ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ВЕЙВЛЕТ-АНАЛИЗ ВРЕМЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ из "Турбулентность - модели и подходы Ч 2" что на Солнце есть пятна, знает каждый школьник. О том, что число этих пятен колеблется и достигает максимума примерно каждые 11 лет, знают почти все. Менее известен факт, что число пятен связано с интенсивностью магнитного поля Солнца. Эту связь поясняет рис.6.22. Магнитное поле Солнца имеет полоидальную компоненту (силовые линии выходят на поверхность вблизи одного полюса и заходят вблизи другого) и более мощную азимутальную - ее силовые линии образуют замкнутые кольца внутри конвективной оболочки Солнца. Когда напряженность магнитного поля растет, то вследствие неустойчивости на этих магнитных линиях возникают гигантские петли, выходящие за пределы конвективной оболочки. В местах выхода магнитное поле направлено вертикально и подавляет конвективное течение, приносящее горячую плазму из недр Солнца. В результате температура оказывается ниже, чем на остальной поверхности, так что эта область видна как темное пятно. Чем сильнее магнитное поле, тем больше петель и тем больше пятен видно на поверхности Солнца. [c.103] Связь пятен с магнитными полями стала понятна не так давно, но само существование пятен на Солнце в свое время так взволновало человечество, что астрономы начали вести систематический подсчет этих пятен практически с того момента, как Галилей построил первый телескоп (конечно, иногда солнечные пятна наблюдали невооруженным глазом и раньше). Долговременная запись среднемесячных чисел солнечных пятен начинается с наблюдений Галилея в феврале 1610 года, а с октября 1611 года наблюдения становятся довольно регулярными. Имеющийся на сегодня ряд данных не имеет в астрономии аналогов по регулярности и продолжительности наблюдений. [c.103] С уровнем солнечной активности. Первое, что бросается в глаза при взгляде на график (рис.6.23) солнечной активности - это череда пиков, каждый из которых охватывает приблизительно 11 лет. Это и есть знаменитый одиннадцатилетний солнечный цикл, характеризующий работу солнечного динамо - магнитогидродинамического генератора поля. Можно, однако, заметить, что амплитуда циклов непрерывно изменяется, а временами в работе динамо возникают сбои. Самый заметный сбой имел место в конце 17 - начале 18 веков, когда в течение почти 50 лет пятен на Солнце практически не было. Этот период называют минимумом Маундера. Другое заметное ослабление солнечной активности имело место в начале XIX века и называется минимумом Дальтона. [c.104] НОГО частокола пиков. По поводу значимости этих пиков велись споры долгие десятилетия. Сравнивая два спектра на рисунке, еще раз вспомним, что вейвлет-спектр является сглаженной версией спектра Фурье и что вейв-лет-спектр не дает кратных гармоник при негармоническом характере колебаний. [c.105] Вейвлет-анализ позволяет проследить как меняется длительность номинального 11-летнего цикла со временем, показывая, что 100-летний цикл фиксирует периодические попытки механизма генерации солнечного магнитного поля дать сбой и свернуть с обычных 11-летних колебаний в новый эпизод типа минимума Маундера. Удается получить и неизвестную ранее количественную закономерность в формировании сбоев в работе солнечного динамо. На рис.6.26 приведен график изменения длины солнечного цикла со временем. Этот график получен путем оцифровки максимума в темной полосе, соответствующей на вейвлет-плоскости 11-летнему циклу. На этом рисунке вертикальными линиями отмечены известные наблюдателям периоды снижения солнечной активности. Неожиданный результат состоит в том, что все эти периоды совпадают со спадающими участками на графике Т(1). Причем, чем выше было значение Т перед началом очередного минимума, тем глубже был сам минимум. Это обстоятельство, совместно с имеющимся на сегодня значением периода солнечного цикла позволяет сделать вывод, что хотя очередной сбой в солнечной активности и можно ожидать в начале следующего столетия, нового минимума Маундера случиться не должно. [c.105] Все результаты измерений собраны на рис.6.27. Бросается в глаза существенное отличие современных данных от тех, что были выполнены четыре столетия назад. Напрашивается простое объяснение этому факту, состоящее в том, что качество измерений в то далекое время бьшо существенно ниже, и это обусловило высокий уровень пульсаций сигнала (систематическое отличие в уровне сигнала объясняется тем, что видимый диаметр Солнца - величина субъективная и зависит от способа его определения). [c.106] Полученный результат заставляет пересмотреть сложившийся взгляд на природу солнечного цикла. 11-летний цикл объясняют, исходя из точки зрения, что он является свойством динамо-процессов. Следуя этой точке зрения, нужно признать, что во время остановки динамо должен исчезнуть и этот цикл. Приведенный результат заставляет думать, что природа 11-летнего цикла не связана собственно с динамо-процессом. Механизм его зарождения не ясен, но представляется, что он действует независимо от динамо, модулируя активность последнего. Когда динамо не работает, энергия этого процесса выливается в гидродинамическую моду, приводя к 11-летним вариациям диаметра звезды. [c.107] Вернуться к основной статье