Цикл солнечной активности доклад
Обновлено: 04.07.2024
В периоды максимума цикла Активные области расположены по всему солнечному диску, их много и они хорошо развиты. Период минимума они располагаются вблизи экватора их не много, и они развиты слабо. Видимым проявлением активных областей являются солнечные пятна, факелы, протуберанцы, волокна, флоккулы и пр. Наиболее известным и изученным является 11 летний цикл, открытый Генрихом Швабе и подтвержденным Робертом Вольфом, который исследовал изменение активности солнца при помощи предложенного им индекса Вольфа, за два с половиной столетия. Изменение Активности солнца с периодом равным 11, 1 года носит название закона Швабе - Вольфа. Также предполагается существовании 22, 44 и 55 летних циклов изменения активности. Установлено что величина максимума циклов меняется с периодом около 80 лет. Эти периоды проявляются непосредственно на графике активности солнца.
Но ученые, изучив кольца на спилах деревьев, ленточную глины, сталактитам, залежам ископаемых, раковинам моллюсков и другие признаки, предположили существование и более продолжительных циклов, длительностью около 110, 210, 420 лет. А так же и так называемые вековые продолжительностью и сверхвековые циклы 2400, 35000, 100 000 и, даже, 200 - 300 миллионов лет.
Но зачем уделять так много внимания изучению активности Солнца? Ответ заключается в том, что наше дневное светило оказывает огромное влияние на землю и на земную жизнь. Увеличение интенсивности так называемого "солнечного ветра" - потока заряженных частиц - корпускул - испускаемых Солнцем, может вызвать не только прекрасные полярные сияния, но и возмущения в магнитосфере земли - Магнитные бури - которые влияют не только на оборудование, что может привести к техногенным авариям, Нои непосредственно не здоровье человека. Причем не только физическое, но и психическое. В периоды максимума, например, учащаются случаи самоубийств. Активность солнца влияет так же на урожайность, рождаемость и смертность, и многое другое.
Вообще любой астроном - любитель может, проводя регулярные наблюдения Солнца сравнивать ее график с графиками интенсивности каких либо явлений связанных с атмосферой, биосферой и другие.
Активность нашей звезды временами меняется, и происходит это с определённой периодичностью. Эти периоды и называют солнечными циклами. За солнечные циклы отвечает магнитное поле звезды. Вращение Солнца отличается от вращения твёрдых тел. Разные области звезды обладают различными скоростями, что и определяет величину поля. И оно проявляется в фотосфере солнечными пятнами. Каждый цикл характеризуется сменой полярности магнитного поля.
Известные циклы активности
Одиннадцатилетний
Двадцатидвухлетний
По сути, это двойной цикл Швабе. Он связывает пятна и магнитные поля звезды. Каждые 11 лет изменяется знак магнитного поля и положение магнитных полярностей групп пятен. Для возврата общего магнитного поля в начальное положение требуется два цикла Швабе, или 22 года.
Вековой
Этот цикл 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. 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.
Влияние на нашу жизнь
Как считает М. Гухатхакурта, астрофизик НАСА, не только солнечные максимумы воздействуют на нашу жизнь, но и минимумы тоже. Чередование фаз изменения солнечной активности имеет свою специфику и вредные последствия. В солнечные циклы, на максимумах, обостряются риски сбоя в работе различного оборудования. Более интенсивное ультрафиолетовое облучение нагревает атмосферу, увеличивая её объём. Усиливается лобовое сопротивление, воздействующее на спутники и на МКС. Они мощнее притягиваются к Земле, и приходится корректировать их орбиты. Но от этого есть и некоторая польза: Из-за усиления притяжения космический мусор также устремляется к планете, сгорая в плотных атмосферных слоях.
В минимумы циклов интенсивность ультрафиолетового излучения падает, и от этого атмосфера Земли охлаждается и уменьшается в объёме. Солнечный ветер ослабевает, но усиливается поток космических лучей.
Опубликованы данные норвежских учёных, из которых вытекает, что люди, рождённые в год спокойного Солнца, живут дольше примерно на 5 лет. Были отслежены время рождения и смерти 8600 человек в двух населённых пунктах за период от 1676 до 1878 годов. Этот период выбрали потому, что на него существуют данные за 11-летний цикл активности Солнца. Но механизм влияния активности Солнца на продолжительность жизни пока не ясен.
С цикличностью солнечной активности тесно связаны глобальные события, происходящие на нашей планете. Самые известные эпидемии чумы, холеры, а также учащение наводнений и засух приходятся именно на максимумы активности Солнца. С этим явлением связываются и социальные потрясения. Революции и большие войны тоже укладываются в систему цикличности.
Сбои циклов
Но не всё вписывается в рамки цикличности. Солнце имеет свой характер, и иногда проявляется его своеобразие. Например, 23-й солнечный цикл должен был завершиться в 2007 – 2008 годах. Но не завершился, и чем вызван такой феномен, пока не понятно. Получается, что солнечные циклы – незакономерная закономерность нашего светила.
В 2012 году, вместо предполагаемого максимума активности, она упала ниже отметки 2011 года. Весь последний уровень солнечной активности в 4 раза ниже высших значений, известных за 260 лет наблюдений.
С середины 2006 до середины 2009 годов Солнце было в глубоком минимуме. Этот период характерен несколькими рекордами спада активности. Отмечались наименьшие показатели скорости солнечного ветра. Наблюдалось максимальное число дней без пятен. Активность вспышек упала к нулю. Из этого вытекают возможные варианты дальнейшего поведения Солнца. Если считать, что в каждом цикле звезда высвобождает определенное количество энергии, то после нескольких лет пассивности, она должна эту энергию выбросить. То есть, новый цикл должен быть очень быстрым и достичь высочайших значений.
Предельно высокие максимумы за все годы наблюдений не фиксировались. А вот исключительные минимумы отмечались. Из этого следует, что провал активности – намёк на сбой солнечных циклов.
Изменения активности Солнца, возникающие с особой периодичностью, называются солнечный цикл. Они отражают появление сильных магнитных полей, проявляющихся в фотосфере в виде темных солнечных пятен.
Наблюдать за этим явлением нашей звезды начали еще в древности. Впервые пятна на Солнце разглядели еще в Китае около 3 тысяч лет назад. Появление первых телескопов способствовало более детальному изучению небесного светила. Была установлена периодичность появления пятен в фотосфере, их поведение, а также связь с изменениями погоды и климата на Земле. В 19 веке удалось систематизировать все сведения и вычислить циклы Солнца.
В наше время связь между процессами внутри нашей звезды и погодой на Земле продолжает изучаться благодаря орбитальным обсерваториям и метеорологическим спутникам.
Известные циклы активности
Самым изученным и наиболее выраженным циклом солнечной активности является одиннадцатилетний цикл, открытый немецкий астрономом и ботаником Генрихом Швабе. Для начала стоит понять что это такое. Если очень просто выразится то это изменение уровня динамичности нашей звезды на протяжение отрезка времени.
Другими наблюдаемыми изменениями нашего светила есть:
- 22-летний (Хейла);
- Вековой (Гляйсберга);
- Тысячелетний (Холлстатта).
Solar_Cycle
11-летний
Самый известный и исследованный солнечный цикл отражает усиление и последующее ослабление магнитных полей звезды, продолжающиеся в течение 11 лет. Первые 4 года заметно возрастает число солнечный пятен и наблюдается сдвижение их зоны образования к экватору. В это время регистрируются мощные протуберанцы и учащаются вспышки на Солнце. Следующие 7 лет активность звезды постепенно убывает.
Цикл Швабе не всегда длится ровно 11 лет. До 20 века его значения изменялись от 7 до 18 лет, а в середине прошлого столетия его средняя продолжительность стала равняться 10,5 годам. Новая одиннадцатилетняя периодичность изменений магнитного поля звезды началась в 2009 году.
Для определения уровня 11-летнего периода солнечной магнитной активности устанавливают число Вольфа – относительное число пятен в фотосфере. С помощью данного показателя вычисляется минимум и максимум изменений, начиная с 1755 года. Наиболее интенсивной смена магнитных полей Солнца была в 19 цикле Швабе: максимальное и минимальное значения числа Вольфа составляли соответственно 201 и 40.
22-летний
Отражает изменения магнитного поля Солнца. На протяжении одного цикла Швабе происходит смена знаков магнитных полюсов Солнца. Для того, чтобы они вернулись к исходному состоянию, требуется еще 11 лет. Это периодичность и составляет 22-летний цикл солнечной активности.
Вековой
Его продолжительность в среднем составляет 85 лет. Он связан с 11-лений периодичностью активности Солнца и отражает наиболее максимальные ее изменения. Последний максимум вековой цикличности магнитного поля звезды наблюдался в 19 цикле Швабе, а следующий придется на середину 21 века.
Тысячелетний
Все описанные выше изменения укладываются в наиболее крупную периодичность изменений активности Солнца продолжительностью более 2300 лет. Ее наличие подтвердило измерение радиоактивного изотопа углерода в атмосфере Земли.
Влияние на нашу жизнь
Зависимость жизни на нашей планете и интенсивности процессов в нашей звезде изучается не только астрономами, но и метеорологами, физиками, медиками и историками. Установлено, что в периоды максимального числа пятен на Солнце наблюдается больше сбоев и поломок разнообразного оборудования, требуют корректировки своей орбиты околоземные спутники и станции. В это время увеличивается продолжительность засухи, ведущей к снижению урожайности сельскохозяйственных угодий. Вспышки эпидемий смертельно опасных заболеваний, а также наиболее крупные социальные потрясения также наблюдаются в периоды максимума солнечной магнитной активности.
Сбои цикличности
Невозможно точно спрогнозировать начало и конец следующей солнечной активности, а также поведение звезды в течение этого времени. Например, 23-й цикл Швабе должен был закончиться в 2007 году, но продолжался до 2009. В 2012 году ожидался максимум числа пятен и вспышек на Солнце, но их число было меньше, чем в 2011 году. В период с 2006 по 2009 годы солнечная активность упала на рекордно низкую отметку за всю историю наблюдений. Считается, что за такой пассивностью Солнца должен последовать всплеск его активности и следующая периодичность может стать рекордно высоким.
Солнечная активность происходит с особой периодичностью, которую называют циклом. Во время этого процесса возникают пятна на Солнце, вспышки, протуберанцы и прочие явления.
Наблюдение за солнечной активностью ведется уже очень долгое время. Первые пятна на Солнце были замечены примерно за тысячу лет до нашей эры. А когда появились первые телескопы, ученые смогли изучить нашу звезду более тщательно. Так они пришли к выводу, что пятна появляются на Солнце не случайно, а периодически, и что они как-то могут влиять на погодные и климатические изменения на нашей планете. Вычислить точные цифры и систематизировать их удалось лишь в 19-ом столетии.
Досконально связь между солнечной активностью и земной погодой не изучена до сих пор. Однако сегодня в этом ученым помогают спутники, обсерватории и более мощные телескопы.
.jpg)
Солнечная активность
Известные циклы солнечной активности
Циклы представляют собой отслеживание активности Солнца за определенный период времени. Существует целых четыре более ли менее изученных циклов, самый популярный из которых 11-летний. Давайте рассмотрим их подробнее.
11-летний
Наиболее известный и практически досконально изученный цикл, открытый немецким астрономом Генрихом Швабе и названный в его честь. Как не сложно догадаться, он описывает динамичность явлений на Солнце каждые 11 лет. За четыре года увеличивается количество пятен на поверхности звезды, а следующие семь лет они постепенно убывают.
Цикл Швабе хоть и называется 11-летний, но это лишь примерное число, и в среднем он всегда длился десять с половиной лет. Первый настоящий 11-летний период начался лишь в 2009 году. А бывали и такие случаи, когда цикл длился от 7 до 18 лет.
Чтобы вычислить период Швабе, необходимо узнать число Вольфа – количество тех самых пятен на Солнце. Благодаря ему уже более двухсот лет определяется наибольшее и наименьшее значение активности.
Уровень солнечной активности (ежемесячные числа Вольфа) в 1750—2006 годах.
22-летний
Данный цикл определяет изменение магнитных полюсов звезды. Учеными было установлено, что они меняются раз в два периода Швабе, поэтому данный цикл и получил такое название.
Вековой
Несмотря на свое название, средняя продолжительность векового периода составляет около 85 лет. По сути это просто отражение максимального значения активности 11-летнего цикла. В прошлый раз наибольшее количество пятен и протуберанцев наблюдалось в шестидесятых годах прошлого века, а в следующий будет примерно в середине этого.
Вековые циклы активности Солнца
Тысячелетний
Как это обычно бывает, продолжительность данного периода совсем не тысяча лет, а около 2300. Он показывает самые крупные изменения солнечной активности. Хоть лично их никто и не наблюдал, но измерение радиоактивного изотопа углерода на нашей планете позволили подтвердить наличие этого периода.
Солнечный цикл Холлстатта с периодом 2 300 лет по данным радиоуглеродного анализа.
Сбои цикличности
Как вы уже, наверное, поняли, нельзя однозначно сказать, когда начнется и закончится тот или иной цикл активности нашей звезды. Также нельзя предугадать ее поведение в это время. Прогнозы, конечно, существуют, но они не всегда точны. Даже прогнозирование самого короткого, 11-летнего периода ошибаются как минимум на год. Невозможно точно сказать, от чего это зависит, но исследования в этой области ведутся до сих пор.
Читайте также: