 лет. Это модуляция одиннадцатилетних циклов.
В середине прошлого века был максимум такого цикла, и следующий придётся на середину века нынешнего.

С использованием более информативного индекса Шове (сконструирован также по полярным сияниям) было установлено,
что продолжительность слабовыраженных вековых циклов доходит до 70 лет, а хорошо выраженных – составляет более 100 лет,
то есть наблюдается зависимость продолжительности от мощности векового цикла.

Средняя продолжительность вековых циклов по оценкам разных авторов колеблется от 79 до 93 лет
(Клаф приводит графический пример с совмещением брикнеровского 37-летнего и векового 83-летнего циклов).

Более поздние исследования, посвященные этому вопросу, приведены в работах Ю.А. Наговицина,
где представлены данные об изменениях продолжительности долговременных циклов солнечной активности,
выявленных по различным солнечно обусловленным явлениям, которые показывают,
что интересующие нас долговременные циклы по продолжительности концентрируются в районах 60, 90, 130,
а, возможно, и более лет.

На графике слева показаны наблюдения цикличности солнечной активности за 400 последних лет.
Всего видим 27 пиков за период 1700-2000 года, т.е. периодом 300 / 27 = 11,1 лет (классический цикл СА).
За этот же период наблюдается и 3 околовековых ритма периодом 300/3 = 100 лет.

В монографии В.Ф. Чистякова утверждается, что наблюдается цепочка двух видов вековых циклов
типа 95–115–95–115 лет и так далее (т.е., в среднем, 105 лет), которая была прослежена автором на протяжении последних 1600 лет.
Причем 95-летние циклы имеют крутую ветвь подъема и отлогую ветвь спада, а 115-летние наоборот.

Из анализа этих результатов следует, что текущий вековой цикл имеет продолжительность 115 лет и его минимум наступит в 2020 г.
Текущий 115-летний и последующий за ним 95-летний циклы сомкнутся крутыми ветвями,
поэтому в минимуме этих вековых циклов будет наблюдаться два относительно слабых 11-летних цикла.
Первый из которых мы сейчас, по-видимому, и наблюдаем.

Многовековые ритмы СА

На рисунке слева Эдди даёт совмещение многовековых циклов солнечной активности
с различными климатическими кривыми за последние 5000 лет, откуда мы видим следующие
максимумы СА (9): -2700, -2250, -1800, -1100, -500, 0, 1200, 1600, 2000? г.
и минимумы СА (9): -3000?, -2500, -2000, -1300, -700, -400, 700, 1500, 1700.

Периодичность между ними, начиная от 3000 года, составляет
для максимумов: 450, 450, 700, 600, 500, 1200, 400, 400,
для минимумов: 500, 500, 700, 900, 1100, 800, 200,
т.е., в среднем, 5000 / 9 = 556 лет — это около 49 солнечных циклов, почти 50.
В таблице выше он фигурирует как 500-600-летний (~570 цикл III-A.10-II-A.12.

Двухвековая цикличность СА

Отмечена и двухвековая цикличность.
В её минимумы (периоды около 200 лет) наблюдаются устойчивые ослабления солнечной активности.
Они длятся десятки лет и носят название глобальных минимумов —
минимум Маундера (1645-1715), минимум Шпёрера (1450-1540), минимум Вольфа (1280-1340) и другие.

Период Маундера (400-500 лет)

Уровни солнечной активности

Маундеровский минимум (Минимум Маундера) — период долговременного уменьшения количества солнечных пятен в 1645—1715 годы (60 лет).
По подсчётам английского астронома Эдварда Уолтера Маундера (1851—1928),
за этот период наблюдалось всего около 50 солнечных пятен вместо обычных 40-50 тысяч.
Изотопный анализ позволил выявить 18 минимумов активности Солнца за последние 8000 лет,
включая минимум Шпёрера (1450—1540 или 1400-1510 — 110 лет) и минимум Дальтона (1790—1820).

