趋势太阳能组件的振幅和控制周期亲缘

文摘

我们认为,太阳黑子数的平均值(SSN)在循环提供了一个适当的索引比最大值SSN的太阳的活动周期的评估。然后,我们表明,平均SSN倾向于取离散值,也就是说,20积分倍数。这非凡的发现支持这一事实ssn的最大可能会采取一些特定值。此外,结果表明,存在一个正相关偶数周期和成功之间的振幅奇数周期和一个逆相关性()周期和()周期表示一个整数。如果这两个组合的相关性,结果表明存在两个互相独立的一系列的周期没有混合或合并。

1。介绍

太阳周期,太阳活动的起伏周期约为11年,通常是测量太阳黑子数目的增加和减少(SSN)。按照惯例,最大SSN一直作为代表给定周期的振幅。反过来,最低已经被作为一个周期的开始和结束点。在这里,我们表明,平均SSN一周期与周期的最大SSN和建议前者数量提供了一个更合适的指数评价的太阳的活动周期。

在我们先前的研究表明,每月平滑SSN之间的相关性和成功的最大SSN周期是最高的SSN在一点三年最低(1]本文结果显示,这也证明了月度平滑的SSN和平均SSN。之间的相关系数,平均SSN周期和平滑SSN分裂点时在一点三年周期减少成了最大最小值。SSN和最大平均SSN之间的相关性也最高,当周期被划分在一点三年最低。这些研究表明,一个周期的最后几年的SSN可能包括一些关键信息后的振幅周期。我们考虑这个问题4提出了一些相关的观测事实。

本文的主要目的是介绍两个有趣的和有点令人惊讶的行为是可见的,当一个人的平均SSN太阳活动周期的振幅。我们第一次表明,振幅往往取离散值。然后我们继续讨论一个周期的相关性,我们相信有潜在影响的长期太阳活动的可预测性。

2。不连续性的太阳周期的振幅

SSN平均超过一个周期可能比最大SSN更合适的太阳的活动周期的评估发生当我们观察到一个图表描绘每月平滑太阳黑子数目自1750年以来,显示显著差异模式的变化最大,陡峭的山峰在某些周期,和他人的山峰(图更加全面1)。相关数据每月从太阳能获得平滑SSN是影响数据分析中心(http://www.sidc.be/sunspot-data/)。摘要最大或最小SSN意味着最大或最小月度平滑SSN,在情况下,相同的值成功两次或更多,最后一个被指定的太阳活动成为最大或最小。

图2(一个)显示之间的散点图的最大SSN和平均SSN个人太阳能循环周期划分时最低。图2 (b)表明,当周期划分在一点三年最低。注意之间的相关系数最大的SSN和平均SSN大在后一种情况下。事实上,太阳周期划分时相关系数最小和点1、2、3、4和5年前最低是0.964(0.916,0.984),0.966(0.921,0.985),0.970(0.929,0.987),0.972(0.934,0.988),0.968(0.923,0.986),和0.940(0.862,0.975),分别在数字在括号中显示上下极限的相关系数的95%置信区间。因此,获得的最大相关系数是当太阳周期划分在一点三年最低,尽管这些值差别并不是很大。图3显示相似关系的总和SSN周期和最大SSN。相关系数的周期划分时最低(图3(一个))是0.935(0.851,0.972)和周期划分时的相关系数在一点三年最低(图3 (b))是0.919(分别为0.815,0.965)。数字在括号中显示上下极限的相关系数的95%置信区间。有趣的是,当周期的相关性分为至少比当周期划分在一点三年的相关性最低。尽管如此,对于每一个分割点,之间的相关系数最大的SSN和SSN的总和之间小相比最大的SSN和平均SSN。这个结果表明,平均SSN而不是SSN的总和是一个更合适的数量代表了太阳活动周期的振幅。

类似于SSN和最大平均SSN之间的相关性,相关性最好的平均SSN和SSN分裂点获得当太阳周期划分在一点三年最低。图4(一)显示之间的散点图的最小SSN和平均SSN个人太阳能循环周期划分时最低。图4 (b)表明在一点三年之间的SSN最小和平均SSN当周期划分的。最低SSN之间的相关系数和平均SSN分裂至少是0.783(0.906 0540),虽然这在一点三年之间的SSN的最小和平均SSN周期划分在同一点是0.890(0.749,0.954),数字在括号显示上下极限的相关系数的95%置信区间。分裂点时的相关系数为一点一年,两年,三年,四年里,前五年最低是0.706(0.414,0.866),0.752(0.493,0.889),0.890(0.749,0.954),0.871(0.715,0.944),和0.829(0.632,0.925),分别。注意,最好的关系是获得当太阳周期在一点三年划分的最小和相关系数的值几乎是等于95%区间的上限周期划分时获得的相关系数最小,表明前一点三年最低比最低更合适作为一个周期的开始和结束的点。在这里,我们想添加的情况下,先前给SSN分裂点之间的相关系数和平均SSN大于SSN之间的相关系数,得到在分割点和最大SSN在接下来的周期1]。

