МОДЕЛЬ СОЛНЕЧНЫХ ЦИКЛОВ

Многолетние наблюдения за Солнцем позволяют считать, что его активность, регистрируемая подсчётом числа пятен (W-активность) может считаться детерминированным сигналом. Это значит, что наблюдаемое квазипериодическое изменение числа Вольфа, может быть исследовано методами корреляционно-спектрального анализа.

В качестве модельного сигнала для определения взаимно-корреляционной функции, мы использовали простой гармонический сигнал переменной частоты и сдвига по времени. В результате была получена частотная характеристика спектра солнечной активности, представленная на рис. 1.

Для сравнения на том же рисунке показана (сплошная чёрная линия), полученная тем же методом на модельном ряде, построенном из теоретически рассчитанных гармоник.

По оси абсцисс отсчитываются периоды гармонического сигнала, а по оси ординат – максимальный коэффициент корреляции, полученный в процессе изменения начальной фазы этого сигнала.

Исходный массив данных солнечной W-активности включал результаты непрерывных наблюдений за период с января 1818 года по март 2016 года. Более ранние данные, на которые часто ссылаются исследователи, не использовались по той причине, что они в значительной степени являются результатом ретроспективной экстраполяции, а не непосредственного подсчёта.

Коэффициент взаимной корреляции исходных данных и модельного ряда в зависимости от начала периода выборки длительностью 40 лет изменяется в пределах от 0.89 до 0.96. Минимальное значение относится к периоду с 1880 по 1920 год. Коэффициент корреляции всего массива данных – 0.87.

Результат моделирования динамики солнечной активности за период с января 1818 по март 2016 года в сравнении с реальной ее динамикой, представлен на рис.2. Модель на рисунке представлена заливкой серым тоном. Дискретность выборки – 1 месяц.

Модельный спектр представляет собой суперпозицию циклов, перечень и периоды которых приводятся в таблицах ниже.

Цикл G (соединение с Галактикой) формируется совместным действием планет-гигантов и ядра Галактики. Начало цикла определяется такой ситуацией, когда Сатурн находится точно в плоскости, перпендикулярной эклиптике и проходящей через Солнце и центр Галактики, а Юпитер в то же время находится вблизи этой плоскости, но на стороне, противоположной Сатурну (рис. 3).

Максимум цикла соответствует ситуации, когда Юпитер близок к соединению с Сатурном, в то время как последний находится между Солнцем и центром Галактики.

Следует отметить, что непосредственно в спектре солнечной активности 13-летний цикл отсутствует, но его начальная фаза однозначно определяется путем вычислений на основании найденных значений фаз циклов, образованных его амплитудно-частотной модуляцией более длительными циклами. Вычисляется также и начальная фаза 178-летнего цикла, который в отличие от 13-летнего, является модулирующим.