Инверсия магнитного поля солнца в 24-м цикле

Автор: Мордвинов А.В., Певцов А.А., Бертелло Л., Петри Г.дЖ.Д.

Журнал: Солнечно-земная физика @solnechno-zemnaya-fizika

Статья в выпуске: 1 т.2, 2016 года.

Бесплатный доступ

Анализ синоптических данных, полученных с помощью векторного спектромагнитографа (VSM) оптических долговременных исследований Солнца (SOLIS) и НАСА/НСО спектромагнитографа на вакуумном телескопе обсерватории Китт-Пик, показывает, что инверсия магнитных полей на Солнце обнаруживают элементы стохастического процесса, который может включать развитие особых структур всплывающего магнитного потока и асимметрию активности северного и южного полушарий. Присутствие таких неоднородностей делает моделирование и прогнозирование переполюсовок полярного поля крайне затруднительными, если вообще возможными. В классической модели цикла солнечной активности униполярные магнитные области (УМО) с полями преимущественно хвостовой полярности двигаются по направлению к полюсу благодаря меридиональным потокам и диффузии. УМО постепенно приводят к исчезновению полярного магнитного поля предыдущего цикла и к формированию полярного поля противоположной полярности. Однако мы показываем, что эту детерминистскую картину может легко изменить развитие мощного центра активности, или всплывание сверхбольшой активной области, или образование «стратегически расположенной» корональной дыры. Мы показываем, что активность, имеющая место в 24 цикле, возможно, является результатом этой хаотичности в эволюции поверхностного магнитного поля Солнца.

Еще

Солнечный цикл, солнечная активность, магнитные поля, корональные дыры

Короткий адрес: https://sciup.org/142103589

IDR: 142103589   |   DOI: 10.12737/16356

Список литературы Инверсия магнитного поля солнца в 24-м цикле

  • Babcock H.W. The topology of the Sun’s magnetic field and the 22-year cycle. The Astrophys. J. 1961, vol. 133, pp. 572-589 DOI: 10.1086/147060
  • Balasubramaniam K.S., Pevtsov A.A. Ground-based synoptic instrumentation for solar observations. Proc. SPIE 8148. Solar Physics and Space Weather Instrumentation IV, 814809. 2011 DOI: 10.1117/12.892824
  • Baumann I.D. Schmitt D. Schüssler M. Solanki S.K. Evolution of the large-scale magnetic field on the solar surface: A parameter study. Astron. Astrophys. 2004, vol. 426, pp. 1075-1091 DOI: 10.1051/0004-6361:20048024
  • Bertello L., Pevtsov A.A., Harvey J.W., Toussiant R.M. Improvements in the determination of ISS CaII K parameters. Solar Phys. 2011, vol. 272. P. 229-242. DOI: 10.1007/s11207-011-9820-8.
  • Bertello L., Pevtsov A. A., Pietarila A. Signature of differential rotation in Sun-as-a-star Ca II K measurements. The Astrophys. J. 2012, vol. 761. 11. 761/1/11 DOI: 10.1088/0004-637X/
  • Cameron R. H., Dasi-Espuig M., Jiang J., Isik E., Schmitt D., Schüssler M. Limits to solar cycle predictability: Cross-equatorial flux plumes. Astron. Astrophys. 2013. vol. 557. A141 DOI: 10.1051/0004-6361/201321981
  • Dasi-Espuig M., Solanki S.K., Krivova N.A., Cameron R., Peñuela T. Sunspot group tilt angles and the strength of the solar cycle. Astron. Astrophys. 2010, vol. 518, no. A7 DOI: 10.1051/0004-6361/201014301
  • Dasi-Espuig M., Solank, S.K., Krivova N.A., Cameron R., Peñuela T. Sunspot group tilt angles and the strength of the solar cycle (Corrigendum). Astron. Astrophys. 2013, vol. 56, no. C3 DOI: 10.1051/0004-6361/201014301e
  • DeVore C.R., Sheeley N.R., Boris J.P., Young T.R., Harvey K.L. Simulations of magnetic-flux transport in solar active regions. Solar Phys. 1985, vol. 102, pp. 41-49. DOI: 10.1007/BF00154036.
  • Györi L., Baranyi T., Ludmany A. Photospheric data programs at the Debrecen Observatory. Proc. of the Intern. Astron. Union, 6, Symp. S273. 2011. August 2010, pp. 403-407 DOI: 10.1017/S174392131101564X
  • Ivanov V.G. Joy’s law and its features according to the data of three sunspot catalogs. Geomagnetism and Aeronomy. 2012, vol. 52, no. 8, pp. 999-1004. DOI: 10.1134/S0016793212080130.
  • Jiang J., Cameron R.H., Schmitt D., Isik E. Modeling solar cycles 15 to 21 using a flux transport dynamo. Astron. Astrophys. 2013, vol. 553, no. A128. 201321145 DOI: 10.1051/0004-6361/
  • Jones H.P., Duvall T.L., Jr., Harvey J.W., Mahaffey C.T., Schwitters J.D., Simmons J.E. The NASA/NSO spectromagnetograph. Solar Phys. 1992, vol. 139, pp. 211. DOI: 10.1007/BF00159149.
  • Keller C.U., Harvey J.W., Giampapa M.S. SOLIS: An innovative suite of synoptic instruments. Innovative Telescopes and Instrumentation for Solar Astrophysics. Proc. SPIE. 2003, vol. 4853, pp. 194-204. Eds. Stephen L. Keil, Avakyan S.V.
  • Leighton R.B. A Magneto-kinematic model of the solar cycle. Astrophys. J. 1969, vol. 156, pp. 1-26. DOI: 10.1086/149943.
  • McClintock B.H., Norton A.A. Recovering Joy’s Law as a function of solar cycle, hemisphere, and longitude. Solar Phys. 2013, vol. 287, pp. 215-227. DOI: 10.1007/s11207-013-0338-0.
  • Mordvinov A.V., Grigoryev V.M. Erofeev D.V. Evolution of sunspot activity and inversion of the Sun’s polar magnetic field in the current cycle. Adv. Space Research. 2015, vol. 55, pp. 2739-2743.
  • Mordvinov A.V., Yazev S.A. Reversals of the Sun’s polar magnetic fields in relation to activity complexes and coronal holes. Solar Phys. 2014, vol. 289, pp. 1971-1981. DOI: 10.1007/s11207-013-0456-8.
  • Muñoz-Jaramillo A., et al. The minimum of solar cycle 23: As deep as it could be? The Astrophys. J. 2015, vol. 804, iss. 1, article id. 68, 12 p DOI: 10.1088/0004-637X/804/1/68
  • Karachik N.V., Pevtsov A.A., Abramenko V. Formation of coronal holes on the ashes of active regions. The Astrophys. J. 2010, vol. 714, pp. 1672-1678. 714/2/1672 DOI: 10.1088/0004-637X/
  • Petrovay K. Solar Cycle Prediction. Living Rev. in Solar Phys. 2010, vol. 7, pp. 6 DOI: 10.12942/lrsp-2010-6
  • Petrie G.J.D. Evolution of active and polar photospheric magnetic fields during the rise of cycle 24 compared to previous cycles. Solar Phys. 2012, vol. 281, pp. 577-598 DOI: 10.1007/s11207-012-0117-3
  • Petrie G.J.D. Solar Magnetism in the Polar Regions//Living Reviews in Solar Physics. 2015, vol. 12, pp.5-102 DOI: 10.1007/rsp-2015-5
  • Petrie G., Ettinger S. Polar field reversals and active region decay. Space Sci. Rev. 2015, vol. 70. DOI: 10.1007/s11214-015-0189-0.
  • Pevtsov A.A. Transequatorial loops in the solar corona. The Astrophys. J. 2000, vol. 531, pp. 553-560. DOI: 10.1086/308467.
  • Pevtsov A.A., Abramenko V. I. Transport of open magnetic flux between solar polar regions. Solar and Stellar Variability: Impact on Earth and Planets. Proc. IAU. 2010, vol. 5, iss. S264. Eds. Kosovichev A., Andrei A., Rozelot J.-P. (Cambridge Univ. Press), pp. 210-212. 130999264X DOI: 10.1017/S174392
  • Pevtsov A.A., Berger M.A., Nindos A., Norton A.A., van Driel-Gesztelyi L. Magnetic helicity, tilt, and twist. Space Sci. Rev. 2014, vol. 186, pp. 285-324 DOI: 10.1007/s11214-014-0082-2
  • Schrijver C.J., De Rosa M.L., Title A.M. What is missing from our under-standing of long-term solar and heliospheric activity? The Astrophys. J. 2002, vol. 577, pp. 1006-1012 DOI: 10.1086/342247
  • Sun X., Hoeksema J. T., Liu Y., Zhao J. On polar magnetic field reversal and surface flux transport during solar cycle 24. The Astrophys. J. 2015, vol. 798, p. 114 DOI: 10.1088/0004-637X/798/2/114
  • Tlatov A.G., Dormidontov D.V., Kirpichev R.V., Pashchenko M.P., Shramko A.D., Peshcherov V.S., Grigoryev V.M., Demidov M.L., Svidskii P.M. Study of some characteristics of large-scale solar magnetic fields during the global field polarity reversal according to observations at the Telescope-Magnetograph of Kislovodsk Observatory. Geomagnetism and Aeronomy. 2015, vol. 55, no. 7, pp. 969-975.
  • Wang Y.-M., Lean J., Sheeley N.R., Jr. Role of a variable meridional flow in the secular evolution of the Sun’s polar fields and open flux. The Astrophys. J. 2002, vol. 577, pp. L53-L57 DOI: 10.1086/344196
  • Wang Y.M., Nash A.G., Sheeley N.R. Magnetic flux transport on the Sun. Science. 1989, vol. 245, pp. 712-718 DOI: 10.1126/science.245.4919.712
  • Upton L., Hathaway D.H. Predicting the Sun’s polar magnetic fields with a surface flux transport model. The Astrophys. J. 2014, vol. 780, no. 5 DOI: 10.1088/0004-637X/780/1/5
  • Yeates A.R., Baker D., van Driel-Gesztelyi L. Source of a prominent poleward surge during solar cycle 24. Solar Phys. 2015, vol. 290, pp. 3189-3201 DOI: 10.1007/s11207-015-0660-9
  • Zhao J., Kosovichev A.G., Bogart R.S. Solar meridional flow in the shallow interior during the rising phase of cycle 24. Astrophys. J. 2014, vol. 789, no. L7. 789/1/L7 DOI: 10.1088/2041-8205/
Еще
Статья научная