Cycle solaire

Le cycle solaire , ou le cycle d'activité magnétique solaire de , est le moteur et la source d'énergie dynamiques derrière tous les phénomènes solaires conduisant le temps de l'espace de . Actionné par compter de processus de dynamo hydromagnétique sur l'action inductive des écoulements solaires internes, le cycle solaire le

structure l'atmosphère, la corona et le vent du soleil ; le
module l'irradiance solaire ; le
module le flux du rayonnement solaire à ondes courtes, de l'ultraviolet au rayon X ; le
module la fréquence d'occurrence des fusées, des éjections de masse coronales, et d'autres phénomènes éruptifs solaires geoeffective ; le
module indirectement le flux des rayonnements galactiques de grande énergie entrant dans le système solaire.

Histoire

Le cycle solaire a été découvert en 1843 par le Samuel Heinrich Schwabe , qui après 17 ans d'observations diligentes du soleil a noté une variation périodique du nombre moyen de taches solaires vues d'année en année sur le disque solaire. Tout d'abord appliqué par la découverte de Schwabe's, le loup de Rudolf de compilé et a étudié des observations plus tôt, et les est parvenues à reconstruire le cycle de nouveau à 1745, par la suite poussant ces reconstructions aux observations les plus tôt des taches solaires par Galilée et des contemporains dans les décennies d'ouverture du dix-septième siècle. Puisque les taches solaires viennent dans beaucoup de tailles et de différents niveaux du groupement, commençant par les astronomes solaires de loup l'ont trouvé utile pour définir un index standard de nombre de tache solaire, qui continue à être employé aujourd'hui.

La durée moyenne du cycle de tache solaire est de 11.1 ans, mais cycles aussi courts que 9 ans et tant que 14 ans ont été observés. Les variations significatives de l'amplitude se produisent également. Le maximum solaire et le minimum solaire se réfèrent respectivement aux époques des comptes maximum et minimum de tache solaire. Différents cycles de tache solaire sont divisés d'un minimum au prochain. Après l'arrangement de numérotation établi par Wolf, le cycle 1755-1766 est traditionnellement numéroté " ; 1" ;. La période entre 1645 et 1715, une période l'où très on a observé peu de taches solaires, est un vrai dispositif, par opposition à un objet façonné dû aux données absentes. Cette époque est maintenant connue pendant que le Maunder le minimum , après que le Edouard Walter Maunder , qui a intensivement recherché cet événement particulier, d'abord remarquable par le Gustav Spörer . Dans la deuxième moitié du 19ème siècle elle a été également notée (indépendamment) par le Richard Carrington et par Spoerer qui pendant que le cycle progresse, des taches solaires apparaissent d'abord aux latitudes moyennes, et puis de plus en plus près de l'équateur jusqu'à ce que le minimum solaire soit atteint. Ce modèle mieux est visualisé sous forme de soi-disant diagramme de papillon, d'abord construit par l'équipe de mari-épouse d'E. Walter et Annie Maunder en début du 20ème siècle (voir le schéma 2). Des images du soleil sont divisées en bandes latitudinales, et surface partielle mensuel-faite la moyenne des taches solaires calculées. Ceci est tracé verticalement comme barre de code à couleurs, et le processus est répété mois après mois pour produire ce diagramme de temps-latitude.

La base physique du cycle solaire a été élucidée en début du 20ème siècle par le George Ellery vigoureux et les collaborateurs, qui dans 1908 ont prouvé que des taches solaires ont été fortement magnétisées (c'était la première détection des champs magnétiques en dehors de la terre), et dans 1919 ont continué pour montrer à cela la polarité magnétique des paires de tache solaire : le
est toujours le même dans un hémisphère solaire donné dans tout un cycle donné de tache solaire ; le
est opposé à travers des hémisphères dans tout un cycle ; le
se renverse dans les deux hémisphères d'un cycle de tache solaire au prochain.

Les observations vigoureuses ont indiqué que le cycle solaire est un cycle magnétique avec une durée moyenne de 22 ans. Cependant, parce que presque tout à fait toutes les manifestations du cycle solaire sont peu sensibles à la polarité magnétique, ce reste utilisation commune à parler du " ; cycle" 11-year solaire ;.

Le demi-siècle plus tard, l'équipe de père-et-fils de Harold Babcock et de Horace Babcock ont prouvé que la surface solaire est magnétisée même en dehors de des taches solaires ; que ce champ magnétique plus faible est à d'abord commander un dipöle ; et que ce dipöle subit également inversions de polarité avec la même période que le cycle de tache solaire (voir fig. Ces diverses observations ont établi que le cycle solaire est un déploiement de processus magnétique spatiotemporal au-dessus du soleil dans son ensemble.

Impacts du cycle solaire

Le champ magnétique du soleil structure la son atmosphère et couches externes complètement Corona et dans le vent solaire . Ses variations spatiotemporal mène à une foule de phénomènes collectivement connus sous le nom d'activité solaire. Toute l'activité solaire est fortement modulée par le cycle magnétique solaire, puisque ce dernier sert de source d'énergie et de moteur dynamique à l'ancien.

