ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ЦИКЛЫ ПЯТНООБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СОЛНЦА
На поверхности Солнца время от времени появляются пятна, число которых изменяется циклично, а средняя продолжительность таких циклов — около 11,5 лет. Пятна эти являются проявлениями электромагнитной активности, постоянно имеющей место в глубинах Солнца.
Анализ солнечных пятен показывает, что солнечное магнитное поле, оказывающее влияние также на «нейтральную полосу», меняет ориентацию каждые 3750 лет, за 18 139 лет происходит пять таких изменений, и 374 года требуется, чтобы завершить каждый такой процесс от начала до конца.
В 1943 году Р. Вульф был первым западным исследователем[176], который выдвинул идею о том, что появление и исчезновение пятен на Солнце имеет циклический характер, установив среднюю продолжительность такого цикла в 11,1 лет.
Главной причиной этих циклов пятнообразовательной деятельности Солнца является разница в характере обращения полярных и экваториальных магнитных полей Солнца. Подробнее это явление рассмотрено в главе 3. В результате этой разницы в обращении происходит «закручивание» линий полярного солнечного магнитного поля, что при реакции с турбулентными потоками газов и приводит к появлению солнечных пятен (см. рис. А31, d, e).
Количество пятен на поверхности Солнца варьируется из года в год, но при этом циклы пятнообразовательной деятельности всегда можно проследить. Средний цикл составляет 11,1 лет. Самый длинный цикл наблюдался в 1788–1805 годы (17,1 года), а самый короткий — в 1829–1837 годы (7,3 года). С 1645 по 1715 год солнечных пятен вовсе не было зарегистрировано («минимум Маундера»).
Рис. А21
Часто говорят, что некорректно ставить вопрос о «градусном различии» между магнитными полями Земли и Солнца, так как мы не можем проанализировать по-разному вращающиеся магнитные поля Солнца по отношению к Земле.
Но существует подходящий метод, который я бы назвал «ротационной дифференциацией».
Он заключается в следующем.
П (полярное магнитное поле) проходит суточный цикл обращения за 37 земных суток. Э (экваториальное магнитное поле Солнца) проходит суточный цикл обращения за 26 земных суток. При таком положении наступает время (через 87,454545 дней), когда Э начинает «обгонять» П.
Поэтому нам надо рассмотреть положение солнечного магнитного поля по отношению к Земле, приняв за единицу времени период в 87,454545 дней. При этом мы сопоставляем две переменные величины: совместное положение П и Э по отношению к положению 3 (Земли).
Теперь мы можем ввести в ЭВМ 37(П), 26(Э) и 365,25(3), дав задание рассчитать положение П, Э и 3 за каждые 87,4545 дней, притом что П и Э должны быть совмещены при расчетах.
Анализируя полученные результаты, мы видим, что получилось 97 разных циклов, занимающих 781 названный период времени. Другими словами, в целом такой период составил 781.х 87,4545 = 68 302 дня, или 187 лет.
Мы уже знаем из эмпирических наблюдений, что обычный цикл пятнообразовательной деятельности Солнца составляет в среднем 11,1 лет. Надо отметить, что 6 микроциклов по 8 периодам составят в целом 11,4929 лет (48 х 87,4545 = 11,4929 лет).
Исходя из того, что шесть микроциклов ближе всего соответствуют по общей протяженности одному (среднему) циклу, мы можем выдвинуть гипотезу, что один средний цикл (11,1 лет) состоит из 6 микроциклов развития пятнообразовательной деятельности Солнца.
Сопоставив «фундаментальные» циклы в 11,4929 лет со 187-летним большим циклом пятнообразовательной деятельности Солнца, мы получим в графическом выражении следующую картину (микроциклы «поляризованы» для лучшего соответствия гипотетическому фундаментальному циклу).
Указанный цикл с двумя пиками, таким образом, равняется 48 периодам, иначе говоря, 48 х 87,4545 =11,492999 лет.
Затем, при рассмотрении вышеупомянутых 97 циклов, нетрудно заметить, что 92 из них действительно состоят из 8 микроциклов, но циклы №№ 10, 30, 49, 68 состоят из 9 микроциклов.
Из этого должно следовать, что реально цикл состоит всего из 768 микроциклов, но за период в 187 лет достигает 773 благодаря дополнительным пяти. «Дополнительные микроциклы» связаны с природой солнечной «нейтральной полосы» (см. главу 3). По этой причине происходит и «сдвиг» на 8 микроциклов (1 период) за 187 лет. Такие «дополнительные микропериоды» влияют на всю последовательность микроциклов. Для завершения полного цикла смещения в течение 97 микроциклов потребовалось бы 97 х 187= 18139 лет.
В указанные периоды направление этого магнитного поля отклоняется от первоначального направления, как показано на рисунке.
На рис. А22 показаны направления магнитного поля на «нейтральной полосе». По стрелкам внизу можно, для сравнения, судить о первоначальном направлении.
Рис. А22. Нейтральная полоса — направление магнитного поля
Мы видели, что требуется 20 периодов для того, чтобы (микро) период Е сошелся с D. За этот период в 3740 лет (1 366 040 дней) направление поля «нейтральной полосы» совершенно изменится по сравнению с первоначальным вариантом.
Процесс этих изменений к концу периода по сравнению с его началом можно выразить графически.
Рис. А23. Изменения в «нейтральной полосе» (в отношении «фундаментального цикла») происходят каждые 187 лет. «Дополнительные периоды» проходят 97 микроциклов (точнее — средних — пер.). Когда дополнительные микропериоды «сходятся», направление поля солнечной нейтральной полосы также изменяется (как показано стрелками). Значит, области «нейтральной полосы» радикально меняют направление пять раз за период «полного большого цикла» в 18 139 лет. Изменения солнечного магнитного поля при этом происходят: через. 3740 лет, затем через 3553 года, потом также через 3553 года, после чего через 3740 лет, и в пятый раз через 3553 года
В целом цикл пятнообразовательной деятельности Солнца, с периодами повышения и понижения активности, с учетом показателей по «нейтральной полосе» будет выглядеть следующим образом.
Рис. А24
Прежде чем двигаться дальше, нам надо понять, каким образом магнитное поле Солнца меняет направление с северо-восточного на юго-восточное.
Через 1 366 040 дней дополнительный период «А» занимает место «В». Значит ли это, что в полночь на 1 366 040-й день, например, произойдет инверсия магнитного поля? На этот вопрос следует ответить «нет».
Как микроцикл, содержащий «период А», так и микроцикл, содержащий «период» В, проходят полный «цикл смещения» за 187 лет (68 302 дня).
В момент «соприкосновения» микроциклов, содержащих «А» и «В», происходит-«наложение» полей, по мере того как микроцикл, содержащий «А», занимает место микроцикла, содержавшего «В».
Процесс этого постепенного «замещения» займет 187 лет, и еще через 187 лет они окончательно «разойдутся». В целом такой «переходный» период составит 2 х 187 = 374 года. Радикальные изменения поля достигают предела через 187 лет после начала изменения поля.