Авторизация

Прогноз солнечной активности и вспышек


Долгосрочный солнечный прогноз - Солнечная активность

«Большой Конвекционный Пояс» Солнца замедлился до рекордно низкой скорости перемещения, согласно исследованиям, проведенным Дэвидом Хатауэйем (David Hathaway), гелиофизиком NASA. «Он вышел за рамки нижних показателей диаграмм», говорит он. «Это вызовет серьезные последствия для будущей солнечной активности».

«Большой Конвекционный Пояс» – это крупный циркулирующий горячей плазмы внутри Солнца. Он имеет две ветви, северную и южную, каждая из которых совершает один полный оборот приблизительно за 40 лет. Исследователи полагают, что вращение данного пояса контролирует цикл солнечных пятен, и поэтому его замедление является столь важным.

«Обычно этот пояс перемещается со скоростью около 1 метра в секунду — скорость пешехода», говорит Хатауэй (Hathaway). «Так это было с конца 19-го века». В последние годы, однако, он замедлился до 0,75 м/сек на севере и до 0,35 м/сек на юге. «Мы никогда не наблюдали таких низких скоростей».

В соответствии с теорией и наблюдениями, скорость пояса предсказывает интенсивность солнечной активности приблизительно на ближайшие 20 лет. Снижение скорости пояса означает снижение солнечной активности; увеличение скорости пояса означает увеличение активности. Причины этого объясняются в статье [email protected] «Предупреждение о солнечных бурях».

«Снижение скорости, которое мы видим сейчас, означает, что 25 цикл солнечной активности, пик которого придется приблизительно на 2022 г., может стать периодом самой слабой активности за несколько столетий», отмечает Хатауэй (Hathaway).

Это интересная новость для астронавтов. 25 цикл солнечной активности наступит, когда программа Vision for Space Exploration (Мечта о покорении космоса) должна достичь своего расцвета, когда мужчины и женщины вновь вернутся на Луну, и будут готовиться к полету на Марс. Цикл слабой солнечной активности означает, что им не нужно будет беспокоиться о солнечных вспышках и радиационных бурях.

Красным отмечены предсказания Дэвида Хатауэя (David Hathaway) относительно двух последующих циклов солнечной активности, а розовым – предсказания Маусуми Дикпати (Mausumi Dikpati) относительно 24 цикла.

C другой стороны, им придется больше беспокоиться о космических лучах. Космические лучи – это частицы высокой энергии из глубокого космоса; они проникают через металл, пластик, мягкие ткани и кости тела. Астронавты, подвергнувшиеся воздействию космических лучей, более склонны к развитию рака, катаракты и других заболеваний. Как ни странно, вспышки на Солнце, в результате которых образуется смертоносная радиация, уничтожают еще более опасные космические лучи. Когда вспышки затухают, космические лучи усиливаются  -  по принципу Инь-Янь.

Предсказания Хатауэя (Hathaway) не следует путать с другим недавним прогнозом: группа, возглавляемая физиком Маусуми Дикпати (Mausumi Dikpata) из Национального Центра Атмосферных Исследований (NCAR), предсказала, что 24 цикл, пик которого придется на 2011 или 2012 г., будет интенсивным. Хатауэй (Hathaway) соглашается: «24 цикл будет сильным. 25 цикл будет слабым. Оба эти предсказания базируются на наблюдениях за поведением «Большого Конвекционного Пояса»

Как же ведутся наблюдения за поясом, погруженным на 200000 км ниже поверхности Солнца?

«Мы делаем это, используя солнечные пятна», объясняет Хатауэй (Hathaway). Солнечные пятна представляют собой магнитные узлы, которые поднимаются как пузырьки из основания пояса, в конце концов, выскакивая на поверхность Солнца. Астрономы уже давно знают о том, что солнечные пятна склонны к дрейфу — от средних солнечных широт к солнечному экватору. Согласно существующим взглядам, этот дрейф вызван движением пояса. «Измеряя смещение групп солнечных пятен», говорит Хатауэй (Hathaway), «мы косвенно измеряем скорость движения пояса».

Хатауэй (Hathaway) наблюдает за скоростью пояса, вычерчивая смещение групп солнечных пятен от высоких к низким солнечным широтам. Данная схема называется «Диаграмма бабочек». Наклон крыльев показывает скорость пояса.

Используя данные по солнечным пятнам за прошлый период, Хатауэй (Hathaway) смог хронометрировать «Большой Конвекционный Пояс» до 1890 г. Полученные цифры убеждают: в течение более чем ста лет «скорость пояса служила надежным предсказателем будущей солнечной активности».

Если подобная тенденция сохранится, 25 цикл солнечной активности в 2022 г. может, как и сам пояс, «выйти за рамки нижних показателей диаграмм».

6.Прогноз активности Солнца.

Средние по десятилетиям значения чисел Вольфа восстановлены для временного интервала 8005 г. до н.э. – 1945г.н.э. с помощью ряда данных по концентрации радиоуглерода в кольцах деревьев. Произведено сравнение полученной временной серии с другими палеоастрофизическими реконструкциями активности Солнца и показана ее достаточная достоверность и надежность. С использованием восстановленных чисел Вольфа сделано предсказание среднего уровня солнечной активности на ближайшие 40 лет. Показано, что средняя активность Солнца в 2005-2045 гг., вернее всего, будет более низкой, чем в последние десятилетия. Подтверждена перспективность палеоастрофизических подходов для предсказания длительных изменений солнечной активности в будущем.