  • в Солнечной системе — большое количество комет, плоскость орбит которых имела большой наклон к эклиптике
    (равный наклону Галактики);
  • у Солнца — увеличилась скорость своего вращение на экваторе на 3-4%;
    увеличилась в 2 раза разность скоростей вращения Солнца на широтах 0-20 градусов;

Согласно Т. В. Гайворонской (2011), солнечная активность и земная
сейсмичность — противоположные явления.
Следовательно, в минимумы СА, повторяющихся с этим периодом, должно наблюдаться и повышение количества землетрясений.

Сверхтысячелетние циклы СА

Также существуют циклы в 1000 и 2300 лет.

Цикл Холлстатта (халльштаттские колебания)

Цикл примерно в 2300 (2100-2500) лет, называемый «циклом Холлстатта»,
установлен по данным радиоуглеродного анализа. Это колебания изотопов Be10 и C12.

В последний десяток тысяч лет наша планета испытывает систематические изменения в климате
и количестве радиоактивных изотопов углерода и бериллия (углерод-14 и бериллий-10).
Данные изменения называют халльштаттскими колебаниями, с периодом около 2100 — 2500 лет.
С некоторым запозданием относительно циклического изменения уровня изотопов
слегка изменяется и земной климат.

Последние 2500 лет мы находимся в так называемом субатлантическом периоде –
довольно прохладным по климату сравнительно с предшествующими временами.
До самого последнего времени причины колебаний изотопов и климата оставались неясными.

Астрономы из Италии проанализировали колебания климата за последние 12 000 лет
(конец верхнего палеолита)
и пришли к выводу, что его периодические изменения связаны с влиянием нескольких крупнейших планет
Солнечной системы.
Их гравитация раз в 2318 лет слегка изменяет орбиту Земли, то увеличивая, то уменьшая
количество получаемой ею от Солнца энергии.

Статья опубликована в Earth Science Reviews, а с её препринтом можно ознакомиться на сайте Корнелльского университета.

На первый взгляд ничтожное изменение имеет серьезные последствия:
каждые 2318 лет вытянутость эллиптических орбит всех планет в целом несколько сокращается,
и они становятся ближе к ровной окружности.
«Выравнивание» орбит слегка меняет как гравитационное, так и электромагнитное поле Солнечной системы в целом,
а также воздействует на циклы солнечной активности.
Все эти три фактора вместе влияют на размеры гелиосферы – «пузыря», образуемого солнечным ветром.

За счёт того, что орбиты планет становятся ближе к кругу, весь этот «пузырь» уменьшается в размерах.
Космическим лучам извне становится легче проникать внутрь гелиосферы.
Когда резонанс, случающийся каждые 2318 лет, проходит, усреднённые орбиты планет системы снова «вытягиваются».
За счет этого «пузырь» гелиосферы опять расширяется, а количество галактических лучей внутри него снова падает до нормы.

Такие колебания гелиосферы с периодичностью в 2318 лет имеют глубокие последствия для всех планет в целом
и для Земли в частности.
Частицы солнечного ветра гелиосферы образуют барьер на пути космических лучей —
заряженных частиц, летящих от далёких космических объектов. Эти лучи имеют значительную энергию.
Если они достигают атмосферы нашей планеты, то часто выбивают протон из встреченных там атомов азота.
После этого бывший атом азота становится атомом углерода-14, который окисляется кислородом.
Образуется молекула углекислого газа, опускающегося из-за тяжести вниз.
У поверхности он связывается растительностью (тогда углерод-14 обнаруживают в древесных кольцах),
либо во льду (тогда углерод-14 находят в ледяных кернах).

Сходным путём идёт и образование бериллия.

Поскольку оба изотопа не очень стабильны, по изменению их концентрации можно датировать
всплески и провалы в интенсивности бомбардировки планет космическими лучами.
Именно ориентируясь на эти всплески, учёные и предположили существование 2318-летнего цикла, описанного выше.

