Введение к работе
Аііту^льночт^темпи Временные ряды глобальных индексов
активности Солнца содержат много ценной информации о структуре, эволюции и вращении солнечных магнитных полей. При анализе чисел Вольфа, среднего магнитного поля Солнца и других индексов применялись различные подхода, однако в настоящей время ми лишь в общих чертах можем объяснить ход активности Солнца, а смысл многих обнаружептых закономерностей остается непонятен. .Врем&гашо изменения параметров активности определяются многими факторами; скоростью генерации магнитных полей, полями скоростей в конвективной зоне и другими. Поэтому результаты анализа не всегда можно однозначно интерпретировать. Тем не менее, изучение спектрально-временных закономерностей вариаций солнечной активности имеет ваш-ное значение для понимания структуры и эволюции магнитных полей на Солнце, для разработки физических моделей, которые достаточно подробно описывали бы процессы генерации и эволюции магнитного пиля із конвективной зона и атмосфера Солнца.
Кроме того, изучение спектрально-временных закономерностей вариаций солнечной активности имеет чисто практическое значение. Оно необходимо для построения математических моделей, которые адекватно отражали бы динамику солнечной активности и которые можно было бы использовать для прогнозирования индексов активности.
Солнечная активность оказывает влияние на многие геофизические процессы, поэтому изучение .динамики и механизмов солнечной активности дает ключ к пониманию некоторых геофизических явлений. Так. например, общеизвестна большая роль ТТ-летней цикличности активности Солнца на рнз.гачнне процессы в магнитосфере, атмосфере и биосфера Земли, паковые изменения солнечной активности оказывают управляющее воздействие in цикличность с более короткими периодами и, возможно, иі'єьіг і ,)ои земмне проявления в виде долгоцориоди-чеы;их климатических и геол.>гических изменений. Широко известны 'О'ікісє ква^тывухлатние напиап.ии солнечных и Г'е'Лизи-
чэских параметров. По-видимому, здесь такие проявляются солнечно-земные связи, хотя механизм такого воздействия пока НЭИУВЭСТвН.-
Цель работы состоит в изучении споктрельно-вроменных закономерностей вариаций солнечной активности и построении математической модели дан прогнозирования индексов активности.
В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:
-
Выявление новых и уточнение известных спектрально-временных закономерностей вариаций солнечной активности в широком диапазоне периодов.
-
Идентификация и построение математической модели для прогнозирования солночной активности средней срочности.
-
Изучение структуры v эволюции крупномасштабных магнитных полей в фотосфоре Солнца на основе анализа тонкой структура дифференциального врецэиия и ее изменений со временем.
Ннучнап новизна роботы.
1. Ка основе спектрально-временного продетавлэния ряда
чисел Вольфа кзучон закон модуляции П-летнзй цикличности
вековым циклом. Исследована тонкая структура спектра мощнос
ти в окрестности П-лэтнего шла. Впервые показано, что зта
тонкая структура возникает в результате частотной и ампли
тудной модуляции П-летной'ЦИКЛИЧНОСТИ вековым циклом.
-
Разработана методика выдалония флуктуации активности как высокочастотной неотрицательной составляющей, которая накладывается на низкочастотную компоненту, соотвотствущую долгсйивуїдим структурам организации активности. Показано, что Флуктуации активности, определяемые в этом смысле, представляет: собой хаотический временной процесс, интенсивность которого изменяется согласованно с ходом активности в 11-летнем цикле и з соответствии с мультипликативной моделью.
-
Разработан метод прогнозирования среднемесячных значений плотности потока радиоизлучения Солнца на частоте 2800 МГц на основе мультипликативной авторегрессиоиней модели.
-
Показано, что динамические спектры чисел Вольфа, плотности потока радиоизлучения на частоте 2800 МГц, сроднего
магнитного поля Солнца имеют характерный дрейф по периодам, который соответствует смещению зон пятнообразовашя к низким широтам в ходе II-лвтнего цикла. На основании этого сделан вывод о том, что закон Шперэра носит универсальный характер.
Б. Предлокен я обоснован механизм, согласно которому ква-зидвухлетнко вврпация многих параметров солночной активности возникают в результате модуляции этик параметров ячейками глобальной конвекции.
Научная и практическая ценность работы определяется тем,
что ое результаты метут быть использованы для дальнейшей разработки физических моделей, огасываадих процессы генерация и эволюции крупномасштабных магнитных полей на Солнце. Кроме того, исследованные спектрально-временные закономерности вариаций солнечной активности являются ампиричаской. базой для разработки методоз краткосрочного и долгосрочного прогнозирования индексов актиписоти. Разработанный метод прогнозирования среднемесячных значений плотности потока радиоизлучения Солнца на частоте 2800 МГц на основе мультипликативной авторегрессшнной модэяа может быть рекомендован для прогноза с. заблаговрэменностьв на один месяц и используется как составная часть а работе по прогнозировании состояния ионосферы, выполняемой в СїїЯйЗї-С-ЇР СО АН СССР. Разработанная методика построения теней я верхней огкба-' . щих можот быть использована при анализе врэиошш рядов любой природы со слокным спектральным составом. Разложение сигнала на низкочастотную и неотрицательную сысокочастотную составляющие может использоваться там, где оно соответствует природе задачи. Например, там, где флуктуирующие величины по своему смыслу являются отклонениями в' одну сторону от некоторого текущего значения, которое представляется низкочастотной компонентой. Автор выносит на защиту:
I) результаты исследования динамических спектров глобальных индексов активности в широком диапазоне периодов, в которых управляющее воздействие векового цикла на 11-лат-нюю цикличность проявляется как амплитудная и частотная модуляция ;
. 2) методику выделения флуктуации активности Солнца как высокочастотной неотрицательной составляющей, которая накладывается на низкочастотную компоненту, описызащую дол-гоживущие структуры организации активности; результаты исследовании поведения флуктуации на основе споктрально-врв-М8ШЮГО представления;
-
методику прогнозирования среднемесячных значений плотности потока радиоизлучения Солнца на частоте 2800 МГц на осново авторегрессіюнной подали;
-
результаты изучения динамики периодичностей глобальных индексов активности, связанных с вращением Солнца , на основании которых показано, что закон Шперора имеет универсальный характер и проявляется в виде уменьшения доминирующего периода в ходе П-лотнего цикла;
5) результаты изучэния тонкой структуры динамического
споктра вблизи основного периода вращения, которые показыва
ют квазидвухлетнио колебания зон пяткообразонэния относи
тельно своего среднего положения; механизм, рассматри
вающий возникновение квазидвухлетних париодичкостай гло
бальных параметров активности в результате модуляции этих
параметров ячейками глобальной конвекции.
Апробация работы. Основные результаты работы представлялись в виде докладов на научных семинарах отдела физики Солнца СкОИЗ'йР СО АН СССР; на 12-ом Консультативном совещании соцстран по физике Солнца (ЧССР, Смоленица, I98G); на симпозиуме КАЇЇГ (Ленинград, I9S7); на Всесоюзном совещании ЧНаблэдатольные и физические основы гелио-гоофкзического прогнозирования" (Калуга, 1908); на симпозиуме MAC >' і зо (Киев, 1989).
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит
