Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с минимума Маундера )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Минимум Маундера показан в 400-летней истории числа солнечных пятен

Маундер Минимум , также известный как «длительной веснушка минимум», это имя , используемое в течение периода около 1645 до 1715 , в течение которого веснушки стали чрезвычайно редкими, как это было тогда отмечен солнечными наблюдателями.

Термин был введен после того, как Джон А. Эдди [1] опубликовал в 1976 году в журнале Science знаменательную статью . [2] Астрономы до Эдди также назвали период в честь солнечных астрономов Эдварда Вальтера Маундера (1851–1928) и его жены Энни Рассел Маундер (1868–1947), которые изучали, как широта солнечных пятен менялась со временем. [ необходима цитата ] Период, который исследовали Маундеры, включал вторую половину 17 века.

Две статьи были опубликованы на имя Эдварда Маундера в 1890 [3] и 1894, [4], и он цитировал более ранние работы, написанные Густавом Шперером . [5] [6] Поскольку Энни Маундер не получила университетского диплома, ограничения в то время привели к тому, что ее вклад не получил публичного признания. [7] Шперер отметил, что в течение 28-летнего периода (1672–1699) в пределах минимума Маундера наблюдения выявили менее 50 солнечных пятен. Это контрастирует с типичными 40 000–50 000 солнечных пятен, наблюдаемых в наше время (по аналогичной 25-летней выборке). [8]

Минимум Маундера пришелся на гораздо более длительный период температур ниже средних по Европе, что, вероятно, было в первую очередь вызвано вулканической активностью. [ необходима цитата ]

Наблюдения за солнечными пятнами [ править ]

Минимум Маундера произошел между 1645 и 1715 годами, когда наблюдалось очень мало солнечных пятен. [9] Это произошло не из-за недостатка наблюдений, поскольку в 17 веке Джованни Доменико Кассини проводил систематическую программу наблюдений за Солнцем в Парижской обсерватории благодаря астрономам Жану Пикару и Филиппу де Ла Иру . Иоганнес Гевелиус также проводил наблюдения самостоятельно. Вот общее количество солнечных пятен, зарегистрированных, например, за десятилетние годы (без учета чисел Вольфа ): [9]

ГодСолнечные пятна
16109
16206
16309
16400
16503
1660О некоторых солнечных пятнах (20 <) сообщил Ян Хевелиуш в Machina Coelestis.
16700
16801 огромное солнечное пятно, которое наблюдал Джованни Доменико Кассини

Во время минимума Маундера было обнаружено достаточно солнечных пятен, чтобы можно было экстраполировать 11-летние циклы из подсчета.

Максимумы приходились на 1676–1677, 1684, 1695, 1705 и 1718 годы.

Затем активность солнечных пятен была сосредоточена в южном полушарии Солнца, за исключением последнего цикла, когда пятна появились и в северном полушарии.

Согласно закону Шперера , в начале цикла пятна появляются на все более низких широтах, пока они в среднем не достигают 15 ° широты в максимуме солнечной активности.

Затем среднее значение продолжает опускаться ниже примерно до 7 °, и после этого, в то время как пятна старого цикла исчезают, пятна нового цикла снова начинают появляться в высоких широтах.

На видимость этих пятен также влияет скорость вращения поверхности Солнца на разных широтах:

Солнечная широтаПериод ротации
(дни)
0 °24,7
35 °26,7
40 °28,0
75 °33,0

На видимость в некоторой степени влияют наблюдения, проводимые с эклиптики . Эклиптика наклонена на 7 ° от плоскости солнечного экватора (0 ° широты).

Малый ледниковый период [ править ]

Сравнение групповых чисел солнечных пятен (вверху), данных наблюдений за температурой Центральной Англии (CET) (посередине) и реконструкций и моделирования температур северного полушария (NHT). CET красным цветом обозначены средние летние значения (июнь, июль и август), а синим цветом - средние значения зимой (декабрь предыдущего года, январь и февраль). NHT серым цветом представляет собой распределение из корзины реконструкций палеоклимата (более темный серый цвет показывает более высокие значения вероятности), а красным цветом - результаты моделирования, учитывающие солнечные и вулканические вариации. Для сравнения, в тех же масштабах аномалия для современных данных (после 31 декабря 1999 г.) для летнего CET составляет +0,65 ° C, для зимнего CET составляет +1,34 ° C, а для NHT составляет +1,08 ° C. Данные о солнечных пятнах такие же, как в дополнительных данных к [10].и данные о температуре в Центральной Англии опубликованы Метеорологическим бюро Великобритании [11]. Данные NHT описаны во вставке TS.5, рисунок 1 отчета IPCC AR5 Рабочей группы 1. [12]

Минимум Маундера примерно совпал со средней частью Малого ледникового периода , в течение которого в Европе и Северной Америке температуры были ниже средних. Однако вопрос о том, существует ли причинно-следственная связь, пока не установлен. [13] На сегодняшний день лучшая гипотеза, объясняющая причину Малого ледникового периода, состоит в том, что он был результатом вулканической деятельности. [14] [15] Начало Малого ледникового периода также произошло задолго до начала минимума Маундера, [14] и температуры в северном полушарии во время минимума Маундера не сильно отличались от предыдущих 80 лет, [16] предполагая снижение солнечной активности не было главной причиной Малого ледникового периода.