Magnétisme extérieur

Les taches solaires peuvent exister n'importe où de quelques jours à quelques mois, mais elles se délabrent par la suite, et ceci libère le flux magnétique dans la photosphère solaire. Ce champ magnétique est dispersé et battu par la convection turbulente, et les écoulements à grande échelle solaires. Ces mécanismes de transport mènent à l'accumulation des produits d'affaiblissement magnétisés aux latitudes solaires élevées, renversant par la suite la polarité des champs polaires (voir la fig.

Le composant dipolaire du champ magnétique solaire est observé pour renverser la polarité autour de la période du maximum solaire, et atteint la force maximale à l'heure du minimum solaire. Des taches solaires, d'une part, sont produites à partir d'un champ magnétique (longitudinal-dirigé) toroïdal fort dans l'intérieur solaire. Physiquement, le cycle solaire peut être considéré comme une boucle régénératrice où le composant toroïdal produit un champ poloïdal, tel que lequel produit plus tard un nouveau composant toroïdal de signe de renverser la polarité du champ toroïdal original, qui produit alors un nouveau composant poloïdal de renversé polarité, et ainsi de suite.

Irradiance solaire

Tout le irradiance solaire (TSI) est la quantité d'énergie radiative solaire empiétant sur l'atmosphère de la terre. On l'observe pour varier dans la phase avec le cycle solaire, avec des moyennes annuelles s'attaquant de 1365.5 watts par mètre carré au minimum solaire, jusqu'à de 1366.6 au maximum solaire, avec des fluctuations au sujet des moyens environ de +/- 1 watt par mètre carré sur des calendriers de quelques jours (voir les courbes du schéma 4, de jaune et de rouge). La variation minute-à-maximum, au 0.1% niveau, est trop petite lointain pour affecter le climat de la terre, mais elle vaut de maintenir dans l'esprit qui des mesures fiables continues du TSI être seulement disponible depuis 1978 ; les niveaux minimum et maximum de l'activité solaire ont été restés rudement les mêmes de puis maintenant, enjambant le cycle 21 à 23.

Intéressant, le Sun est légèrement plus lumineux au maximum solaire, quoique les taches solaires soient plus foncées que le reste de la photosphère solaire. C'est parce qu'au maximum solaire, un grand beaucoup de structures magnétisées autres que des taches solaires apparaît sur la surface solaire et bon nombre d'entre elles, telles que des faculae et des éléments actifs du réseau, sont plus lumineux que la photosphère. Ils finissent collectivement surcompenser vers le haut légèrement pour le déficit global d'irradiance lié au plus grand mais moins nombreux taches solaires. Les observations récentes indiquent que le conducteur primaire des changements de TSI est l'assurance photospheric variable de ces différents types de structures magnétiques solaires, bien que les contributions des variations de long-calendrier se soient associées à un processus physique situé en profondeur, tel que de petits changements cycle-négociés de l'efficacité de l'énergie convectrice le transport, ne peut pas être éliminé entièrement jusqu'ici.

Rayonnement à ondes courtes

Avec un Kelvins de la température 5870 les régions non magnétisées de l'atmosphère du Sun émettent le rayonnement à ondes courtes très petit, tel que l'ultraviolet et (EUV) les rayons X extrêmes. Ce n'est plus le cas où les champs magnétiques sont les régions actuelles et magnétisées étant observées pour émettre le rayonnement à ondes courtes. Puisque l'assurance extérieure des structures magnétiques varie nettement au cours du cycle, le niveau du solaire diffus et non-évasé UV, de l'EUV et du flux du rayon X est modulé en conséquence Le schéma 5 montre ce des variations pour le rayon X mou, comme observé par le satellite japonais YOHKOH. On observe des variations cycle-connexes semblables dans le flux du rayonnement solaire UV ou d'EUV, comme observé par exemple par le SOHO ou des satellites de la TRACE .

Quoiqu'il explique seulement une fraction minuscule de tout le irradiance solaire, l'impact d'UV solaire, EUV et rayonnement de rayon X sur l'atmosphère de la terre sont profonds. Le flux UV solaire est un conducteur important de la chimie stratosphérique , et l'ionosphère répond fortement aux augmentations des rayonnements ionisants ionisants, par le chauffage et les changements de la conductivité électrique.

Flux par radio solaire

L'émission du Sun à la longueur d'onde (par radio) centimétrique est due principalement du plasma coronal emprisonné dans les champs magnétiques recouvrant des régions actives.7 est une mesure du flux par radio solaire par fréquence d'unité à une longueur d'onde de 10.7cm, près de la crête de l'émission par radio solaire observée. Il représente une mesure du chauffage diffus et nonradiative du plasma coronal emprisonné par des régions trop actives de champs magnétiques, et est un excellent indicateur des niveaux d'activité solaires globaux. Le disque solaire de F10.7 cm se prolonge de nouveau à 1947, et est le plus long dirigent le disque de l'activité solaire disponible, autre que des quantités tache-connexes.