Однако роль космических лучей не сводится к наработке нестабильных изотопов в стратосфере.
Как показал ряд опытов последних лет, подобные лучи провоцируют образование в воздухе центров конденсации облаков.
Облака изменяют отражательную способность планеты, влияя на долю солнечных лучей, отражаемых Землёй в космос.
Это ведёт к колебаниям средней планетарной температуры — изменениям климата.

Именно этим авторы новой работы объясняют странные сдвиги температуры в последние 12 тысяч лет,
после окончания ледникового периода.

Они полагают, что колебания такого рода были и раньше, но отследить их для более древних периодов сложнее,
потому что весь углерод-14 из тех эпох уже распался.

Авторы показывают, что орбитальные резонансы, влияющие на поток падающих на нас космических лучей,
существуют и на отрезках короче 2318 лет. В частности речь идет о периодах в 20, 45, 60, 85, 159-171-185 лет.
Все они гораздо слабее 2318-летнего, но также могут оказывать влияние на интенсивность образования облаков
и, таким образом, климат планеты.
Исследователи предполагают, что это может объяснить множество более быстрых скачков температур
в древности
и средневековье.
Например, малый ледниковый период, он же маундеровский минимум, когда температуры упали настолько резко,
что климат Западной Европы соответствовал современной средней полосе России.

Последний тезис может вызвать серьёзное противодействие ряда климатологов.
Большинство из них полагает, что лишь антропогенные выбросы углекислого газа сильно влияют на климат планеты
после окончания ледникового периода.
Отсюда и категорические призывы научного сообщества
принять меры по борьбе с выбросами парниковых газов и остановить потепление.

Если окажется, что климат испытывает серьёзные колебания вне всякого человеческого вмешательства,
политику корректировки глобального климата планеты, возможно, придётся пересмотреть.

Многотысячелетние циклы СА

Также существуют циклы в 35 и 100 тысяч лет.

Влияние планет на гелиоактивность

Уровни солнечной активности

Логично предположить, что на солнечную активность влияет обращение и расположение планет.
Их обращение вокруг нашего светила вызывает:

  • приливы на Солнце,
  • смещение общего центра тяжести Солнечной системы.

Периодические же сближения планет между собой усиливают это действие.

ученые из центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR) предлагают новую теорию циклов солнечной активности.
В работе, опубликованной в журнале Solar Physics, они показали, что 11-летний цикл
может быть вызван приливным влиянием некоторых планет Солнечной системы,
а именно Венеры, Земли и Юпитера.
Исследователи обратили внимание, что эти три планеты выстраиваются в одном направлении примерно раз в 11 лет.

Вероятно, конфигурацией планет нужно объяснять все «разношёрстные» циклы СА, а не только кратные 11-12 годам.

  • 6 сидерических периодов обращения Марса = 11,286 земных лет ~11,3;
  • 46 сидерических периодов обращения Меркурия = 11,079 земных лет ~11,1;
  • 137 синодических периодов обращения Луны = 11,077 земных года ~11,1;
  • 18 сидерических периодов обращения Венеры = 11,074 земных года ~11,1;

Также посмотрите, как, например, 180-летний ритм СА проявляется в обращениях и соединениях планет:

  • 5 сидерических обращений Юпитера = 177,933 земных года;
  • 6 сидерических обращений Сатурна = 176,746 земных лет;
  • 9 синодических циклов соединения Юпитер-Сатурн = 178,734 земных года;
  • 13 синодических циклов соединения Юпитер-Уран = 179,542 земных года;
  • 14 синодических циклов соединения Юпитер-Нептун = 178,923 земных года.
  • 4 синодических цикла Сатурн-Уран = 181,455 земных года;
  • 5 синодических циклов соединения Сатурн-Нептун = 179,385 земных года;

Вероятно, эти противостояния и парады вызывают на Солнце приливы. Рассмотрим подробнее их силу и периодичность.