Предсказание среднего уровня солнечной активности на ближайшие 40 лет, произведенное с использованием восстановленных чисел Вольфа (8005гг. до н. э.) показано на рисунке 4. на графике а): жирная сплошная линия с крупными квадратиками – прогноз, (d = 3,число ближайших соседей – 5 ), тонкая сплошная линия с маленькими квадратиками – то же, но при d = 4 и числе ближайших соседей 4, тонкая штриховая линия с темными кружочками – прогноз, сделанный при помощи пакета TISEAN, жирная штриховая линия со светлыми кружочками – наблюдаемые значения

Рис.4.

(числа Вольфа, усредненные по 11 годам и интерполированные по десятилетиям). На графике б): жирная сплошная линия с квадратиками – прогноз, сделанный в работе Огурцова, тонкая сплошная линия с треугольниками – прогноз сделанный в другой работе, жирная штриховая линия со светлыми кружками – как на верхнем графике [11].

7.Заключение.

Из всего сказанного выше, становится ясно, что солнечная активность, безусловно влияет на здоровье и физическое состояние людей; на поведение, миграцию, плодовитость, ориентацию животных. Существует статистически значимая взаимосвязь между нестационарными явлениями на Солнце, в магнитосфере Земли с преступностью и чрезвычайными ситуациями.

Повышение солнечной активности оказывает воздействие не только на атмосферные явления и биологические объекты, но и на биосистемы и социум в целом.

В настоящее время на основе новых данных ученые отмечают существенное влияние флуктуаций солнечной активности и геомагнитной возмущенности на разнообразные, в том числе, биологические процессы на Земле (динамика популяций животных, эпидемий, эпизоотий, количество сердечно – сосудистых кризисов и т.д.).наиболее вероятной причиной таких связей является низкочастотные колебания электромагнитного поля Земли. Под воздействием солнечной активности на Земле происходят прекращения радиосвязи, всплески шумного радиоизлучения, ионосферные и магнитные бури, полярные сияния, внезапное увеличение интенсивности космических лучей и т.д. пока мы не может еще совершенно точно сказать, каковы конкретные физические механизмы возникновения этих эффектов, какова связь кожного из них с видом солнечной активности, как обеспечивается передача энергии между отдельными звеньями. Однако совершенно бесспорно, что все земные эффекты подобного рода увеличиваются и по числу, и по интенсивности в эпоху максимума солнечной активности.

Прогнозирование изменений солнечной активности становится все более важным и для метеорологии и климатологии. Особую значимость эта задача приобретает в свете глобального потепления, наблюдающегося в последнее столетие и оказывающего все большее влияние буквально на все аспекты жизни человечества. Хотя данное природное явление часто целиком приписывают парниковому эффекту, получены указания на то, что помимо роста концентрации углеродного газа одним из факторов, вызвавших рост температуры в XX веке, может служить увеличение активности Солнца. это делает долговременный (десятки лет и более) прогноз солнечной активности потенциально полезным и для предсказания изменения глобального климата в будущем.

Интерактивная карта 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

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.

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

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

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

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

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

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

comments powered by HyperComments

Долгосрочный прогноз солнечной активности

Одной из наиболее важных задач в исследованиях солнечной активности является прогнозирование солнечной активности. Прогнозирование солнечной активности можно разделить на три основных типа – краткосрочное (на период до 10 дней), среднесрочное (на период до нескольких месяцев) и долгосрочное (на период до нескольких десятилетий). Прогнозирование солнечной активности имеет большое практическое значение, так как в настоящее время можно считать доказанным влияние на людей проявлений солнечной активности, прежде всего, магнитных бурь и повышенной солнечной радиации проникающей к поверхности Земли. Поэтому, во многих странах население оповещается о приближении магнитных бурь и эти периоды считаются наиболее опасными для людей, чья профессиональная деятельность связана с повышенным риском (люди, управ­ляю­щие всеми видами морского, наземного и воздушного транспорта и т.д.). По­вы­ше­ние солнечной активности, выраженное мощными солнечными вспышками, сол­нечным ветром и магнитными бурями могут иметь весьма опасные послед­ствия для стабильной жизнедеятельности человечества и оказывать влияние на стабильную работу систем радиосвязи и сложного электронного оборудования. Однако, самая большая опасность высокой солнечной активности заключается в ее влияние на климат и многие природные катаклизмы, о чем свидетельствуют результаты исследований различных ученых, описанных в разделе 5.3.

В настоящей работе нас интересует только долгосрочный прогноз. Несмотря на то, что в деятельности Солнца выявлены достаточно ярко выраженные циклы, долгосрочный прогноз даже для хорошо изученных 11-летних циклов является весьма сложной задачей. Об этом свидетельствует тот факт, что при прогнозиро­вании 24-го одиннадцатилетнего цикла, практически ни один прогноз, представ­лен­ный разными учеными и организациями мира, до сих пор не подтвердился. Многие прогнозы основываются на создании физико-математических моделей, описывающих процесс повышения солнечной активности. Мы не ставим целью обсуждение этих моделей и только лишь приведем динамику прогнозов NASA (Национальной Аэрокосмической Администрации США), отображенную на рис. 90. Как видно из рисунка, в марте 2006 года был дан прогноз 24-го цикла солнечной активности с максимальным значением в 2012 году. Амплитуда 24-го цикла прог­нозировалась существенно выше, чем 23-го. В январе 2009 года прогноз показы­вал более умеренную амплитуду, на уровне или несколько меньше амплитуды 23-го цикла. В июне 2010 года максимум прогнозируемого 24-го 11-летнего цикла солнечной активности сместился на 2013 год, а его амплитуда показана значи­тель­но ниже, чем амплитуда 23-го цикла.

Рис. 90. Динамика прогнозов NASA для Солнечной активности(1) – число солнечных пятен в 23 цикле и прогноз для 24 цикла(NASA, March 2006); (2) – число солнечных пятен в 23 цикле и прогноз для 24 цикла (NASA, January 2009); (3) – число солнечных пятен в 23 цикле и прогноз для 24 цикла (NASA, June 2010).

Что стало причиной подобных изменений в прогнозах NASA в различные годы? Прежде всего, то, что начало развития 24-го цикла солнечной активности пошло по другому сценарию, чем предполагалось в различных моделях. Во-первых, 24-й цикл начался не в 2008 году, как ожидалось, а в конце 2009-го. В результате этого, были опровергнуты физико-математические модели, считавшиеся ранее наибо­лее удачными.

Рис. 91. Прогноз 24 цикла Солнечной активности произведенный NOAA - Национальной Океанографической и Атмосферной Администрацией США в мае 2009 года. http://images.spaceref.com/news/2009/prediction_strip2.jpg

Прогнозы солнечной активности предоставляются и другой службой – NOAA (Национальной Океанографической и Атмосферной Администрацией США). Пред­ставленные в разные годы прогнозы со стороны NOAA имели аналогичную динамику, что вполне логично. Один из прогнозов, предоставленный NOAA в мае 2009 года показан на рис. 91.

На наш взгляд, для более объективного прогнозирования солнечной активности, было бы полезно изучить более длительный период времени проявления одного из наиболее важных параметров солнечной активности – солнечной постоянной. Дело в том, что в отличие от чисел Вольфа (солнечных пятен), опирающихся на достаточно формализованный индекс солнечной активности, не имеющий четкого энергетического выражения, солнечная постоянная отражает изменение излучаемой энергии Солнца на единицу площади. График изменения солнечной постоянной имеет сходство и существенные различия с числами Вольфа. Сходство состоит в том, что на этом графике также проявляются 11-летние циклы солнечной активности, полностью коррелируемые с аналогичными циклами в числах Вольфа.

В то же время, как видно из графика солнечной постоянной с 1611 по май 2010 г. (рис. 92), величина выделенной энергии Солнца в максимальных и минимальных значениях 11-летних солнечных циклов в разные годы существенно отличаются между собой, что не наблюдается в числах Вольфа. Таким образом, в солнечной постоянной ярко выражена амплитудная модуляция, связанная, по-видимому, с наложением более крупных солнечных циклов имеющих другой масштаб.

Рис. 92. Возможные модели долгосрочного прогноза Солнечной активности (Составил Э.Н. Халилов, 2010 г.) (1)– модель 1 прогноза солнечной активности; (2) – модель 2 прогноза солнечнойактивности; желтым – график фактически зарегистрированных значений солнечной постоянной с 1611 по май 2010 г.; голубым – прогнозные графики солнечной активности; А, В, С - 80-90-летние циклы солнечной активности

В частности, на рис. 92(1) показано наличие трех крупных циклов – А, В, С, с периодом 80-90 лет. Между тем, если максимальные значения циклов А (1780 г.) и В (1838 г.) имеют почти одинаковую амплитуду, то амплитуда максимального значения цикла С (1959 г.) значительно выше. Таким образом, как отмечали в своих работах многие ученые, исследующие солнечную активность, на фоне 11-летних циклов солнечной активности, существуют более крупные ярко выражен­ные циклы. Однако, на наш взгляд, особенности крупномасштабных вариаций сол­нечной постоянной могут помочь в прогнозировании амплитуды 24-го цикла сол­нечной активности. Для этого мы использовали метод зеркального ото­бра­же­ния тренда (Халилов Э.Н., 2010). Суть метода заключается в том, что любой тренд может быть рассмотрен в качестве части более крупного цикла рассматриваемого про­цесса. При этом, для прогнозирования возможного развития процесса, тренд мо­жет быть зеркально отображен в продолжение фактически наблюдаемого про­цесса, то есть в прогнозной части. Таким образом, может быть сформирована одна из моделей возможного развития процесса, если нам неизвестны закономерности развития рассматриваемого процесса за более длительный промежуток времени.

На рис. 92 (1 и 2) рассмотрено две возможных модели дальнейшего раз­ви­тия солнечной активности. На рис. 92 (1) путем зеркального переноса левой части графика в его продолжение, предполагается, что с 1675 по 1975 годы мы наблю­даем половину периода более крупного цикла солнечной активности с периодом 610 лет. В этом случае, действительно, низкая амплитуда 24-го цикла становится очевидной. Данный цикл, возможно, отражает цикл выделенный Д.Шове с периодом 554 года (Витинский Ю.В., 1976).

Во второй модели развития солнечной активности предполагается, что наблю­дае­мый в изменениях солнечной постоянной тренд отражает часть более длитель­ного цикла, чем 610 лет, о котором мы можем не знать. В этом случае 24-й цикл солнеч­ной активности будет иметь более высокую амплитуду, чем 23-й.

Таким образом, мы имеем две концептуально возможных модели развития сол­неч­ной активности, в которых тренд солнечной постоянной описывает более крупномасштабные циклы. Обе модели однозначно содержат 11-летние и 85-летние циклы солнечной активности.