Корреляция между низкой активностью солнечных пятен и холодными зимами в Англии была недавно проанализирована с использованием самого продолжительного существующего рекорда температуры поверхности - Температурного рекорда Центральной Англии . [17] Они подчеркивают, что это региональный и сезонный эффект, связанный с европейской зимой, а не глобальный эффект. Потенциальное объяснение этому было предложено наблюдениями в рамках эксперимента НАСА по солнечной радиации и климату , которые предполагают, что выход солнечного УФ-излучения более изменчив в течение солнечного цикла, чем думали ученые ранее. [18] В 2011 году в журнале Nature Geoscience была опубликована статья.журнал, который использует модель климата со стратосферными слоями и данными SORCE, чтобы связать низкую солнечную активность с поведением струйных течений и мягкой зимой в некоторых местах (южная Европа и Канада / Гренландия) и более холодными зимами в других (северная Европа и США). [19] В Европе примерами очень холодных зим являются 1683–84, 1694–95 и зима 1708–09 . [20]

Термин «малый ледниковый период», применяемый к минимуму Маундера, является чем-то неправильным, поскольку он подразумевает период неослабевающего холода (и в глобальном масштабе), чего не было. Например, самая холодная зима в Центральной Англии Температурный рекорд - 1683–1684, но лето во время минимума Маундера не сильно отличалось от лета в последующие годы. Падение глобальных средних температур в реконструкциях палеоклимата в начале малого ледникового периода было между 1560 и 1600 годами, тогда как минимум Маундера начался почти 50 лет спустя. [ оригинальное исследование? ] [ необходима ссылка ]

Другие наблюдения [ править ]

События солнечной активности зафиксированы в радиоуглероде.
График, показывающий приблизительные значения солнечной активности, включая изменения числа солнечных пятен и производство космогенных изотопов.

Прошлая солнечная активность может быть записана различными приборами , включая углерод-14 и бериллий-10 . [21] Это указывает на более низкую солнечную активность во время минимума Маундера. Масштаб изменений, приводящих к производству углерода-14 за один цикл, невелик (около одного процента от среднего содержания) и может быть принят во внимание при использовании радиоуглеродного датирования для определения возраста археологических артефактов . Интерпретация данных о содержании космогенных изотопов бериллия-10 и углерода-14, хранящихся в земных резервуарах, таких как ледяные щиты и годичные кольца деревьев.в значительной степени помогли реконструкции солнечных и гелиосферных магнитных полей на основе исторических данных об активности геомагнитных бурь , которые устраняют временной разрыв между концом пригодных для использования данных о космогенных изотопах и началом данных современных космических аппаратов. [22] [23]

Другие исторические минимумы солнечных пятен были обнаружены либо непосредственно, либо с помощью анализа космогенных изотопов; к ним относятся минимум Шперера (1450–1540 гг.) и в меньшей степени - минимум Дальтона (1790–1820 гг.). В исследовании 2012 года минимумы солнечных пятен были обнаружены путем анализа углерода-14 в озерных отложениях. [24] Всего за последние 8000 лет было 18 периодов минимумов солнечных пятен, и исследования показывают, что в настоящее время Солнце проводит в этих минимумах до четверти своего времени.

В статье, основанной на анализе рисунка Флемстида, предполагается, что вращение поверхности Солнца замедлилось в глубоком Маундеровском минимуме (1684 г.). [25]

Во время минимума Маундера полярные сияния , казалось бы, наблюдались нормально, с регулярным циклом в десятилетнем масштабе. [26] [27] Это несколько удивительно, потому что более поздний и менее глубокий минимум солнечных пятен Дальтона отчетливо виден в частоте появления полярных сияний, по крайней мере, на более низких геомагнитных широтах. [28] Поскольку геомагнитная широта является важным фактором возникновения полярных сияний (полярные сияния на более низких широтах требуют более высоких уровней солнечно-земной активности), становится важным учитывать миграцию населения и другие факторы, которые могли повлиять на количество надежных наблюдателей полярных сияний в заданная магнитная широта для более ранних дат. [29]Десятилетние циклы во время минимума Маундера также можно увидеть в содержании космогенного изотопа бериллия-10 (который, в отличие от углерода-14, можно изучать с годовым разрешением) [30], но они, по-видимому, находятся в противофазе с любой остаточной активностью солнечных пятен. . Объяснение с точки зрения солнечных циклов потери солнечного магнитного потока было предложено в 2012 году [31].

Фундаментальные статьи о минимуме Маундера были опубликованы в « Тематических исследованиях минимума Шперера, Маундера и Далтона» . [32]

См. Также [ править ]

  • Глобальное потепление
  • Солнечный минимум

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Вебер, Брюс (17 июня 2009 г.). «Джон А. Эдди, солнечный детектив, умер в возрасте 78 лет» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 28 июля 2015 года .
  2. ^ Эдди, JA (июнь 1976 г.). «Минимум Маундера» (PDF) . Наука . 192 (4245): 1189–1202. Bibcode : 1976Sci ... 192.1189E . DOI : 10.1126 / science.192.4245.1189 . PMID 17771739 . S2CID 33896851 . Архивировано из оригинального (PDF) 16 февраля 2010 года.   
  3. Перейти ↑ Maunder, EW (1890). «Исследования профессора Шпорера по солнечным пятнам» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 50 : 251–252.
  4. ↑ Maunder, EW (1 августа 1894 г.). «Продолжительный минимум солнечных пятен» . Знание . 17 : 173–176.
  5. ^ Spörer, Густав (1887). "Über die Periodicität der Sonnenflecken seit dem Jahre 1618, vornehmlich in Bezug auf die heliographische Breite derselben, und Hinweis auf eine erhebliche Störung dieser Periodicität während eines langen Zeitraumes с 1618 года, особенно в отношении периодичности с 18 лет, особенно в отношении солнечной периодичности с 18 лет". широта же, и ссылка на значительное нарушение этой периодичности в течение длительного периода]. Vierteljahrsschrift der Astronomischen Gesellschaft . Лейпциг. 22 : 323–329.
  6. ^ Шперера, G. (февраль 1889 г.). "Sur les différences que présentent l'hémisphère nord et l'hémisphère sud du Soleil" [О различиях, которые присутствуют в северном и южном полушарии Солнца]. Бюллетень Astronomique . 6 : 60–63.
  7. ^ Брюк, Мэри Т. (1994). «Элис Эверетт и Энни Рассел Маундер, женщины-астрономы с факелом несут факел». Ирландский астрономический журнал . 21 : 280–291. Bibcode : 1994IrAJ ... 21..281B .
  8. ^ Джон Э. Бекман и Теренс Дж. Махони (1998). Минимум Маундера и изменение климата: помогли ли исторические данные текущим исследованиям? . Библиотечные и информационные службы в астрономии III. Серия конференций ASP. 153 . Институт астрофизики Канарских островов, Тенерифе: Тихоокеанское астрономическое общество.
  9. ^ a b Усоскин; и другие. (2015). «Минимум Маундера (1645–1715) действительно был грандиозным минимумом: переоценка нескольких наборов данных». Astron. Astrophys . 581 : A95. arXiv : 1507.05191 . Bibcode : 2015A&A ... 581A..95U . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201526652 . S2CID 28101367 . 
  10. ^ Локвуд, М .; и другие. (Июль 2014 г.). «Столетние вариации числа солнечных пятен, открытого солнечного потока и ширины пояса стримеров: 2. Сравнение с геомагнитными данными» (PDF) . J. Geophys. Res . 119 (7): 5183–5192. Bibcode : 2014JGRA..119.5183L . DOI : 10.1002 / 2014JA019972 . PDF Копировать
  11. ^ "Набор данных температуры Центральной Англии Хэдли (HadCET)" .
  12. ^ «Изменение климата 2013, Основы физических наук, WG1, 5-й оценочный отчет, МГЭИК» .
  13. ^ Плет, Фил, мы идем в новый ледниковый период? , Discover, 17 июня 2011 г. (получено 16 июля 2015 г.)
  14. ^ a b Миллер и др . 2012. «Внезапное начало малого ледникового периода, вызванное вулканизмом и поддерживаемое обратной связью между морским льдом и океаном», Geophysical Research Letters 39 , 31 января; см. пресс-релиз на веб-сайте AGU (получено 16 июля 2015 г.).
  15. ^ Был ли малый ледниковый период вызван массивными извержениями вулканов? ScienceDaily , 30 января 2012 г. (по состоянию на 21 мая 2012 г.)
