下一个太阳黑子极小值的可能值

抽象的

甘贝尔的第一个分布被应用于平滑的月平均太阳黑子数在太阳周期10到24。根据该理论，24-25太阳周期的下一个最小值将是过去150年里太阳活动最深的最小值。这项研究提供了对太阳目前正在发生的变化的额外了解。

1.介绍

太阳黑子周期的特点是变化性和规律性。太阳黑子是具有强烈光球磁场的区域，具有南北两极。黑子的变化周期大约是11年，而它们的磁周期是这一周期的两倍。物理过程促成了太阳11年活动周期的日冕洞的出现。有许多太阳能发电机的模型，但没有一个是完整的。利用日震学和大尺度数值模型研究了部分与太阳对流区的流动有关的解。利用发电机理论，用一个物理分析参数来预测循环活动[1］．

太阳显示了一个大约11年的活动周期，从风暴到平静的周期，然后再回来(如图所示)1)．

太阳能速度和行星磁场的强度和方向影响了从太阳风中的能量进入磁层的耦合。这种能量的一些部分是过于储存在磁层中的过度储存，然后最终沉积在极热过程中的高层气氛和电流驱动的加热中。太阳风和截然磁场的性质与地磁活动相关（见[[2- - - - - -4])。

最后的太阳能最小，目前结束太阳循环23，是单数。在2008年，1996年，1986年，1976年和1966年发生的前五个太阳能最小值。当前周期于2008年12月的最低限度。

空间任务的优化是为了研究太阳最大状态而不是太阳最小状态。与SOHO任务相关的第23个系列国际研讨会的会议记录显示了一个关于太阳是否处于一个新的伟大活动极小期的开端的讨论，类似于历史上的道尔顿和蒙德极小期。

DALTON最小（1795-1830），MAUNDEL最低（1635-1705），当SUN与现在太阳完全不同时，SPÖRER最小（1450-1550）（例如，[5])。

太阳底极小期随机出现，太阳恢复得很快。上一次太阳极小期是每一个世纪都会出现的太阳深度极小期之一[6］．

可能的是，太阳能最小与对太阳能发电机的基本理解及其对Photosphere和Corona的影响有关。

根据一项长期分析[7据估计，最近的太阳极小期的银河宇宙射线方面是以前的极小期中最大的，而且在磁层以外的位置增加更为明显。

与太空时代开始以来获得的记录相比，上次扩大的太阳极小期在太阳风和地球磁层中产生了更新颖的条件。观测到的太阳风值为370 km s⁻¹平均值抑郁。预测值，如300公里⁻¹1912-1913年的周期与23-24年的周期相比还不够好。太阳风的中位数速度是每秒450公里⁻¹由每秒350公里高的急流组成⁻¹到600公里⁻¹，当这些快流消失时，SAMPEX测量到的辐射带通量迅速下降[6］．过去的三个太阳周期(1976-2008)有足够的太阳风测量，以近期的观点有最后的太阳极小期;这些太阳活动周期比正常情况下更活跃。这一时期被称为大太阳活动极大期(例如，[8])。

在太阳周期23时，磁场产生较弱，在太阳周期21和22时，这种通量传输产生了强烈的极性场。太阳磁发电机可以在年代际尺度上改变，并应该揭示观察到的太阳场是如何产生的。这种行为在过去30-40年间并不常见，因为在1970年之前我们没有统一的记录。与前几次太阳极小期相比，太阳的行为仍然很奇怪[6］．

Schatten等人利用发电机理论[1]用物理分析的一个参数预测了周期的活动。

通过考虑四个太阳周期的极地场测量，Svalgaard等人[9]预测，即将到来的第24个太阳活动周期可能是过去100年里最小的太阳活动周期。

duhau [10]提出了一个证据，即太阳能活动在1993年年度下降。

hathaway [11]研究了国际太阳黑子计数，发现太阳活动周期的平均周期为131个月，标准差为14个月。到目前为止，第23个太阳周期已经持续了142个月，并没有出现异常的衰退。有效的13平滑月黑子(MSSM)为5.70。这比过去23个太阳最小值中的12个都大。

为了解释空间天气的变化，有必要研究数据及其效应与相关物理之间的联系。

在最后的太阳能最低限度之前，太阳黑子和太阳能活动的记录表现出这些年的时间是高太阳风的时代;然后，根据需要仔细监测太阳的极地区域，阳光会恢复到较少的积极条件下，并将在相对较长的时间内进行相对较长的时间。然而，即使在安静的时期，也有很多关于太阳的知识。出现磁性区域;有冠状孔，快速和慢速流，以及太阳风中的时间变化。有理由认为在最后的太阳能最低迹象期间发生了低现场强度的低活动周期。