Первая модель (1) является однозначной, так как при таком развитии событий, общий период большого цикла может сос­та­вить только около 610 лет. Ось симметрии этого цикла приходится, примерно, на 1975 год. При таком развитии ситуации, как было указано выше, следует ожидать, что 24-й солнечный цикл будет более низким, чем 23-й. Вторая модель (2) является неоднозначной, с точки зрения величины периода крупномасштабного цикла. Во второй модели ось симметрии приходится, примерно, на 2071 год, но она может смещаться вправо, если период крупного цикла будет еще больше. По­это­му, мы не можем однозначно говорить о возможном периоде крупно­масштаб­ного цикла во второй модели.

В то же время, во второй модели, амплитуда 24-го цикла прогнозируется более высокой чем 23-го.

В настоящее время (до 31 мая 2010 г.) утверждать, что развитие солнечной актив­ности точно происходит по одной из моделей, не представляется возможным. Продолжающаяся низкая активность начала 24-го солнечного цикла не может свидетельствовать о его низкой амплитуде в 2013 году. В ближайшие годы природа ответит на этот вопрос более точно.

ВЫВОДЫ

Таким образом, нами было произведено долгосрочное прогнозирование дина­ми­ки общепланетарной сейсмической и вулканической активности, цунами и сол­неч­ной активности. Прогнозирование основывалось на выявлении цикличностей и других закономерностей в распределении числа землетрясений, извержений вул­канов и цунами за прошлые периоды времени и использование установ­лен­ных закономерностей в моделях развития процессов в будущем.

Все долгосрочные прогнозы для природных катаклизмов были осуществлены на период 2010-2016 годы. В долгосрочных прогнозах для сильных землетрясений, извержений вулканов и цунами были выделены два прогнозируемых цикла повышенной активности с максимумами в 2011 и 2013 годах и локальным минимумом в 2012 году. К 2016 году прогнозируется снижение активности всех геодинамических катаклизмов.

Глобальные изменения ряда геофизических параметров и высокая корреляция периода «скачкообразного усиления» природных катаклизмов во всем объеме Земли – в литосфере, гидросфере и атмосфере, в последние два десятилетия, свидетельствуют о выделении необычно высокого уровня дополнительной эндогенной и экзогенной энергии.

Ожидаемая активность природных катаклизмов может иметь очень серьезные негативные последствия для стабильного развития цивилизации и привести к невиданным, в истории человечества, жертвам и разрушениям. Экономические последствия для стран, подверженных при­род­ным катаклизмам, могут быть катастрофическими.

Необходимо объединение ученых, международных организаций и пра­ви­тельств разных стран под эгидой ООН, для принятия эффективных мер, чтобы противостоять природным катаклизмам и максимально сократить жертвы и ущерб, наносимый ими человечеству.

Открытое письмо Его Превосходительству Генеральному Секретарю ООН Господину Бан Ки-Муну (Ban Ki-Moon)   Ваше Превосходительство! На протяжении последних лет ученые многих стран мира отмечают тревожные из­ме­не­ния в окружающей среде, имеющие глобальный характер для всей планеты. Глобальные изме­нения наблюдаются во всем объеме Земли и охватывают: ядро, мантию, литосферу, гидросферу, атмосферу, ионосферу и магнитосферу. В последние годы эти процессы стали активно проявляться в виде природных катаклизмов, приводящих к большим человеческим жертвам, разрушениям и огромному экономическому ущербу во многих странах. Международный Комитет по проблемам глобальных изменений геологической среды (IC GCGE) «Geochange» подготовил специальный доклад по данной проблеме. На основе анализа данных по землетрясениям, извержениям вулканов, цунами и других геологических и геофизических процессов, показано, что геодинамическая активность Земли за по­след­ние 100 лет непрерывно возрастает, причем, в последние десятилетия данная тен­ден­ция заметно усилилась. Это отражается в числе жертв и масштабах эко­но­ми­че­ского ущерба от природных катаклизмов. Аналогичная ситуация наблюдается в атмо­сфер­ных про­цессах, что неоднократно отмечалось в докладах Межправительственной группы экспертов по изменению климата ООН (IPCC-Intergovernmental Panel on Climate Change). Глобальные изменения окружаю­щей среды в ре­зультате антропогенных и природных факторов, суммируясь, усиливают негативный эффект на развитие цивилизации. Между тем, необходимо констатировать, что человечество не подготовлено к вступлению в фазу глобальных природных катаклизмов: технологически, экономически, юридически и психологически. Необходимо объединение усилий ученых, международных организаций и правительств разных стран под эгидой ООН, для принятия эффективных мер, чтобы противостоять природным катаклизмам и максимально сократить жертвы и ущерб, наносимый ими человечеству. Руководствуясь высшими идеалами человечества и желанием максимально снизить жертвы и ущерб, наносимые природными катаклизмами, более 300 ученых из более 85-ти стран мира подпи­сали коммюнике «GEOCHANGE». Мы надеемся, что ООН поддержит данную инициативу ученых и примет соответст­вую­щие решения во имя дальнейшего стабильного развития человеческой цивилизации и снижения жертв и ущерба, наносимых природными катаклизмами. Приложение:1.КоммюникеGEOCHANGE 2.Доклад Председателя Международного Комитета по проблемам Глобальных Изменений Гео­ло­ги­ческой Среды “GEOCHANGE”, Июнь, 2010 (Int.Mag.GEOCHANGE:GEOCHANGE: Problems of Global Changes of the Geological Environment, Vol.1, London, June, 2010, ISSN-2218-5798).   С уважением, Международный Комитет по проблемам Глобальных Изменений Геологической Среды GEOCHANGE

Человечество вступило в 2011 год: «Подтверждаются наши худшие опасения»

Важная и волнующая информация Председателя Международного Комитета GEOCHANGE Проф. Э.Н. Халилова, касающаяся возможного развития событий в природной среде в 2011 году, передана Информационному Агентству WOSCO.