我们把所有这些结果表明平均SSN的周期是一个适当的数量代表周期和振幅的前三年起薪点可能是最合适的点,我们定义一个周期开始/结束点。尽管后者维护不符合传统的想法,我们认为有意义的事情应该存在于以前的结果,获得的最大相关系数是当一个周期被划分在一点三年最低。我们考虑他们的影响4。

以平均SSN为代表的振幅的太阳活动周期,我们现在表明,许多有趣的现象变得可见。我们使用在以下分析获得的平均SSN除以周期在一点三年最低。然而,总体结果不会改变如果我们用计算出的平均SSN分裂点最低。

图5(一个)说明了累积的周期数的顺序在自1750年以来的23个周期振幅。人能注意倾向SSN的平均分配在40到60的值,也就是说,从地图上20的倍数。这种趋势是清晰可见的累积数量不同的周期是策划的平均距离最近的多个SSN 20(图5 (b))。注意,绘制点的聚类时几乎没有见过最大SSN的代表振幅(图5 (c))。我们可以看到在图5 (b)12总23分的下降−2.5至2.5的范围(即。潜在范围的四分之一)。如果人们认为太阳活动的振幅可以随机连续值,这种情况的统计概率计算是4.6×10一样小⁻³。这个概率太小,振幅的假设似乎否认确实需要一个持续的价值。不过,要指出的是,扣除取决于前提本身。如果假设是不正确的,也就是说,以防SSNs有可能采取一些特定值及其倍数,结论将成为另一个。然而,我们展示下,最不可能的。

图6显示了几个月,进入每一本的SSN的间隔5,分离周期分为三个时期,在最大(前两年每个最大两年后最大),上升阶段和衰退阶段。注意的有趣的分布在图6(一)。SSN的太阳能最大群周围几个特定值,本中心的60 - 65,105 - 110,145 - 150。毫无疑问这种趋势应该负担的基础我们发现平均SSN价值约20的倍数。是指出,群集的这种特性是SSN的作用不是那么明确其他时期,也就是说,在上升和衰减阶段(数字6 (b)和6 (c)),尽管小突起是观察在45 - 50本的上升阶段和垃圾箱周围25 - 30和65 - 70年的衰退阶段。这些阶段,SSN的比例值5 - 10或10 - 15是显著的。我们认为,上述事实,尤其是分布如图的疙瘩6(一),保证我们的趋势不连续性的太阳能振幅并不源于人为原因等过程来计算每月平滑SSN,但太阳活动的特点是其最大的时期。

3所示。控制周期振幅的关系

数据的散点图7(一)和7 (b)显示奇数太阳周期的平均SSN的关系和他们的前(即偶数周期。之间的平均SSN周期,周期),奇数周期的平均SSN的关系和他们的成功偶数周期,(即。之间的平均SSN周期,周期),分别。观察这两种情况下正相关,但前者的相关性要好得多,携带相关系数为0.985(95%置信区间的上下极限是0.917和0.997,分别地),但包括一些异常值所选定的,而主观的一个检验。另一方面,一个偶数周期的平均SSN之间的关系和之前的平均SSN奇数周期是非常微弱的,低的相关系数为0.537,95%置信区间的上限−0.093和0.860,分别(图7 (b))。显然是观察到的相关性,单双数双奇偶周期,但模糊的对。的在零假设的测试值是6.57⁻⁷相关的单双数对,奇偶对的是0.083。因此,前接受相关显著性水平很高,但后者相关性被拒绝在5%的显著性水平。

这里我们注意一个有趣的发现可能表明内在区别偶数和奇数周期循环。数据8(一个)和8 (b)显示之间的关系在一点三年SSN最小和平均SSN(见图4)为奇数偶数周期和周期,分别。很明显,在图的关系8(一个)强得多。偶数周期的相关系数为0.956(0.833,0.989),而奇数周期是0.738(0.921 0284),数字在括号显示低和95%置信区间的上限。要注意,没有观察到在图的异常值7(一)存在于图8(一个)。的在零假设的测试值是9.76⁻⁷前SSN一点三岁之间的相关性最小和平均SSN的成功甚至周期,而SSN之间的相关性,在一点三年最小和平均SSN的成功奇数周期是0.0048。

一个更有趣的关系,如图9表明,平均的SSN周期的相关周期,表示一个整数。虽然不是很强的相关性,相关系数−0.697 (−0.062−0.930)在零假设的测试值是0.030,表明存在相关性不能拒绝在5%的显著性水平。我们注意,前面描述的控制周期关系图所示7(一)和9可以看到当最大SSN代替平均SSN。然而,相关性不强时平均SSN。我们还添加,没有其他重要的控制周期亲缘除了这两个图所示7(一)和9被发现。