为了分析SMMS, Gumbel的渐近分布[12被认为是。Siscoe [13，14和Silbergleit等人[15，16来研究每个太阳活动周期中的太阳黑子和最大的地磁风暴。解析表达式得到了极值总体，从其中统计参数-模式，中位数，平均值，和标准偏差-被导出。

因此，在最后几个世纪中审查太阳黑子系列是一种评估太阳变化的方式。数字1显示了与过去15个太阳周期相关的太阳黑子数。对太阳极小期的统计分析，认为1848年至2013年是由于数据良好(见[17)，因为太阳黑子的记录在1700-1748年期间不令人满意，在1749-1817年有疑问，而在1848年以后就确定了。

2.数据和预测技术

这些数据(平滑月平均太阳黑子，SMMS)是从以下网站下载的ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/这是美国国家地球物理数据中心的网站。

对于正态分布的数据，极值统计对于研究序列的尾部(最低值或最低值)是很有用的。虽然知道描述一个种群的变量的分布通常并不重要，但通过研究它们的尾部(似乎是正态分布的)，可以获得关于分布本身的有用信息(基于极端统计[12])。

对于给定的最小观测值，该值可能小于的概率是，其中甘贝尔的第一个渐近分布描述为。这个值等于或大于s的概率是(见[12])。

极值理论给出了的数学表达式： 在哪里和是线性方形合适获得的常数。

随着每个太阳循环的最大幅度的概率函数未知，观察到的值根据[12］．为观察到极值（哪里是数据的总计），之间的关系得到s。

极值是通过考虑1848年至2013年的太阳活动周期数据和每个周期的最小太阳黑子数(s)来计算的，如表所示1。

为了使用所有15个观测结果，[18］．在有限的目标下，绘制规则[19] 为了th由双指数分布得到的有序数据为 在哪里是观察的数量，从最小值开始观察的顺序是什么是估计累积频率的吗届任期(19］．相关值由 的和值在表3和4列中制表1。

数字2表示表示最佳拟合调整的直线。回归线的斜率等于以SMMS为单位⁻¹。

返回的时间和通过使用表达式计算： 方程(4)和(5） 定义和。这些值绘制在图中3.。代表找到一个太阳循环最小幅度所需的预期时间，其极端等于或超过横坐标（分支机构);显示有一个周期的预期周期与横坐标(分支)。这些函数也显示出随着循环次数的增加，预期范围也在增加。和意思是，对于给定的太阳周期(例如，），预计这一点值将被限制在一个有界的区间内。边界是由(4)和(5），是一种案例比通过（或较低）更高（或更低）（4） （或者 （5))。为这两个界限重合在中值(mv)，这是分布的中点(如图所示)3.)．

根据这个理论，在16个周期中，预计有14个周期在这个范围内，一个小于最低限定的一个案例，另一个等于或大于最高界限。参考表1， 14次太阳极小期仍在12.3-0.6区间内;其中一个等于最大值(即12.3);然后，未知的下一个最小值的值应该低于最小界(即0.6)。

至于[13]作为所有结果的平均值的算术平均值（AM）与[13]为Sd = 1.2825 a。

获得相对色散RD的测量以通过模式分割SD。获得的极值的统计特征参数是模式（)、中位数(mv = 5.2)、平均值(am = 5.6)，均以SMMS为单位，Sd = 4.0 SMMS, Rd = 1.0。

3.结果、讨论和结论

数字2给出了考虑甘伯尔第一次渐近分布的最佳拟合平差。中的参数值1） 是和多发性骨髓瘤。

获得的极端值的统计特性参数是Mo = 3.9太阳黑子，MV = 5.2和AM = 5.6个SMM，具有SD = 4.0 SMM和RD = 1.0。

数字3.显示返回期与SMMS。上限和下限显示为16个太阳循环。根据该，第四个最小值是0.6和12.3 SMM的间隔。一个数据（在表格中1第22个太阳周期的15号数据是上界;那么，预计下一个太阳黑子最小值将会比最低界的值更低。

根据我们的研究结果，太阳活动周期25极小期可能是最近15个周期中最小的。这一结果提供了太阳黑子减少的证据，并与凯恩之前的文章一致[17、Svalgaard等人[9]和duhau [10)，他预测太阳活动正在下降，目前的太阳活动周期将是过去100年来最小的周期。太阳黑子数和太阳活动的其他指标持续低迷，2008年和2009年年中都是如此。根据目前的研究，太阳活动周期25的最小值将比之前探测到的更深的周期小近60%(见表)1)．因此，我们得出结论，如果统计数据与过去15个太阳活动周期的数据相同，那么我们应该已经接近太阳活动最深的最小值了(以平滑的月平均太阳黑子测量得出)。

利益冲突

作者声明，本文的发表不存在利益冲突。

致谢

感谢未知的审稿人提出的宝贵建议和意见。本研究部分得到了阿根廷PIP N°11420090100258 (CONICET)和PIP N°20020090100131 (UBACYT)的支持。

参考文献

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