Важная информация Председателя Международного Комитета GEOCHANGE Проф. Э.Н. Халилова переданная Информационному Агентству WOSCO 19.01.2011 г.

— Эльчин Нусратович, наконец завершился 2010 год, называемый многими годом природных катаклизмов и человечество вступило в 2011 год. Что можно ожидать от природы в этом году?

— 2011 год начался серией сильных землетрясений: 01 января с магнитудой 7,0 в провинции Сантьяго Дел Эстеро Аргентины, 02 января с магнитудой 7,1 и 10 января с магнитудой 6,0 у побережья центральной части Чили, 12 января с магнитудой 6,5 недалеко от Японии в области островов Бонин и 18 января с магнитутой 7,2 в Пакистане.

Предыдущая21222324252627282930313233343536Следующая

Дата добавления: 2014-12-22; просмотров: 4191; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Прогноз прохождения радиоволн

Показания индекса К снимаются с интервалом в три часа. Они показывают текущий уровень активности магнитного поля Земли (в данном случае записаны в городе Boulder, штат Colorado). Обратите внимание, что это данные могут не соответствовать той географической зоне, в которой вы находитесь, однако являются в определенной степени усредненными.

Значение индекса К, равное или больше трех, указывают на высокую магнитную активность. Это значение помогает предсказывать условия прохождения в оставшуюся часть периода. Если индекс К в текущий период резко подскочит вверх, вы заметите быстрое изменение качества связи (затухание, помехи и т.д.), которое сначала возникнет на высокоширотных каналах связи (из-за Авроры и т. п.).

Аврора: этот уровень обновляется каждый раз, когда спутник NOAA-12 POES проходит над полюсом, и вычисляется новый индекс энергии полушарий. Он содержит всеобщую (UT) дату/время и индекс энергии полушарий (уровень активности), выражающийся числом от 1 до 10, которое является нормированным индексом вычисленной энергии в гигаваттах, выделяемой в полярных районах частицами высокой энергии. Чем выше уровень Авроры, тем больше ее активность, и следовательно, больше и высокоширотное поглощение вашего радиосигнала.

Если вы пытаетесь осуществить дальний радиообмен по каналам, пересекающим районы с Авророй (полярные районы), этот уровень активности поможет определить надежность вашего сигнала. Вы должны принять во внимание тот факт, что это описание является весьма общим, потому как реальное распространение радиоволн зависит от очень большого числа факторов, и очень сложно.

Эмпирическое правило: Чем выше индекс А, тем хуже были условия до недавнего времени. Чем выше индекс К, тем хуже условия сейчас. Прогноз подскажет вам тенденцию. (Активность магнитного поля будет такой-то…). Уровни Авроры указывают на полярные условия (Если они высоки, то это хорошо для ВЧ и УКВ диапазонов, если низки - то просто для ВЧ).

Прогноз вспышек

Как мы видим, воздействие солнечных вспышек на нашу Землю многообразно. Оно выражается как в раз­личных геофизических эффектах — изменении структу­ры ионосферы, деформации магнитного поля, изменении на уровне тропосферы, так и в непосредственном воз­действии на живые организмы. Если земная магнито­сфера и атмосфера в большой мере защищают нас от космических лучей, генерируемых во время солнечной вспышки, то при полетах космических кораблей за пре­делами магнитосферы Земли эти вспышки создают силь­ную радиационную опасность для космонавтов.

Приблизительные дозы радиации на одну вспышку внутри космического корабля с защитой 1 г/см2 (т. е. с весом стенок корабля в 1 г на 1 см2 его стенок) мо­гут быть проиллюстрированы в табл. 2.

Естественно встает вопрос о возможности прогноза солнечных вспышек и сопутствующих им геофизических эффектов. Для разработки методов прогноза вспышек необходимо, во-первых, знать, чем отличаются активные области, генерирующие вспышки, и какой путь должна пройти область в своем развитии, чтобы достичь вспышечно-активной стадии. При долгосрочных прогнозах вспышек нужно также знать физические характеристики тех мест на Солнце, где могут возникнуть вспышечно-активные области, а также временные закономерности их появления.

Результаты изучения строения активных областей в фотосфере, хромосфере и короне, а также структуры магнитных полей и их связи со вспышками, данные наб­людений радио-, ультрафиолетового и рентгеновского излучений от вспышек позволили выработать некоторые количественные критерии, позволяющие сказать, возник­новение каких вспышек возможно в данной активной об­ласти.

Для краткосрочного прогноза вспышек (на 1—3 дня вперед) наиболее важные критерии можно получить из исследования структуры и напряженности магнитных «полей в активных областях. Рассматривая связи магнит­ных полей со вспышками, мы уже говорили о том, что солнечные вспышки возникают в районе раздела двух полярностей в активной области, в окрестностях не­скольких «магнитных холмов» или пятен, где полярности смешаны, а градиент продольного поля велик. Приведен­ная нами табл. 1 позволяет попользовать определения градиента напряженности магнитного поля для прогно­за мощности вспышки. На практике используются еще несколько критериев, заменяющих прямые определения градиента напряженности магнитного поля в группе пя­тен. Например, найдена статистическая зависимость между мощными вспышками и отношением расстояния между пятнами разной полярности к диаметру пятна, что характеризует среднее значение градиентов напря­женности поля внутри группы пятен. Кроме того, известно, что все наиболее мощные вспышки возникают в группах пятен, где в одной и той же полутени пятна существовали два (или больше) ядра разной поляр­ности.

Помимо величины градиента напряженности магнит­ного поля, вспышечная активность существенно опреде­ляется и сложностью и изменчивостью магнитных по­лей. Мы уже говорили, что вспышки часто возникают в областях скрещения (или «бифуркации») поперечного магнитного поля. О быстрых изменениях структуры по­ля на уровне фотосферы можно судить, например, по изменениям в конфигурации пятен в направлении рас­положения волокон полутени, которые очень хорошо сов­падают с направлением поперечного магнитного поля. На уровне хромосферы быстрые изменения магнитных полей сопровождаются увеличением количества выбро­сов, «усов», а также появлением специфических арочных структур.

Еще один существенный критерий прогноза, связан­ный со структурой магнитного поля активной области,— это направление линии раздела магнитных полей N— и S—полярностей в группе пятен. Даже если небольшая часть этой нейтральной линии в группе пятен становится па­раллельной солнечному экватору, то вероятность появ­ления вспышек в такой группе повышается. Запутанная, со многими изгибами нейтральная линия — характерный признак вспышечно-активной группы пятен. Вспышечная активность повышена и в группах с распределе­нием в пятнах полярностей, не соответствующих обыч­ному для данного солнечного цикла. Например, если для Северного полушария Солнца и 20-м цикле солнеч­ной активности (1965—1976 гг.) полярность головного (западного) пятна в группе S, а хвостового (восточного) пятна — N, то группы с обратным распределением маг­нитного поля будут давать большее число вспышек, чем группы той же площади и структуры, но с нормальным распределением полярностей.

Вспышечная активность группы зависит и от сосед­них групп пятен. Так группы, возникшие к западу от уже существующих групп, чаще развиваются в сложные по магнитной структуре группы пятен, дающие больше вспышек. Кроме того, как было обнаружено, характер­ной чертой групп пятен, давших сильные протонные вспышки, было наличие групп-спутников, удаленных от основной не более чем на 20—25° по гелиоцентрической долготе и на 10—15° по гелиоцентрической широте.

Монохроматические наблюдения Солнца в линиях На и К (Са II) позволяют ввести еще несколько кри­териев прогноза, связанных на сей раз с характеристи­ками флоккулов. Об одной из них мы уже говорили — усиленные движения плазмы, наличие выбросов, «усов». Кроме того, повышенная яркость излучения флоккула в линии На, и, особенно, определенное соотношение яр­костей в линиях На и К (яркости в На и К больше некоторых определенных значений) свидетельствуют о вспышечной активности группы, т. е. о большом числе вспышек в данной группе. Вспышечная активность груп­пы сама может служить критерием прогноза мощной солнечной вспышки. Было найдено, что перед такой вспышкой число слабых вспышек резко возрастает.

Некоторые критерии прогноза солнечных вспышек могут быть получены из наблюдений радиоизлучения Солнца. Например, по наблюдениям Солнца на волне 3,3 мм было найдено, что область повышенного излу­чения концентрируется вблизи нейтральной линии, раз­деляющей части активной области с магнитными поля­ми противоположной полярности. Чем ярче это излуче­ние, тем больше вероятность больших вспышек в такой группе. Вспышки балла >2 возникают только в тех об­ластях, в центре которых превышение избыточного из­лучения над фоном составляет N>8,5%. Это условие является необходимым, но недостаточным для появле­ния вспышек, так как существуют области с дельтаI > 8,5%, не дающие вспышек.

На основе радиоизображений Солнца, полученных на волнах 3 и 8 см, был разработан еще один крите­рий прогноза вспышек по характеристикам s-компонен­ты радиоизлучения активной области. Чтобы в такой области могли возникнуть протонные вспышки, характе­ристики излучения должны удовлетворять следующим условиям: 1) отношение потоков радиоизлучения от ак­тивной области на волнах 3 и 8 см должно быть боль­ше 0,8 при абсолютном значении потока на волне 3 см > 10 с. ед.1; 2) радиоизлучение от активной области должно иметь особое распределение круговой по­ляризации, которое названо Р-конфигурацией (протон­ной конфигурацией). При ней излучение в центре ак­тивной области имеет круговую поляризацию одного знака, а по краям области — другого знака.

В последнее время обнаружено, что за несколько дней до больших вспышек в радиоизлучении сантимет­рового диапазона становятся заметными квазипериоди­ческие колебания. Возможно, что такие колебания смо­гут быть использованы для прогноза сильных вспышек.

Для прогноза вспышек важное значение имеют так­же наблюдения рентгеновского излучения активных об­ластей. Было найдено, что в активной области можно ожидать высокую вспышечную активность, если ее рент­геновское излучение характеризуется следующими свой­ствами: а) поток в области спектра 8—20 А становит­ся больше 1,3-10-2 эрг(см2с)-1; б) средний поток рент­геновского излучения в области 1—8 А составляет > 1 Х10-3 эрг-(см2с)-1, в) уровень рентгеновского потока в области 0,5—3 А превышает 1,0-10-5 эрг(см2с)-1 и пре­терпевает значительные флуктуации.

Прогноз вспышек средней продолжительности (за 1— 2 оборота Солнца вокруг своей оси, т. е. за время до двух месяцев) — значительно более сложная задача, включающая в себя прогноз и места возникновения ак­тивной области, и развития активной области по наблю­дениям начальной фазы этого развития.

Многие авторы исследовали также распределение сильных вспышек по поверхности Солнца и находили значения гелиоцентрических долгот, на которых преиму­щественно возникали группы пятен с сильными вспыш­ками. Но положения этих «активных долгот» меняются со временем, и различие в количестве вспышек возле та­ких долгот и вдали от них не очень велико.