Влияние обращения планет на активность Солнца

Прежде всего взглянем на периоды орбит планет Солнечной системы:

  • Меркурий — около 1/4 земного года (0,24)
  • Венера — примерно 2/3 земного года (0,62)
  • Земля — 1 год (5/3 оборота Венеры и почти 4 оборота Меркурия)
  • Марс — около 2 (1,88) земных лет и почти 3 венерианских года
  • Юпитер — около 12 лет (11,9 ~ 6 оборотов Марса) —
    раньше был основным кандидатом на «главный», 11-летний цикл СА (I-B.10 — I-B.17)
  • Сатурн — примерно 30 лет (29,5 ~ 5/2 оборота Юпитера) —
    может быть фактором 30-летнего цикла СА I-C.26 — I-C.28
  • Уран — почти 84 года (почти 7 лет Юпитера) —
    может быть фактором 85-летнего цикла СА II.4
  • Нептун — около 165 (164,8 — чуть меньше 2 лет Урана) лет —
    может быть фактором 160-летнего цикла СА III-A.1
  • Плутон — 249 (248,5 — почти 3/2 оборотов Нептуна) лет —
    но его влияние, очевидно, низначительно
  • мифическая Звезда Миллиуса — 1460? лет — почти как 1400-летний цикл III-B.14
  • мифическая Нибиру — 3600 лет
  • мифическая звезда календаря майя (Немезида?) — 5100 лет
  • Седна — 10500 лет — но её влияние, скорее всего, ничтожно
  • предсказываемая Планета X — 15000 лет

Можно сюда добавить также мифические планеты закойперовской
зоны и из кометного облака Оорта:
Тихе, Прозерпина, причём, некоторые из них могут быть
суперземлями, планетами-гигантами или даже достаточно массивными коричневыми карликами — двойниками Солнца.

Также интересно сравнить ритмы СА с целочисленными рядами планетарных лет:

Видим интересные совпадения (планетарные резонансы — выделены жирным, а менее точные — подчёркиванием):
около 1; 1,2; 1,9; 2,4-2,5; 3,0-3,1; 3,7-3,8; 5,0; 5,6; 6,1;
118-119; 165-168; 248-252; 330-336; 494-504; 659-672; 746-756; 824-840; 989-994; 1483-1491 земных лет —
или, округлённо: 1, 2, 3, 4, 5, 6; 120, 170, 250, 333, 500, 666, 750, 830, 990, 1490.

Наибольшее число резонансов — у Венеры — она управляет всем!

Часть из этих резонансов включает другие: 4 =2*2, 6 =2*3;
250 ~120*2, 333 ~170*2, 500 =250*2 ~170*3, 666 =333*2 ~170*4, 750 =250*3, 830 ~170*5, 990 ~333*3, 1490 ~500*3,
или включают их гармоники: 3 =2+2/2; 170 ~120+120/2, 250 ~170+170/2, 500 ~333+333/2, 1490 ~990+990/2,
или резонируют через несколько оборотов: 3*4 = 6*2; 250*4 = 333*3,
а некоторые даже являются суммами других: 1490 ~830+666.

Влияние резонансов планет на гелиоактивность

  • 1 оборот Марса (1,88) почти равен 3 оборотам Венеры (0,62*3=1,86) и приблизительно равен 2 оборотам Земли;
    следовательно, несмотря на малое приливное воздействие самого Марса,
    он в нескольких витках своих оборотов усиливается Землёй и Венерой (пока они внутри малого сектора — при «параде»).

    Резонанс 3-х планет (Ме+Ве+Ма) будет наблидаться примерно через 3,6 лет
    (это 6 лет Венеры, 16-18 лет Меркурия и примерно 2 года Марса).

    Резонанс же всех 4-х внутренних планет (с Землёй) будет при 5 таких циклах — 3,6 * 5 = 18 земных лет.
    А за период 36 лет к этому резонансу прибавится и 3 года Юпитера.

    Такие солнечные циклы тоже обнаружены (16-18 и 30-40 лет).