On lui a proposé que le flux solaire de 10.7 cm puisse interférer des communications terrestres point par point. " ; L'effet du rayonnement solaire de 10.7 cm sur le spectre de diffusion de 2.4GHz Digitals Communications" ; , Nouvelles de NARTE, volume 17 nombre 3 juillet - octobre 1999.

Phénomènes éruptifs de Geoeffective

Le champ magnétique solaire structure la corona, lui donnant sa forme caractéristique évidente à une époque d'éclipses solaires. Les structures coronales complexes de champ magnétique évoluent en réponse aux mouvements liquides sur la surface solaire, et à l'apparition du flux magnétique produite par action de dynamo dans l'intérieur solaire. Pour des raisons pas encore comprises en détail, parfois ces structures perdent la stabilité, menant aux éjections de masse coronales dans l'espace interplanétaire, ou le évase , provoqué par le dégagement localisé soudain de l'énergie magnétique conduisant l'émission copieuse de l'ultraviolet et du rayonnement de rayon X aussi bien que les particules énergiques. Ces phénomènes éruptifs peuvent avoir un impact significatif sur l'atmosphère de la terre et l'environnement de l'espace, et sont les conducteurs primaires de ce qui s'appelle maintenant le temps de l'espace.

La fréquence d'occurrence des éjections de masse coronales et des fusées est fortement modulée par le cycle d'activité solaire. Les fusées de n'importe quelle taille donnée sont environ 50 fois plus fréquentes au maximum solaire qu'au minimum. Les grandes éjections de masse coronales se produisent en moyenne plusieurs fois par jour au maximum solaire, vers le bas à un tous les quelques jours au minimum solaire que la taille de ces événements elles-mêmes ne dépend pas avec sensibilité de la phase du cycle solaire. Un bon exemple récent sont les trois grandes fusées de X-classe s'étant produit en décembre 2006, très près du minimum solaire ; un de ces derniers (une fusée X9.0 le 5 décembre) se tient en tant qu'une des plus lumineuse sur le disque.

Flux de rayon cosmique

L'expansion extérieure des déchets solaires dans l'espace interplanétaire fournit les overdensities du plasma qui sont efficaces à disperser les rayonnements de grande énergie entrant dans le système solaire ailleurs dedans de la galaxie. Puisque la fréquence des événements éruptifs solaires est fortement modulée par le cycle solaire, le degré de rayon cosmique dispersant dans le système solaire externe varie dans l'étape. Par conséquent, le flux de rayon cosmique dans le système solaire intérieur anticorrelated avec le niveau global de solaire activité. Cet anticorrelation est clairement détecté dans des mesures de flux de rayon cosmique sur la surface terrestre.

Quelques rayonnements de grande énergie écrivant l'atmosphère terrestre se heurtent assez dur les constituants atmosphériques moléculaires pour causer les réactions de temps en temps nucléaires de spallation de . Certains des produits de fission incluent des radionucléides tels que ¹⁴C et ¹⁰Be, qui s'installent sur la surface terrestre. Leur concentration peut être mesuré dans des noyaux de glace, en permettant une reconstruction de niveaux d'activité solaires dans le passé éloigné. De telles reconstructions indiquent que le niveau global de l'activité solaire puisque le milieu du 20ème siècle se tient parmi le plus haut des 10.000 dernières années, et celui Maunder minimum-comme des époques d'activité supprimée, des durées variables se sont produites à plusieurs reprises au-dessus de cette période.

Impact sur la biosphère et le cycle circadien humain

L'impact du cycle solaire sur la matière organique est couvert en partie par des études interdisciplinaires dans les domaines de la science connus sous le nom de chronobiologie , Heliobiology , et Astrobiology . En le 1924 Alexandre Chizhevsky , diplômé de Faculté de Médecine à l'université de Moscou de , a édité les travaux interdisciplinaires : " ; Facteurs physiques derrière le processus du history" ; et " ; Catastrophes épidémiologiques et activité périodique du Sun" ; étude des cycles dans la matière organique dans les raccordements avec le cycle solaire et le cycle des phases lunaires . Chizhevsky a développé une nouvelle discipline, Heliobiology , une branche de Astrobiology . En 1939 Chizhevsky a été élu président honorifique du congrès international dans la physique biologique, pour son 1936 de publication l'écho terrestre des orages solaires , 366 Pp. 1976, Moscou, (d'abord éditée en 1936 po А. Земноеэхосолнечныхбурь. texte intégral dans le Russe). Cependant, Chizhevsky a été arrêté par le gouvernement soviétique et bientôt exilé en Sibérie sous la dictature du Joseph Stalin . Les publications de Chizhevsky ont été censurées et sa recherche des années 30 du sang et des paramètres électromagnétiques des érythrocytes de que en liaison avec des cycles dans le système circadien humain a été interdit, il a été éditée 40 ans après, en 1973. " 1928 de la publication de Chizhevsky ; Influence de cosmos sur le psychoses" humain ; a été censuré dans l'Union Soviétique, quoiqu'en 2003 ce travail a été mis en référence en journal d'article de rythmes circadiens.

Random links: