Transcript Эволюция секторной структуры межпланетного магнитного поля

Эволюция секторной структуры межпланетного
магнитного поля в течение 15 циклов солнечной
активности
Вохмянин М.В. и Понявин Д.И.
Санкт-Петербургский Государственный Университет
Секторная структура межпланетного магнитного поля (ММП):
Smith et al. [1978]
Away, BY +
Toward, BY -
Toward, BY - наблюдаем в плоскости эклиптики
- период ≈ 27 дней
- стабильна в течение нескольких
солнечных оборотов
Away, BY +
Wilcox and Ness [1965]
Эффект Свальгаарда-Мансурова:
Svalgaard [1968], Mansurov [1969]
Знак вариаций определяется
ионосферной токовой системой DPY
(полярные широты), направление
которой зависит от знака BY(GSM)
компоненты ММП
H компонента геомагнитного поля
Нурмиярви (г.м.ш. 56.95о)
ММП направлено от Солнца (BY(GSM)>0)
ММП направлено к Солнцу (BY(GSM)<0)
По вариациям геомагнитного поля
можно найти знак BY(GSM) и определить
полярность (направление) ММП
Vokhmyanin and Ponyavin [2013]
Геомагнитные данные:
Vennerstroem et al. [2001]
показали, что для
восстановления полярности
ММП можно использовать
геомагнитные данные
субавроральных станций.
В отличие от
высокоширотных станций,
субавроральные магнитные
станции начали работать
гораздо раньше, в 30-х годах
19-го века.
Во второй половине 19-го века доступны геомагнитные данные станций в Хельсинки
(с 1844), Санкт-Петербурге (с 1850) и Екатеринбурге (с 1887). Исследуются вариации в
H и D (склонение) компонентах.
Секторная структура:
Диаграммы Бартельса:
суточная полярность ММП
положительная и отрицательная
в рядах по 54 (2x27) дня →
хорошо видна рекуррентность
секторной структуры
Точность восстановления по
данным Хельсинки+СПб:
за 1966-1988 - 76±5% (82±6%)
За весь исследуемый период
точность меняется с 81±6%
(только Хельсинки) до 94±3%
(по данным полярных станций
Туле и Восток).
Хел+СПб
Хел+СПб (сглаж.)
ММП BY(GSM)
Восстановленная секторная структура:
диаграммы полярности ММП
с 9-го по 23-ий циклы
солнечной активности. С 20-го
цикла изображена секторная
структура полярности BYGSM
компоненты ММП
Правило Розенберга-Коулмана:
В годы минимума солнечной активности магнитный диполь осесимметричный,
поэтому в периоды равноденствия наблюдается преобладание полярности из
соответствующего полушария Солнца.
Август-Октябрь
Февраль-Апрель
Секторная структура - периодичность:
По спутниковым данным наблюдений ММП за 1965-2009 гг.
мы обнаружили, что достаточно 9 характерных периодов от
25.5 до 29 дней, чтобы описать повторяемость секторных
границ. Посчитав количество оборотов, когда наблюдается
каждый из периодов, мы нашли:
Распределение периодов за 1844-2009 гг.
1200
1000
800
600
400
200
0
25.50 26.12 26.50 27.00 27.28 27.84 28.08 28.50 29.08
Секторная структура в течение 11-летнего цикла
солнечной активности:
- секторная структура с периодом
больше 27 дней характерна для
первой половины цикла
- 27-дневная повторяемость
наблюдается в фазе максимума
и на спаде активности
- секторная структура с периодом
меньше 27 дней наблюдается
реже, чаще на спаде солнечного
цикла
Секторная структура в течение цикла активности:
wavelet-анализ годового
числа оборотов секторной
структуры соответствующего
периода T
секторные структуры с
периодами T≈27, 28 и 29
дней появляются
с ≈ 11 - летним периодом
Заключение:
- предложена методика реконструкции полярности межпланетного магнитного
поля (ММП) по данным геомагнитных субавроральных станций и восстановлена
секторная структура ММП за 15 циклов солнечной активности
- на основе каталога восстановленной полярности ММП за 1844-2009 года были
обнаружены характерные периоды повторяемости секторных границ
- так секторная граница, повторяющаяся с периодом ≈27 дней, встречается
наиболее часто и наблюдается в основном после максимума солнечной
активности
- секторные границы, повторяющиеся с периодом ≈ 28-29 дней, наблюдаются
реже и в основном до максимума активности
- секторные границы с периодом меньше 27 дней встречаются реже и могут
наблюдаться в течение всего цикла, но чаще на спаде активности
- анализ годовых отношений отрицательной и положительной полярностей в
периоды равноденствия свидетельствует о переполюсовках солнечного
магнитного диполя с 9 по 23 циклы солнечной активности
[email protected]
[email protected]