Pico de actividad solar durante el día. ciclos solares. Cómo usar la influencia del sol
Nuestra estrella cambia de vez en cuando, y esto ocurre con cierta frecuencia. Estos períodos se denominan ciclos solares. El campo magnético de la estrella es responsable de los ciclos solares. La rotación del Sol difiere de la rotación de los cuerpos sólidos. Diferentes regiones de la estrella tienen diferentes velocidades, lo que determina la magnitud del campo. Y aparece en las manchas solares. Cada ciclo se caracteriza por un cambio en la polaridad del campo magnético.
Ciclos de actividad conocidos
once años
Este período de actividad solar es el más famoso y mejor estudiado. También se le llama ley de Schwabe-Wolf, en homenaje al descubridor de esta periodicidad de la estrella. El nombre "once" es algo arbitrario para este ciclo. Su duración, por ejemplo, en los siglos XVIII - XX oscilaba entre 7 y 17 años, y en el siglo XX el valor medio era de 10,5 años. En los primeros cuatro años del ciclo, hay un aumento activo en el número de manchas solares. También se hacen más frecuentes los ensanchamientos, el número de fibras y las prominencias. En el siguiente período (alrededor de siete años), el número de manchas y la actividad disminuyen. Los ciclos de 11 años tienen diferentes máximos. Por lo general, se miden en números relativos de Wolf. El ciclo 19 estuvo marcado por el índice más alto de todo el período de observación. Su valor era de 201 unidades, con un mínimo de unas 40.
Veintidós
De hecho, este es un doble ciclo de Schwabe. Vincula las manchas y los campos magnéticos de la estrella. El signo del campo magnético y la posición de las polaridades magnéticas de los grupos de manchas solares cambian cada 11 años. Se necesitan dos ciclos de Schwabe, o 22 años, para que el campo magnético general vuelva a su posición inicial.
siglo
Este ciclo dura de 70 a 100 años. Esta es una modulación de ciclos de once años. A mediados del siglo pasado hubo un máximo de tal ciclo, y el próximo tendrá lugar a mediados del siglo actual. También se observa una ciclicidad de dos siglos. Durante sus mínimos (períodos de unos 200 años), se observa un debilitamiento estable de la actividad solar. Duran décadas y se denominan mínimos globales.
También hay ciclos de 1000 y 2300 años.
Impacto en nuestras vidas
Según M. Guhathakurta, astrofísico de la NASA, no solo los máximos solares afectan nuestras vidas, sino también los mínimos. La alternancia de fases de cambios en la actividad solar tiene sus propias consecuencias específicas y dañinas. En los ciclos solares, al máximo, se agudizan los riesgos de falla en el funcionamiento de diversos equipos. La radiación ultravioleta más intensa calienta la atmósfera, aumentando su volumen. El arrastre sobre los satélites y la ISS está aumentando. Se sienten más atraídos por la Tierra y sus órbitas deben ajustarse. Pero hay algunos beneficios de esto: debido al aumento de la gravedad, los desechos espaciales también se precipitan hacia el planeta, quemándose en densas capas atmosféricas.
En los mínimos del ciclo, la intensidad de la radiación ultravioleta cae y, como resultado, la atmósfera se enfría y disminuye de volumen. El viento solar se está debilitando, pero el flujo está aumentando.
Se han publicado datos de científicos noruegos, de los cuales se deduce que las personas nacidas en el año del Sol tranquilo viven más unos 5 años. Se registraron las horas de nacimiento y muerte de 8600 personas en dos lugares desde 1676 hasta 1878. Se eligió este período porque hay datos para el ciclo de 11 años de actividad solar. Pero el mecanismo de influencia de la actividad solar en la esperanza de vida aún no está claro.
Los eventos globales que tienen lugar en nuestro planeta están estrechamente relacionados con la ciclicidad de la actividad solar. Las más famosas epidemias de peste, cólera, así como la frecuencia de inundaciones y sequías caen precisamente en los máximos de actividad solar. Las convulsiones sociales también están asociadas a este fenómeno. Las revoluciones y las grandes guerras también encajan en el sistema cíclico.
fallas de ciclo
Pero no todo encaja en el marco cíclico. El sol tiene su propio carácter, ya veces se manifiesta su originalidad. Por ejemplo, se suponía que el ciclo solar 23 terminaría en 2007-2008. Pero no terminó, y aún no está claro qué causó tal fenómeno. Resulta que los ciclos solares son una regularidad irregular de nuestra luminaria.
En 2012, en lugar de la actividad máxima esperada, cayó por debajo del nivel de 2011. Todo el último nivel de actividad solar es 4 veces menor que los valores más altos conocidos durante 260 años de observaciones.
Desde mediados de 2006 hasta mediados de 2009, el Sol estuvo en un mínimo profundo. Este período se caracteriza por varios registros de caída de la actividad. Se observaron los indicadores más bajos de la velocidad del viento solar. Se observó el máximo número de días sin manchas. La actividad del brote se redujo a cero. A partir de esto siguen posibles opciones para el comportamiento posterior del Sol. Si asumimos que en cada ciclo la estrella libera una cierta cantidad de energía, luego de varios años de inactividad, debe desechar esta energía. Es decir, el nuevo ciclo debe ser muy rápido y alcanzar los valores más altos.
No se registraron máximos extremadamente altos para todos los años de observaciones. Pero se observaron mínimos excepcionales. De esto se sigue que el fracaso de la actividad es un indicio de un fracaso de los ciclos solares.
El sol mostró a los científicos un nuevo secreto: el pico de actividad solar es demasiado débil. Las llamaradas son raras, hay pocas manchas solares. Los científicos temen que se repita, como hace 4 siglos, el período de Maunder. Luego no hubo llamaradas ni manchas en el Sol durante casi cien años, y comenzó un enfriamiento en la Tierra.
- Hubo una falla en la actividad del Sol, - explica Vladimir Kuznetsov, director del Instituto de Magnetismo Terrestre, Ionosfera y Propagación de Ondas de Radio. - La pregunta es, ¿puede volver a pasar esto y cuándo?
La filmación de nuestra Luminaria en tiempo real se realiza en diferentes longitudes de onda. Los pronósticos de los científicos solares, al igual que los meteorólogos, también se calculan siempre para varios días. Pero, como señala el Centro de Situación Geomagnética, no hay errores.
Aquí se ven pequeños valores atípicos de la materia. No es necesario pensar que algo peligroso se debe a esta eyección, comenta Anatoly Belov, jefe del laboratorio IZMIRAN, sobre las imágenes de la actividad solar. - Aquí puedes predecir una tormenta magnética, alrededor del 2 o 3 de julio.
Precisamente fue la precisa previsión del centro en 2001 la que ayudó a evitar el descenso descontrolado de la estación Mir. La masa de la estación era de 120 toneladas. Un poco más de la mitad se quemó en la atmósfera. Si los fragmentos restantes cayeran en áreas pobladas, no se evitaría el desastre.
El 19 de marzo fue una tormenta magnética, que predijimos. Durante 2 días la estación se hundió nueve kilómetros y medio. Y se decidió hacer todo rápidamente, y dos días después se inundó con éxito, dice Sergey Gaydash, jefe del Centro de Pronóstico del Clima Espacial de IZMIRAN.
El trabajo de los astronautas en órbita también depende directamente del pronóstico de la actividad solar. Si la estrella está rampante, los paseos espaciales están prohibidos.
Tres caminatas espaciales equivalen a una expedición de seis meses a la ISS, como parecían decir los médicos, explica el cosmonauta, comandante de la ISS, Gennady Padalka.
Hoy, los astronautas están en contacto regular con el Ministerio de Situaciones de Emergencia. Desde la órbita, puedes ver mejor cuán despiadado puede ser el Sol. Los incendios están arrasando de nuevo en Rusia. Paradójicamente, en la era del progreso tecnológico, las personas dependen cada vez más del Sol. Las bengalas no solo pueden cambiar las órbitas de los satélites y desactivarlos, sino que también pueden dañar los equipos terrestres, como las comunicaciones celulares.
Los científicos admiten que el conocimiento acumulado es aún demasiado escaso. "El sol está lejos de ser completamente estudiado, quedan muchas cosas incomprensibles. Incluso algo tan simple como la actividad solar y su periodicidad de 11 años. Se desconocen las razones", Georgy Zastenker, investigador principal de Space. Instituto de Investigación de la Academia Rusa de Ciencias, levanta las manos.
Recientemente, especialistas del Instituto de Investigaciones Espaciales, gracias al experimento Plasma-F, hicieron otro descubrimiento. El flujo del viento solar, es decir, la sustancia que la Luminaria pierde en el proceso de una reacción termonuclear, es inestable, cambiando en una fracción de segundo, como si el Sol tuviera su propio aliento. "Si riega el jardín con una manguera ordinaria, tiene un chorro de agua que se vierte en un chorro grueso en un solo lugar, y si coloca un divisor, obtendrá un conjunto de chorros que van en diferentes ángulos. Lo mismo resultó estar en el Sol", encontró una analogía decente para explicar los fenómenos solares Georgy Zastenker, investigador principal del Instituto de Investigación Espacial de la Academia Rusa de Ciencias. Este descubrimiento no es una sensación, sino una contribución al tesoro del conocimiento sobre el gigante al rojo vivo.
El científico de la Universidad de Tel Aviv Colin Price y su alumno Yuval Ruveni. Argumentan que las descargas de rayos ordinarias en la Tierra dependen en gran medida de solar actividad y pueden servir como indicadores. En el desierto israelí de Negev, Price y su equipo de investigación, que también incluye investigadores de los Estados Unidos, instalaron una antena sensible que recibe señales de...
https://www.site/journal/121736
... ] NCAR) bajo el liderazgo del Dr. Mausumi Dikpati, indican que el próximo ciclo solar actividad será un 30 - 50% más poderoso que el último, ya marcado por una serie de cataclismos superpoderosos. Por ... líneas eléctricas. El grupo del Dr. Dikpati para explicar las muchas anomalías observadas en el ciclo anterior 23 solar actividad en 2004 desarrolló el llamado modelo de dinamo de transporte de flujo predictivo
https://www.site/journal/12261
No ha aparecido durante 311 días. Pesnell dice que tales datos indican que se ha alcanzado el mínimo del próximo ciclo. solar actividad en 2008. Durante los primeros 90 días de 2009, nuestra luminaria no mostró ninguna actividad durante 78 días. Además de esto, el aparato de investigación Ulysses, que hasta hace poco realizaba observaciones del Sol, registró...
https://www.site/journal/117654
Los científicos del Observatorio Astronómico de Pulkovo consideran el impacto de solar actividad a una variedad de eventos, incluidos los cambios globales en el tiempo y el clima. Sobre esto al corresponsal, “... estos flujos representan un peligro para los astronautas e incluso para los pasajeros de los vuelos”, dijo el director del observatorio. Según el científico, soleado actividad modula el flujo de rayos cósmicos galácticos, que afectan la formación de la nubosidad de la Tierra y su reflectividad a la entrante del Sol...
https://www.site/journal/116779
Casi no había satélites y la dependencia de las redes de telecomunicaciones era mucho menor. Por lo tanto, es posible predecir con precisión qué tan alto soleado actividad afectará la vida de la Tierra, es bastante difícil. Algunos expertos señalan que en promedio una vez en 100... la infraestructura es difícil, pero es muy posible que los experimentemos por nosotros mismos. Basado en el ciclo solar actividad, los investigadores sugieren que pueden ocurrir "supertormentas" similares entre 2010 y 2012. ...
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En 2008 se pronosticó que sería el nuevo ciclo 2008-2019 el que se convertiría en un período de cambios sin precedentes. solar actividad. anormal soleado actividad provoca muchos cambios en el campo geomagnético de la Tierra, en este momento aumenta la intensidad electromagnética... en cuanto a crisis hipertensivas, ataques de angina, alteraciones del ritmo cardíaco. Además, durante los períodos solar actividad los médicos son más propensos a informar ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares. Las personas con enfermedades cardiovasculares se ven especialmente afectadas. Este es...
https://www.site/journal/119524
Completado y capaz de "dar" potentes destellos. ciclo de once años solar actividad asociado con cambios cíclicos en el campo magnético en solar intestinos. Exteriormente, se manifiesta como un cambio en el número solar manchas, frecuencias de destellos y prominencias. En la transición de... a qué ciclo pertenece este o aquel fenómeno. Como señalaron los participantes del proyecto de seguimiento solar actividad, astrofísicos de todo el mundo durante la primera mitad de 2009 intentaron discernir signos en la superficie de la luminaria...