В некоторых работах появление мощных солнечных вспышек связывается с особенностями пространственно­го распределения магнитного поля по поверхности Солн­ца. Дело в том, что слабые магнитные поля характер­ны для всей поверхности Солнца, а не только для активных областей. Эти поля имеют так называемую сек­торную структуру — магнитные поля одной полярности преимущественно концентрируются на поверхности Сол­нца в довольно большом диапазоне долгот — секторах (наблюдаются на Солнце чаще всего два или четыре сектора). Эти сектора прослеживаются и в структуре межпланетного магнитного поля. Границы секторов меж­планетного поля вследствие вращения Солнца имеют вид спиралей. Так что если на Солнце граница спектора для наземного наблюдателя находится на централь­ном солнечном меридиане, то та же граница в межпла­нетном поле, имеющая вид спирали, достигнет Земли лишь через 4—5 дней.

Сильные солнечные вспышки чаще происходят у гра­ниц секторов. Условия распространения частиц высоких энергий от Солнца к Земле наиболее благоприятны вдоль границ секторов межпланетного магнитного поля. Поэтому при прохождении Земли через границу секто­ров межпланетного магнитного поля вероятность при­хода протонов от Солнца на Землю повышается. Таким образом, наблюдения «положения границ секторов на Солнце позволяют прогнозировать структуру межпла­нетного магнитного поля у Земли за 4—5 дней, а вме­сте с тем и вероятность прихода протонов высоких энер­гий от вспышек.

Прогнозируется также начальная фаза развития ак­тивной области. Было сделано много попыток найти предвестники развития активной области. В частности, обнаружено, что за 2—3 дня до образования пятен происходит общее усиление флуктуации яркости на ме­сте будущей группы, в какой-то мере отражающее ха­рактер последующей эволюции активной области. Груп­пы пятен, в которых впоследствии происходит много вспышек, рождаются в областях с повышенной яркостью в линии На (особенно в «синем» крыле этой линии) и характеризуются наличием нескольких почти параллель­ных темных волоконец типа петель, «живущих» несколь­ко часов.

Появление флоккула на месте, где недавно исчез другой флоккул, повышает, как показывают наблюде­ния, вероятность развития нового флоккула до вспышечно-активной стадии. Об этом же свидетельствует появ­ление радиоизлучения на волне 9 см за день-два до возникновения флоккула.

Долгосрочные прогнозы вспышек (вплоть до несколь­ких лет вперед) являются гораздо менее определенны­ми, чем краткосрочные и среднесрочные. Здесь прихо­дится руководствоваться только общими сведениями о ходе развития цикла солнечной активности и закономер­ностями в распределении активных центров по гелио­центрической долготе. В связи с этим изучение законов изменения солнечной активности приобретает особо важ­ное значение. Рассмотрение площади и числа групп пятен в отдельных диапазонах гелиоцентрических широт, а также изучение структурных особенностей короны в этих же зонах показали, что каждый 11-летний цикл солнечной активности состоит из двух процессов с раз­личными физическими свойствами. Разнообразие хода активности в 11-летних циклах зависит от характера совмещения этих двух процессов, в которых участвуют все элементы активности фотосферы, хромосферы и ко­роны.

Были предприняты попытки создать метод прогноза развития активности для выборочно заданной гелиоцент­рической долготы. Изучались также временные флукту­ации чисел Вольфа, распределение «активных долгот» на Солнце и изменение этого распределения в течение цик­ла солнечной активности. Все это позволило найти ряд параметров, необходимых для долгосрочного прогнози­рования солнечной активности.

Прогноз возникновения вспышек на Солнце — это лишь одна сторона проблемы. Для практических целей важно прогнозировать также и приход на Землю ча­стиц высоких энергий от солнечных вспышек, т. е. надо знать условия их распространения в короне, в межпла­нетном пространстве и в атмосфере Земли. Поскольку частицы высоких энергий распространяются до Земли за время от нескольких десятков минут до часов, воз­никает задача «диагноза» вспышки, т. е. по наблюде­нию вспышки попытаться определить, придут ли от нес частицы высоких энергий на Землю. По оптическим на­блюдениям, критериями генерации частиц высоких энер­гий могут служить двухленточная структура вспышек, возникновение вспышки над пятном, особенно если в этом пятне несколько ядер обеих полярностей находят­ся в одной полутени.

Об условиях выхода частиц из короны можно узнать из анализа радиоизлучения от вспышки. Среди явлений, связанных со вспышками, в радиодиапазоне особое значение имеют всплески типа IV, которые всегда сопро­вождают вспышки, дающие мощные геофизические яв­ления.

По наблюдениям на девяти частотах в диапазоне частот от 245 до 35 000 МГц был разработан, в част­ности, метод прогноза ППШ при всплесках типа IV. Оказалось, что ППШ ожидается, если справедлив так называемый критерий Кастелли: 1) плотность потока радиоизлучения на частоте ~8800 МГц возрастает — >1000 с. ед.; 2) в области дециметровых волн регист­рируется минимум (между частотами 500—2000 МГц); 3) на частоте 245 МГц поток радиоизлучения >1000 с. ед.

Дальнейшие исследования показали, что в случае сильных всплесков минимум в области частот 500— 2000 МГц не всегда прослеживается и, кроме того, спектр такого вида может быть и не связан с протонны­ми вспышками.