  • Сатурн (30 лет = 2*3*5) с Юпитером (12 = 3*4) резонируют 1 раз в 60 лет (5 * общий делитель 6) —
    это 2 года Сатуурна и 5 лет Юпитера.
    Этот цикл СА известен и шумерам и китайцам.
  • Кругосолнечный оборот Урана (84 года) разлагается на множители 3*4*7, следовательно,
    имеет общий делитель 6 с Сатурном и 12 с Юпитером.
    Поэтому год Урана является резонансом с 7 годами Юпитера (7*12=84),
    а 5 лет Урана (420 лет) — с 14 годами Сатруна (14*30=420).

    Этот цикл является резонансом всех планет от Меркурия до Урана:
    420 Зе = 1750 Ме ~ 677 Ве ~ 223 Ма = 35 Юп = 14 Са = 5 Ур.
    Он также известен как один из многовековых солнечных циклов.

  • Год Нептуна (164,8) примерно равен 14 годам Юпитера (14*11,9=166,6) и 2 годам Урана (2*84=168).
    Это соответствует солярному ритму 160-170 лет.
    5 таких циклов (5*164,8=824), или примерно, 2 по 420 (840 лет) будет периодом,
    при котором резонируют все планеты Солнечной системы, кроме Плутона
    и транскойперных.
    Что касается солнечной активности, то известен близкий цикл 600-800 лет.

Влияние соединений планет на активность Солнца

Движение Солнца относительно барицентра СС можно назвать В-активностью Солнца,
а статические приливы на Солнце — W-активностью Солнца.

В сводной таблице ниже показано влияния планет на W-активность и B-активность Солнца:

Силы, действующие на Солнце, со стороны различных космических объектов (в порядке приливного воздействия):

Ситуация, в которой планеты выстраиваются приблизительно в одну линию, называется парад планет.
Пользуясь результатами расчетов из таблицы, оценим суммарное воздействие планет внутри орбиты Сатурна.
Находясь на одной линии, эти планеты создают на Солнце гравитационное поле с напряженностью

g = gС + gЮ + gМарс + gЗ + gВ + gМ =
(1,9 + 21 + 0,08 + 1,8 + 2,8 + 0,65) ∗ 10−8м/с2 = 28,2 ∗ 10−8 (м/с2).

Вычисление приливного воздействия гравитационно значимых планет на Солнце

Теперь вернёмся к нашей орбитальной задаче и представим, что 2 планеты вращаются по одной орбите с разной скоростью.
Например, нужно вычислить время сближения Земли с Марсом T,
имея скорость Земли VЗем=360° за 1 г и скорость Марса VМар=360° за 1,88 лет.

Решаем по полученной формуле (здесь у нас Марс — первый более медленный бегун):
T = C / (VЗемМар

Вычислим это по найдённой нами формуле для внутренней планеты 1 и внешней планеты 2:
T = 1 / (1 / T1 — 1 / T2),.

  • Юпитер + Венера (21 + 2,8 = 23,8): T = 1 / (1/0,62 — 1/11,9) = 1 / (1,613 — 0,084) = 1/1,529 = 0,654 ~ 0,7 года
  • Юпитер + Сатурн (21 + 1,9 = 22,9): T = 1 / (1/11,9 — 1/29,5) = 1 / (0,084 — 0,034) = 1/0,5 = 2 года
  • Юпитер + Земля (21 + 1,8 = 22,8): T = 1 / (1/1 — 1/11,9) = 1 / (1 — 0,084) = 1/0,016 = 62,5 ~ 63 года
  • Юпитер + Меркурий (21 + 0,7 = 21,7): T = 1 / (1/0,24 — 1/11,9) = 1 / (4,167 — 0,084) = 1/4,083 = 0,245 г.
    (т.е., с каждым витком Меркурия он встречается с Юпитером почти на том же месте орбиты — чуть-чуть дальше)

Видим, что эти соединения почти не наши своё отражение в ритмах Солнца —
возможно, потому, что эти периоды близки к периодам обращения планет.

Теперь проверим периоды сближений для этих 4 планет (создающие напряженность поля 2,5-4,7) между собой (без Юпитера):

  • Венера + Сатурн (2,8 + 1,9 = 4,7): T = 1 / (1/0,62 — 1/29,5) = 1 / (1,613 — 0,034) = 1/1,579 = 0,633 — почти венерианский год
  • Венера + Земля (2,8 + 1,8 = 4,6): T = 1 / (1/0,62 — 1/1) = 1 / (1,613 — 1) = 1/0,613 = 1,631 — почти марсианский год (1,9 л.)
  • Сатурн + Земля (1,9 + 1,8 = 3,7): T = 1 / (1/1 — 1/29,5) = 1 / (1 — 0,034) = 1/0,966 = 1,035 — почти тот же земной год
  • Венера + Меркурий (2,8 + 0,7 = 3,5): T = 1 / (1/0,24 — 1/0,62) = 1 / (4,167 — 1,613) = 1/2,554 = 0,392 ~ 0,4 г.
  • Сатурн + Меркурий (1,9 + 0,7 = 2,6): T = 1 / (1/0,24 — 1/29,5) = 1 / (4,167 — 0,034) = 1/4,133 = 0,242 — почти тот же меркурианский год
  • Земля + Меркурий (1,8 + 0,7 = 2,5): T = 1 / (1/0,24 — 1/1) = 1 / (4,167 — 1) = 1/3,167 = 0,316 ~ 0,3 г.

Следующий этап — для этих сближений вычислим периоды сближений с третьей планетой:

На самом деле, таких гравитационных воздействий на Солнце происходит больше
ввиду того, что необязательно трём планетам выстраиваться строго по прямой,
т.е., нужно учитывать влияние и «парадов планет».
Поскольку они происходят не на одной прямой, а близко к ней,
общее их приливное воздействие будет несколько меньше показанной суммы в формулк выше.

Для вычислений таких «средних парадов» (поскольку учитываться булдут не 4 или 6, а 5 гравитационно значимых планет)
нужно задавать наложения синусоид, что несколько сложнее применяемой выше формулы.

Влияние парадов планет на активность Солнца

  • Малый парад — астрономическое явление, во время которого 4 планеты
    оказываются по одну сторону от Солнца в небольшом секторе.
  • Большой парад — явление, во время которого 6 планет
    оказываются по одну сторону от Солнца в небольшом секторе.

Исторически засвидетельствованные парады планет и их вероятные геосоциальные последствия:

  • 1776 год — Один из околовековых циклов Каспийского моря, совпавший с Большим Минимумом СА.
    С 1770 по 1790 изверглись вулканы Майон, Папандаян; Везувий, Лака; Унсен.
  • 1941 год — Гитлером утверждён план «Барбаросса» для блицкрига на СССР.
  • 2022 год — будущий парад планет и граница между двумя волнами Кондратьева.

Влияние парадов планет на Земной шар

Уровни солнечной активности

Актинометрия и коронарные выбросы

Актинометрия — прикладной и междисциплинарный раздел гелиофизики, изучающий лучистую радиацию Солнца и Земли,
их географическое распределение и влияние на народное хозяйство.

Во время коронального выброса из солнечной короны под действием магнитного поля выбрасывается до миллиарда тонн
субатомных частиц —
в основном электронов и протонов — со скоростью в миллионы километров в час.

Частицы попадают в верхние слои атмосферы Земли и бомбардируют находящиеся там атомы.
Ядра азота и кислорода расщепляются, образуя радиоактивный изотоп бериллия под названием бериллий-10,
который затем выпадает с дождем на поверхность Земли.
Когда частицы сталкиваются с аргоном, создается радиоактивный хлор-36, а при их взаимодействии с азотом синтезируется углерод-14.