https://www.site/journal/118059
Ciclo solar actividad. El viernes, funcionarios de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE. UU. (NOAA) anunciaron que habían descubierto la primera mancha solar en el hemisferio norte del Sol, lo que marca el comienzo de un nuevo ciclo de 11 años. actividad. Durante este período, la frecuencia de ocurrencia y el número solar las manchas primero aumentan y luego disminuyen hasta un mínimo, después de lo cual comienza un nuevo ciclo actividad. solar lugares...
El Sol ha estado inusualmente "tranquilo" últimamente. El motivo de la inactividad se revela en el siguiente gráfico.
Gráfico del número Wolf de 2000 a 2019 (la línea roja muestra el pronóstico). NOAA
Como se puede ver en el gráfico, hubo una disminución en el ciclo de 11 años de actividad solar. En los últimos dos años, el número de manchas solares ha ido disminuyendo a medida que la actividad solar cambia de máximo a mínimo. La disminución en el número de manchas solares significa que hay menos erupciones solares y eyecciones de masa coronal.
Fotos del Sol tomadas por el observatorio espacial SOHO desde 1996. NASA
Así, el ciclo solar 24 se convierte en el más débil de los últimos 100 años.
¿Qué es el ciclo de actividad de 11 años?
El ciclo de once años, también llamado ciclo de Schwabe o ciclo de Schwabe-Wolf, es un ciclo marcadamente pronunciado de actividad solar que dura aproximadamente 11 años. Se caracteriza por un aumento bastante rápido (alrededor de 4 años) en el número de manchas solares, y luego una disminución más lenta (alrededor de 7 años). La duración del ciclo no es estrictamente igual a 11 años: en los siglos XVIII-XX, su duración era de 7 a 17 años, y en el siglo XX, de unos 10,5 años.
¿Qué es el número de lobo?
El número de Wolf es una medida de la actividad solar propuesta por el astrónomo suizo Rudolf Wolf. No es igual al número de manchas observadas actualmente en el Sol, pero se calcula mediante la fórmula:
f es el número de puntos observados;
g es el número de grupos de manchas solares observados;
k es un coeficiente derivado para cada telescopio con el que se realizan las observaciones.
Gráfico de números Wolf mensuales promedio desde 1750. Leland McInnes | Wikipedia
¿Qué tan tranquilo es realmente?
Un concepto erróneo común es que el clima espacial se "congela" y deja de ser interesante de observar durante la baja actividad solar. Sin embargo, incluso durante esos períodos hay muchos fenómenos curiosos. Por ejemplo, la atmósfera superior de la Tierra se está colapsando, lo que permite que los desechos espaciales se acumulen alrededor de nuestro planeta. La heliosfera se está reduciendo, lo que hace que la Tierra se abra más al espacio interestelar. Los rayos cósmicos galácticos penetran el sistema solar interior con relativa facilidad.
Los científicos están monitoreando la situación a medida que la cantidad de manchas solares continúa disminuyendo. A partir del 29 de marzo, el número Wolf es 23.
Durante once días enteros, contrariamente al conocido dicho, no hay una sola mancha en el Sol. Esto significa que nuestra estrella está entrando en un período de actividad mínima y dentro del próximo año, las tormentas magnéticas y las erupciones de rayos X se volverán raras. Sobre lo que le sucede al Sol cuando su actividad vuelve a aumentar y qué explica estos descensos y ascensos, le preguntamos a Sergey Bogachev, empleado del Laboratorio de Astronomía Solar de Rayos X del Instituto Lebedev, Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas, que nos cuente. .
No hay manchas solares hoy
El número promedio mensual de Wolf en el Sol, el índice por el cual los científicos miden la cantidad de manchas solares, cayó por debajo de 10 en los primeros tres meses de 2018. Antes de eso, en 2017 estaba en el nivel de 10-40, en un año. antes llegó en unos meses a 60. Al mismo tiempo, casi han dejado de producirse erupciones solares en el Sol, y con ellas el número de tormentas magnéticas en la Tierra tiende a cero. Todo esto indica que nuestra estrella se está moviendo constantemente hacia el próximo mínimo de actividad solar, un estado en el que se encuentra aproximadamente cada 11 años.
El concepto mismo del ciclo solar (y con él se entiende simplemente el cambio periódico de máximos y mínimos de actividad solar) es fundamental para la física del Sol. Durante más de 260 años, desde 1749, los científicos han estado monitoreando el Sol diariamente y registrando cuidadosamente la posición de las manchas solares y, por supuesto, su número. Y, en consecuencia, durante más de 260 años, se han observado cambios periódicos en estas curvas, algo similar al latido de un pulso.
A cada "golpe del corazón solar" se le asigna un número, y en total, desde el comienzo de las observaciones, se han observado 24. En consecuencia, esta es la cantidad de ciclos solares que aún le son familiares a la humanidad. Cuántos de ellos hubo en total, si existen todo el tiempo mientras existe el Sol, o aparecen de forma episódica, si su amplitud y duración cambian, y cuánto tiempo, por ejemplo, tenía el ciclo solar en la época de los dinosaurios - hay No hay respuesta a todas estas preguntas, así como a la pregunta de si el ciclo de actividad es típico para todas las estrellas de tipo solar o existe solo en algunas de ellas, y si es así, si dos estrellas con el mismo radio y masa tendrán el mismo período del ciclo. Nosotros tampoco sabemos esto.
Así, el ciclo solar es uno de los misterios solares más interesantes, y aunque sabemos mucho sobre su naturaleza, muchos de sus fundamentos fundamentales siguen siendo un misterio para nosotros.
Gráfico de actividad solar, medida por el número de manchas solares, a lo largo de todo el historial de observaciones
El ciclo solar está íntimamente relacionado con la presencia del llamado campo magnético toroidal en el Sol. A diferencia del campo magnético terrestre, que tiene la forma de un imán con dos polos, norte y sur, cuyas líneas están dirigidas de arriba hacia abajo, en el Sol hay un tipo especial de campo que está ausente (o no se distingue) en Tierra: estos son dos anillos magnéticos con líneas horizontales que rodean al sol. Uno está ubicado en el hemisferio norte del Sol, y el segundo en el sur, aproximadamente simétricamente, es decir, a la misma distancia del ecuador.
Las líneas principales del campo toroidal se encuentran bajo la superficie del Sol, pero algunas de las líneas pueden flotar hacia la superficie. Es en estos lugares donde los tubos magnéticos del campo toroidal perforan la superficie solar donde aparecen las manchas solares. Por lo tanto, el número de manchas solares en cierto sentido refleja la fuerza (o más precisamente, el flujo) del campo magnético toroidal del Sol. Cuanto más fuerte es este campo, más grandes son las manchas, mayor es su número.
En consecuencia, a partir del hecho de que una vez cada 11 años desaparecen las manchas del Sol, podemos suponer que una vez cada 11 años desaparece el campo toroidal del Sol. Así es como es. Y en realidad esto, la aparición y desaparición periódicas del campo toroidal solar con un período de 11 años, es la causa del ciclo solar. Las manchas y su número son solo signos indirectos de este proceso.
¿Por qué el ciclo solar se mide por el número de manchas solares y no por la fuerza del campo magnético? Bueno, al menos porque en 1749, claro, no pudieron observar el campo magnético del Sol. El campo magnético del Sol fue descubierto recién a principios del siglo XX por el astrónomo estadounidense George Hale, el inventor del espectroheliógrafo, un dispositivo capaz de medir los perfiles de las líneas del espectro solar con gran precisión, incluida la observación de su división bajo el efecto Zeeman. En realidad, esta no fue solo la primera medición del campo solar, sino en general la primera detección de un campo magnético en un objeto extraterrestre. Entonces, lo único que les quedaba a los astrónomos de los siglos XVIII y XIX era observar las manchas solares, y no tenían forma de adivinar su conexión con el campo magnético.
Pero, ¿por qué entonces se siguen contando las manchas en nuestros días cuando se desarrolla la astronomía de múltiples longitudes de onda, incluidas las observaciones desde el espacio, que, por supuesto, proporcionan información mucho más precisa sobre el ciclo solar que un simple cálculo del número de Wolf? La razón es muy sencilla. Cualquiera que sea el parámetro del ciclo moderno que mida y no importa cuán preciso sea, esta cifra no se puede comparar con los datos de los siglos XVIII, XIX y la mayor parte del XX. Simplemente no entenderá qué tan fuerte o débil es su ciclo.
Último ciclo de actividad solar
Datos/imagen de SILSO, Observatorio Real de Bélgica, Bruselas
La única forma de hacer tal comparación es contar el número de puntos, usando exactamente el mismo método y exactamente la misma fórmula que hace 200 años. Aunque es posible que dentro de 500 años, cuando se acumulen importantes series de nuevos datos sobre el número de erupciones y sobre los flujos de emisión de radio, una serie de números de manchas solares finalmente pierdan relevancia y queden solo como parte de la historia de la astronomía. Hasta ahora, este no es el caso.
Conocer la naturaleza del ciclo solar permite hacer algunas predicciones sobre el número y la ubicación de las manchas solares, e incluso determinar con precisión cuándo comienza un nuevo ciclo solar. Esta última afirmación puede parecer dudosa, ya que en una situación en la que el número de manchas solares ha disminuido a casi cero, parece imposible afirmar con seguridad que la mancha solar de ayer pertenecía al ciclo anterior, y la mancha solar de hoy ya forma parte de un nuevo ciclo. ciclo. Sin embargo, existe tal manera, y está relacionada precisamente con el conocimiento de la naturaleza del ciclo.
Dado que las manchas solares aparecen en aquellos lugares donde la superficie del Sol está atravesada por líneas de un campo magnético toroidal, a cada mancha se le puede asignar una cierta polaridad magnética, simplemente en la dirección del campo magnético. El lugar puede ser "norte" o "sur". Además, dado que el tubo de campo magnético debe perforar la superficie del Sol en dos lugares, las manchas también deben formarse predominantemente en pares. En este caso, la mancha formada en el lugar donde las líneas del campo toroidal salen de la superficie tendrá polaridad norte, y la mancha emparejada con ella, formada donde las líneas regresan, tendrá polaridad sur.
Dado que el campo toroidal rodea al Sol como un anillo y está dirigido horizontalmente, los pares de puntos también están orientados predominantemente horizontalmente en el disco del Sol, es decir, están ubicados en la misma latitud, pero uno está adelante del otro. Y dado que la dirección de las líneas de campo en todos los puntos será la misma (después de todo, están formadas por un anillo magnético), las polaridades de todos los puntos estarán orientadas de la misma manera. Por ejemplo, el primer lugar, el delantero, en todos los pares será el norte, y el segundo, el rezagado, el sur.
La estructura de los campos magnéticos en la región de las manchas solares.
Tal patrón se mantendrá mientras exista el anillo de campo dado, es decir, los 11 años. En el otro hemisferio del Sol, donde se encuentra el segundo anillo simétrico del campo, las polaridades también permanecerán durante los 11 años, pero tendrán la dirección opuesta: los primeros puntos serán opuestos, el sur y el segundo, el norte. .
¿Qué sucede cuando cambia el ciclo solar? Y hay una cosa bastante sorprendente llamada inversión de polaridad. Los polos magnéticos norte y sur del Sol cambian de lugar, y con ellos también cambia la dirección del campo magnético toroidal. Primero, este campo pasa por cero, esto es lo que se llama el mínimo solar, y luego comienza a recuperarse, pero con una dirección diferente. Si en el ciclo anterior las manchas frontales en algún hemisferio del Sol tenían polaridad norte, en el nuevo ciclo ya tendrán polaridad sur. Esto permite distinguir entre sí los puntos de ciclos vecinos y fijar de forma fiable el momento en que comienza un nuevo ciclo.
Si volvemos a los eventos en el Sol en este momento, entonces estamos presenciando el proceso de muerte del campo toroidal del ciclo solar 24. Los restos de este campo aún existen debajo de la superficie e incluso ocasionalmente suben a la superficie (vemos puntos débiles ocasionales en estos días), pero en general son los últimos rastros de un "verano solar" moribundo, como algunos de los últimos días cálidos en Noviembre. No hay duda de que en los próximos meses este campo finalmente morirá y el ciclo solar alcanzará otro mínimo.