当平均SSN之间的正相关关系周期,周期和平均SSN之间的负相关周期,周期相结合,事实证明,周期1,4,5,8,9日,12日,13日,16日,17日,20日,21日和24日的一方面和周期2,3,6、7、10、11、14、15、18、19日,22日和23日披露的相关性。这两个系列的周期不混合或合并,但更确切地说,是两个独立的系列。

4所示。讨论

离散性的倾向太阳周期振幅的最惊人的。SSN的事实可能会群特定值的峰值附近的太阳周期表明趋势不是一个工件产生的公式计算SSN。虽然我们无法解释目前的物理意义非凡的发现,我们认为我们的结果对未来的一个重要和严重的约束理论研究。

另一个值得注意的发现是亲缘控制周期的太阳周期的振幅周期分为两个系列从未混合或合并。这种不寻常的结果是来自平均SSN甚至周期之间的正相关关系,为成功奇数周期和平均SSN之间的负相关周期,周期。一些异常值观察到这些相关性可能不是由于早期SSN的质量差。事实上,一个离群值的相关性甚至周期和平均SSN的成功是一对奇怪的周期循环22和循环23(另外两双周期4 - 5和周期8 - 9)。目前,我们不知道的出现离群值的相关性。然而,我们在这里想强调这一点。如果这些异常值对除外,奇怪的振幅周期甚至会比前面的周期(参见图1)和振幅之间的比例几乎是相同的(约1.2)。

我们显示摘要,相关性最大的SSN和平均SSN以及之间的关系下一个周期的平均SSN和SSN分裂时太阳周期划分成了最好的指向前一点三年最低。为什么三年前最低?

已经指出,太阳活动周期的长度与最大SSN成功周期提供我们实证方法来预测下一个太阳周期的振幅(2,3]。吉田和山1)透露,实际中必不可少的相关性SSN的时间从一个值50到最小值,不是整个周期的长度;即真正重要的参数的可预测性是SSN的下降率在过去几年中最低。

另一方面,它早就知道经验全球地磁指数的大小在下降阶段的太阳活动作为一个有用的预测成功的太阳周期振幅(4- - - - - -7]。进一步,发现成功的振幅太阳活动周期的预测可以基于(1)极地磁场在太阳前三年最低SSN [8- - - - - -10)和(2)方位平均径向磁场在太阳表面的太阳活动周期的晚期(11]。所有这些观察结果表明,一些重要的指示性的下一个周期的振幅出来在太阳表面的太阳活动周期的最后阶段。

我们评论不久,行星际磁场的强度直接关系到地磁活动降低了并行的SSN在过去三年里太阳周期23 (1]。基于SSN的寻找他们认为太阳活动周期的最后阶段是一个很好的代理角向磁场的日冕,应该是太阳的环向磁场的种子在地面下一个太阳周期,身体经验的知名的最低地磁活动和振幅之间的关系下一个太阳活动周期(例如,(4)可能的假设。

一个简单而合理的方式来解释这两个观测以及我们发现平均SSN循环之间的相关性和SSN一点三年最低最强的假设前两个周期的SSN重叠暂时与相位滞后所建议的卡梅伦和Schussler [11]。实际上,我们看到的所谓的蝴蝶图,高纬度地区太阳黑子的新周期开始出现当旧周期仍在进展在低纬度地区,和我们已经知道强周期更快升值(对他们的太阳黑子的12]。卡梅伦和Schussler [11),证明当以下周期强,点至少SSN实际上移动到一个更早的时间进行前一周期的长度短,建议越快的崛起与前循环周期重叠后走强导致了太阳黑子最低比早些时候的一个较弱的追随者。观测事实的最大SSN远与增加利率周期的上升阶段(13似乎支持他们的假定。

5。总结

我们之间的相关性表明,平均SSN和最大SSN之间的周期以及SSN的划分点太阳活动周期的平均SSN在接下来的周期最强当分裂点设置在三年最低SSN。下面是我们的非凡的发现当SSN的平均值作为太阳能振幅的代表。

(1)SSN的平均值的值显示组件的趋势下降20倍左右。支持的趋势是观察到附近SSNs太阳能最大可能需要在某些特定的值。

(2)之间的积极关系被平均的SSN偶数周期和成功的奇数周期,但两人之间的关系是模糊的奇数周期和成功甚至编号的周期。

(3)另一方面,之间是成反比关系的SSN的平均值周期,周期。

上述两种关系单独的太阳周期为两个相互独立的系列。

确认

作者感谢SIDC-team,世界数据中心太阳黑子指数,比利时皇家天文台,平滑每月意味着ssn。批判阅读j.p. Rozelot和a . Kilcik改进。

引用

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