Если речь идет о недавнем времени, ученые ищут эти изотопы в кольцах деревьев и судят по ним о солнечной активности.
А чтобы узнать о процессах на Солнце в доисторические времена, они изучают ледяные керны.

Примерно за 9125 лет до 1950 года (около 7176 лет до н.э. — начало
новокаменного века)
на нашем светиле произошел самый мощный корональный выброс солнечной массы за последние 10 тысяч лет.
Беспрецедентный корональный выброс массы, вопреки ожиданиям, произошел во время солнечного минимума, когда его активность была очень слаба.

Уровни солнечной активности

С развитием космических технологий, можно наблюдать за активностью нашей звезды уже в режиме онлайн

Здесь Вы сможете смотреть за нашей космической погодой онлайн, которая в основном зависит от активности нашей звезды. Данные поступают напрямую со спутника SDO и обновляются очень часто, поэтому Вы можете всегда узнать точное состояние активности нашего Солнца и космической погоды.

Солнечная активность сегодня

Данные представленные ниже получены инструментом AIA установленном на космическом аппарате Solar Dynamics Observatory (SDO) и предназначены для получения качественных изображений короны. Снимки охватывают как минимум 1,3 солнечных диаметров в нескольких длинах волн, с разрешением около 1 угловой секунде.

Основная цель инструмента AIA — значительно улучшить наше понимание физики Солнечной атмосферы, которая формирует космическую погоду. Инструмент AIA производит данные, необходимые для количественного изучения корональных магнитных полей и плазмы. Он обеспечивает новое понимание наблюдаемых процессов и, в конечном счете, развивает передовые инструменты прогнозирования, необходимые для всех нас

Ниже приведены снимки активности Солнца сегодня онлайн в режиме реального времени

Уровни солнечной активности

Длина волны 193 ангстрем (охватывает корону), что соответствует температуре порядка 1,2 млн. градусов.

Состояние космической погоды в Солнечной системе зависит от нашего светила. Потоки ионизированной плазмы, жесткое излучение и вспышки, солнечный ветер, это главные параметры.

Уровни солнечной активности

Длина волны 171 ангстрем (охватывает спокойную корону), что соответствует температуре порядка 0,6 млн. градусов.

Уровни солнечной активности

Длина волны 94 ангстрем (горячая корона), что соответствует температуре порядка 6,3 млн. градусов.

Уровни солнечной активности

Длина волны 304 ангстрем (охватывает переходный слой и хромосферу), что соответствует температуре порядка 50 000 градусов.

Уровни солнечной активности

Длина волны 4500 ангстрем (фотосфера), что соответствует температуре порядка 5000 градусов.

Уровни солнечной активности

Длина волны 1600 ангстрем (переходный слой и верхняя фотосфера), что соответствует температуре порядка 5000 градусов.

Онлайн график активности космической погоды

Содержит следующие параметры: график протонов (данные со спутника GOES-14). Обновление каждые 5 минут.

Уровни солнечной активности

Наблюдение за Солнцем велось с момента появления самого человека, однако с развитием технологий все более человечество приближалось к понимаю его природы. Возникновение телескопа в 17 веке повлекло за собой открытие солнечных пятен – совершенно неожиданного на тот момент явления, так как Солнце считалось неким идеалом, который не способен иметь какие-либо недостатки, особенно пятна. Несмотря на большие сомнения по поводу существования пятен на Солнце, один из первооткрывателей их – Галилео Галилей начал вести наблюдение за пятнами. Это привело к тому, что было обнаружена периодичное изменение их количества. Так наибольшее количество пятен наблюдалось примерно каждые 11 лет.

То есть в некоторый момент, когда количество пятен достигает максимального количества называется годом максимума пятен. Вслед за максимумом начинается уменьшение количества солнечных пятен, и в среднем через шесть лет можно наблюдать минимальное количество пятен. Далее их число снова начинает возрастать.

Чтобы вести счет солнечных циклов было принято, что максимум, наблюдаемый в 1761-м году является максимумом первого цикла Солнца.

