Квазидвухлетние вариации полного потока излучения солнца: их проявление в вариациях стратосферного ветра и скорости вращения земли

Анализ результатов проведенных на «Nimbus-7» и других КА регулярных измерений полного потока излучения Солнца I позволил получить детальное представление о вариациях этого потока . В частности , найдены квазидвухлетние вариации ( КДВ ) величин < I > ( среднемесячное значение I ) и sI ( стандартное отклонение I внутри месячного интервала ). Примечательно то , что КДВ sI по форме почти совпадают с КДВ многих индексов солнечной активности ( СА ) и ионосферы , а КДВ < I > находятся почти в противофазе к вариациям sI . В настоящее время обнаружилось проявление КДВ < I > в процессах на Земле . Установлена связь между КДВ излучения Солнца < I > ( по данным «Nimbus-7» и ACRIM-2) и КДВ зонального стратосферного ветра вблизи экватора , а также КДВ скорости вращения Земли . Складывается впечатление , что многие из рассмотренных КДВ - процессов на Земле связаны с изменениями полного потока излучения Солнца .

The analysis of regular measuring the Sun full radiation flux I by Nimbus-7 and other space vehicles allowed to obtain a detailed notion on variations of this flux. In particular, quasi-biennial variations (QBVs) of the < I > values (monthly average value I ) and sI (standard deviation I within a monthly interval) were discovered. It is interesting that the QBVs sI almost coincide in form with the QBVs of many indices of solar activity (SA) and the ionosphere, and the < I > QBVs are almost in antiphase to the sI variations. At present, manifestation of the < I > QBVs in some processes on the Earth was revealed. There was established the relation between the < I > sun radiation QBVs (after «Nimbus-7» and ACRIM-2) and the QBVs of zonal stratospheric wind near the equator, and also the QBVs of the Earth rotation velocity. There is an impression that many of the considered QBV-processes on the Earth are related to the variations of the Sun's radiation full flux.

Анализ результатов [1–3] проведенных на «Nim-bus-7» и других КА регулярных измерений полного потока излучения Солнца I позволил получить де тальное представление о КДВ солнечной постоян ной . Ход КДВ величин < I > ( среднемесячное значе ние I ) и sI ( стандартное отклонение I внутри месяч ного интервала [1, 2]) показан на рис . 1. Здесь , как и на остальных рисунках , приведены отфильтрованные (1) и стандартизированные (2) значения s ( t ) исходных величин x ( t ), но сохранены исходные обозначения :

x ( t ) ^ xx ( t ) = 2 x ( t ) — x ( t — 12) — x ( t + 12) ^ X ( t ) = (1) = [ xx ( t ) + xx ( t — 1) + xx ( t + 1)] / 3,

X ( t ) ^ 5 ( t ) = [ X ( t ) — <  X ( t ) > ]/ o [ X ( t )], (2) где < X ( t )> и σ [ X ( t )] – среднее значение и стандартное отклонение X ( t ), а t – время в месяцах . Фильтрация , подобная (1), применялась в [1–4]. Из графиков на рис . 1 видно , что КДВ < I > находятся почти в противо фазе к вариациям sI , т . е . структура КДВ двухкомпо нентная . Один из компонентов – sI – проявляется в КДВ индексов СА и ионосферы [1, 2]. В качестве при мера на рис . 2 представлены вариации sI , площади солнечных пятен S и солнечного радиоизлучения F 10.7 . Видно , что все КДВ практически совпадают по форме .

Задолго до солнечных вариаций были открыты КДВ в низкоширотном стратосферном ветре [5]. Эти вариации зависят от рассматриваемой высоты слоя , и для их описания предложено использовать среднюю скорость U зонального ветра в слое 19–31 км над эк ватором [6, 7]. Между колебаниями скорости U и КДВ индексов СА нет корреляции , а солнечные ко лебания менее регулярны , чем стратосферные ( см . рис . 3). Однако обнаруживается значимая связь между

Рис . 1. КДВ полного потока излучения Солнца . От фильтрованные и стандартизированные величины < I > (1) и sI (2) по данным «Nimbus-7».

Рис . 2. КДВ индекса sI [2] и индексов СА . Стандартное отклонение I внутри месячного интервала sI (1), площадь солнечных пятен S (2) и поток солнечного дециметрового излучения F 10.7 (3).

Г . С . Иванов - Холодный , В . Е . Чертопруд

Рис . 3. КДВ в низкоширотном стратосферном ветре и солнечной активности . Скорость стратосферного ветра U (1) и F 10.7 (2).

Рис . 4. КДВ полного потока излучения Солнца , стра тосферного ветра и вращения Земли . Индексы < I > (1), – V (2) и U (3).

стратосферными КДВ и изменениями солнечного магнитного поля на поверхности источника [8]. При сопоставлении вариаций скорости стратосферного ветра U и полного потока излучения Солнца (по данным «Nimbus-7» и ACRIM-2) также найдена связь (см. рис. 4). Таким образом, двухкомпонентные вариации I находят отклик в изменениях СА и скорости U. При этом КДВ U тесно связаны с КДВ , а КДВ индексов СА близки к КДВ sI. Вариации отражают изменения коротковолнового излучения Солнца, механизм воздействия которого на стратосферу обсуждался в [9]. С появлением атомных часов появилась возможность прослеживать КДВ в скорости вращения Земли V [10]. Обнаружены связи между КДВ излучения и скоростей U и V (см рис. 4).