Предпринимались также попытки количественной оценки максимальных потоков космических лучей от вспышек. По наблюдениям длительности радиовсплеска (Тт) и определению максимальной плотности потока радиоизлучения на той же частоте (Ртax) был определен так называемый критерий Крума: если в радиоизлучении от вспышки на какой-либо часто­те в интервале 8000—20 000 МГц Ртax > 750 с. ед. и Тт 2 мин, то от такой вспышки на Землю должны прий­ти протоны с энергией >10 МэВ. Выведена и эмпири­ческая формула для вычисления потока протонов Nрпо известной из наблюдений величине Тт:

Проверка этого критерия на большом наблюдательном материале показала, что при Тm~2 мин протоны мо­гут достигнуть Земли не от всех вспышек.

Представляется перспективным и использование для «диагноза» вспышки компоненты всплесков типа IV в метровом диапазоне.

Максимальный поток космических лучей от вспышек определяется также по ходу возрастания рентгеновско­го излучения в начальной фазе развития вспышки.

В настоящее время существует около 15 прогностиче­ских центров, дающих краткосрочные прогнозы солнечной активности, или ионосферных параметров. Часть из них дает прогнозы ежедневно, часть — раз в неделю, а некоторые только во время специальных программ.

Наиболее крупным прогностическим центром явля­ется центр в Болдере (США). Он собирает данные на­блюдений от сети наземных обсерваторий, ведущих пат­руль Солнца в интегральном свете, в линии На, а так­же в радиодиапазоне. Кроме того, в центр оперативно поступает со спутников информация о рентгеновском из­лучении Солнца, Солнечных космических лучах и солнеч­ном ветре. Используя регулярные данные о рентгенов­ском излучении активных областей в области спектра 1—8 А , в Болдере была разработана классификация вспышек по потокам их рентгеновского излучения (табл. 3).

Эта классификация попользуется для состав­ления прогнозов вспышек.

Кроме того, вводится понятие протонного события — им считается такое событие или вспышка, при котором количество протонов с энергией больше 10 МэВ по край­ней мере в 10 раз превышает уровень фона спокойного Солнца.

Рентгеновская классификация вспышек была введе­на с целью приблизить прогнозы вспышек к прогнозам их геофизических эффектов. Однако предпринятая в дальнейшем попытка связать абсолютный поток рентге­новского излучения с геофизическими эффектами пока­зала, что взаимосвязь здесь не очень простая. При со­ставлении прогнозов, кроме критериев, связанных с ана­лизом потоков рентгеновского излучения и наблюдений В линии На, в последние годы в Болдере стали исполь­зовать косвенные данные о магнитных полях, а именно магнитные поля, реконструированные по «На-изобра­жениям» активной области. Этот метод часто не одно­значный, особенно для слабых полей.

При прогнозе учитывается также стадия развития области, ее расположение относительно «активных» дол­гот и границ секторов магнитного поля Солнца. Учи­тываются также оптические и радионаблюдения Солнца. Ежедневно даются два вида прогноза. В первой части прогноза рассматривается эволюция каждой активной области и дается прогноз эволюции. Во второй части прогнозируется появление М-, Х- и протонных событий в ближайшие 3 дня на всей видимой полусфере Солнца.

Второй крупный прогностический центр — Медонская обсерватория во Франции. Там для прогноза ис­пользуются спектрогелиограммы в линии На и в цент­ре и крыле К-линии Call, a также магнитнограммы и наблюдения Солнца в радиодиапазоне на частотах 169, 400 и 9800 МГц. События классифицируются по вспле­скам в сантиметровом диапазоне. Так как эти всплески не очень хорошо коррелируют с рентгеновским излуче­нием, то трудно установить точное соответствие между системами, используемыми в Медоне и Болдере (можно говорить лишь о приблизительном соответствии).

В Медоне, например, рассматривают следующие ви­ды событий (или вспышек): 1) хромосферное событие— вспышка в линии На, но без сантиметрового всплеска солнечного радиоизлучения (это близко к классу С в Болдере); 2) радиособытие — присутствуют слабые сан­тиметровые всплески солнечного радиоизлучения (близ­ко к классу М); 3) геофизические события — сантимет­ровые всплески солнечного радиоизлучения с макси­мальным потоком, превышающим поток от спокойного Солнца, с длительностью более 10 мин (близко к клас­сам М и X по классификации в Болдере); 4) высоко­энергичное событие — последовательность сантиметро­вых всплесков и приход протонов, если событие произо­шло в западной полусфере Солнца (близко к классу X или протонному событию, по Болдеровской классифика­ции).

В Крымской астрофизической обсерватории АН СССР основным количественным критерием прогноза служит градиент магнитного поля в активной области, определяемый по картам магнитных полей флоккулов или измерениям магнитных полей пятен. Как качественные критерии используются сведения об изменчивости магнитных полей, о структуре активной области в ли­ниях На и К Call, a также данные об радиоизлуче­нии Солнца. Прогноз дается по трехбалльной шкале на 1, 2 и 3 дня вперед. Прогноз «1» означает, что не ожи­дается вспышек балла больше 1; прогноз «2» — ожида­ются вспышки средней мощности (не больше балла 2); «3» — ожидаются вспышки балла 3 и больше.

(Ввиду существенной разницы в объектах прогноза рассмотренные выше три системы прогнозирования до­вольно трудно сравнивать между собой. На рис. 9 приве­дена оправдываемость прогнозов, даваемых в КрАО АН СССР, по данным за 1963—1968 гг.

Оправдываемость прогнозов КрАО АН СССР

В Медонской обсерватории оправдываемость прогноза почти такая же: в 1968—1969 гг. было 82,5% пра­вильных прогнозов, 8,4% завышенных и 3,4% занижен­ных прогнозов.


Смотрите также