Видимые изменения Солнца

В связи с циклами Солнца были замечены периодические изменения и других солнечных явлений. К таким относятся другие объекты, возникающие на Солнце – флоккулы, факелы и протуберанцы. Флоккулы – яркие и плотные волокнистые образования в одном из слоев Солнца – хромосфере. Факелы – яркие поля, которые обычно окружают солнечные пятна. Количество обоих этих наблюдаемых объектов меняется так же, как и количество пятен, и в те же годы достигает максимума и минимума.

Другим явлением, которое также имеет 11-летний период, являются протуберанцы – пучки солнечного вещества, которые поднимаются над поверхностью звезды и некоторое время находятся в таком положении посредством воздействия магнитного поля Солнца. Однако, в отличие от флоккул и факелов, наибольшее количество протуберанцев наблюдается не в годы максимума Солнца, а за 1-2 года до этого.

Еще одно явление, которое, как оказалось, изменяется с 11-летним периодом это форма солнечной короны – внешний слой Солнца, который можно частично наблюдать без специального инструментария, закрыв перед собой нашу звезду круглым предметом, например, монеткой. В годы максимума она имеет наибольшее развитие и ее многочисленные пучки лучей и струй расходятся во всех направлениях, образуя сияние примерно округлых очертаний. В годы минимума она оказывается состоящей только из двух ограниченных пучков, распространяющихся в плоскости экватора.

В связи с периодизацией наблюдаемых вышеупомянутых явлений, которые хоть и имеют одинаковый период, отличаются своими годами максимума/минимума, принято говорить не об одиннадцатилетнем периоде пятен, а об одиннадцатилетнем периоде солнечной активности. Под этим подразумевается как вся совокупность наблюдаемых на Солнце образований и явлений, так и неизвестная нам причина, заставляющая их периодически меняться.

Причина циклов Солнца

Несмотря на то, что солнечные явления несомненно изменяются периодично, 11 лет – это лишь среднее значение такого периода, который может расположиться в диапазоне от 7-ми до 17-ти лет.

Известно, что Солнце влияет не только на освещенность и температуру Земли, но также и на ее магнитное поле. Так иногда можно наблюдать неправильные, как бы случайные, колебания стрелки в ту или другую сторону. В разные дни они достигают разной величины. Бывают дни, когда амплитуда колебаний настолько значительна, что колебания можно наблюдать даже при помощи обычного компаса. Такие быстрые изменения земного магнетизма называются магнитными бурями. Энергия магнитных бурь изредка даже способна вызывать аварии в электрических сетях.

Если подсчитать число магнитных бурь за каждый год, а потом построить график, представляющий ход годвого числа бурь со временем, то получится кривая с максимумами, чередующимися через 11 лет. На данном графике I – амплитуды суточных колебаний склонения магнитной стрелки, II – амплитуды суточных колебаний горизонтальной составляющей магнитного поля, III – относительные числа солнечных пятен.

Уровни солнечной активности

График солнечного цикла

Таким образом, причина, вызывающая периодизацию солнечных пятен, также периодично влияет на изменение магнетизма Земли. Кроме того, было замечено, что магнитная буря случается чаще всего после того, как через середину видимого полушария Солнца проходи группа крупных и бурно развивающихся пятен.

Позже была заметна и 11-летняя периодичность количества полярных сияний, и некоторых других явлений, протекающих в атмосфере Земли. Примечательно, что указанные изменения на Земле запаздывают против соответствующих им явлений на Солнце примерно на 1-2 суток. Так как солнечный свет доходит до Земли за 8 минут, причина периодизации указанных явлений на Земле не связана с ним.

В связи с развитием технологий, в 1908-м году американский астроном Джордж Хейл обнаружил магнитное поле Солнца. Дальнейшее его изучение привело к тому, что именно магнитное поле нашей звезды, а также его изменения вызывают описанные выше явления.

Оцените статью
Землетрясения