  16. ^ Оуэнс; и другие. (2017). «Минимум Маундера и малый ледниковый период: обновленная информация по результатам недавних реконструкций и моделирования климата» . Космическая погода и космический климат . 7 (A33): A33. Bibcode : 2017JSWSC ... 7A..33O . DOI : 10.1051 / SWSC / 2017034 .
  17. ^ Локвуд, М .; и другие. (Февраль 2010 г.). «Связаны ли холодные зимы в Европе с низкой солнечной активностью?» . Env. Res. Lett . 5 (2): 024001. Bibcode : 2010ERL ..... 5b4001L . DOI : 10.1088 / 1748-9326 / 5/2/024001 . PDF Копировать
  18. ^ Harder, JA; и другие. (Апрель 2009 г.). «Тенденции изменчивости солнечной спектральной освещенности в видимой и инфракрасной области» (PDF) . Geophys. Res. Lett . 36 (7): L07801. Bibcode : 2009GeoRL..36.7801H . DOI : 10.1029 / 2008GL036797 . S2CID 18196394 .  
  19. ^ Ineson, S .; и другие. (Октябрь 2011 г.). «Солнечное воздействие на зимнюю изменчивость климата в Северном полушарии» (PDF) . Природа Геонауки . 4 (11): 753–757. Bibcode : 2011NatGe ... 4..753I . DOI : 10.1038 / ngeo1282 . hdl : 10044/1/18859 .
  20. ^ Niles 'Weekly Register , Том 15, Дополнение, История погоды
  21. ^ Усоскин И.Г. (2017). «История солнечной активности на протяжении тысячелетий». Живые обзоры по солнечной физике . 14 (3): 3. arXiv : 0810.3972 . Bibcode : 2017LRSP ... 14 .... 3U . DOI : 10.1007 / s41116-017-0006-9 . S2CID 195340740 . 
  22. ^ Локвуд М .; и другие. (Июнь 1999 г.). «Удвоение коронального магнитного поля Солнца за последние 100 лет». Природа . 399 (6735): 437–439. Bibcode : 1999Natur.399..437L . DOI : 10,1038 / 20867 . S2CID 4334972 .  PDF-копия, заархивированная 30 апреля 2011 г. на Wayback Machine
  23. ^ Локвуд М. (2013). «Реконструкция и прогноз вариаций открытого солнечного магнитного потока и межпланетных условий» . Живые обзоры по солнечной физике . 10 (4): 4. Bibcode : 2013LRSP ... 10 .... 4L . DOI : 10.12942 / lrsp-2013-4 . PDF Копировать
  24. ^ Селия Мартин-Пуэртас; Катя Маттес; Ахим Брауэр; Раймунд Мушелер; Фелиситас Хансен; Кристоф Петрик; Ала Алдахан; Йоран Посснерт; Бас ван Гил (2 апреля 2012 г.). «Сдвиги региональной атмосферной циркуляции, вызванные большим солнечным минимумом». Природа Геонауки . 5 (6): 397–401. Bibcode : 2012NatGe ... 5..397M . DOI : 10.1038 / ngeo1460 .
  25. ^ Vaquero JM Sanchez-Бахо F, Гальего MC (2002). «Мера вращения Солнца во время минимума Маундера». Солнечная физика . 207 (2): 219–222. Bibcode : 2002SoPh..207..219V . DOI : 10,1023 / A: 1016262813525 . S2CID 119037415 . 
  26. ^ Шредер, Вильфрид (1992). «О существовании 11-летнего цикла солнечной и авроральной активности до и во время минимума Маундера» . Журнал геомагнетизма и геоэлектричества . 44 (2): 119–28. Bibcode : 1992JGG .... 44..119S . DOI : 10,5636 / jgg.44.119 . ISSN 0022-1392 . 
  27. ^ Легран, JP; Ле Гофф, М; Mazaudier, C; Шредер, В. (1992). «Солнечная и авроральная активность в семнадцатом веке». Acta Geodaetica et Geophysica Hungarica . 27 (2–4): 251–282.
  28. ^ Неванлинна, Х. (1995). «Наблюдения за полярным сиянием в Финляндии - Визуальные наблюдения в 18-19 веках» (PDF) . Журнал геомагнетизма и геоэлектричества . 47 (10): 953–960. Bibcode : 1995JGG .... 47..953N . DOI : 10,5636 / jgg.47.953 . ISSN 0022-1392 . S2CID 129392285 .    PDF Копировать
  29. ^ Васкес, М .; и другие. (2014). "Долгосрочные пространственные и временные вариации событий северного сияния в период 1700 - 1905 гг.". Солнечная физика . 289 (5): 1843–1861. arXiv : 1309.1502 . Bibcode : 2014SoPh..289.1843V . DOI : 10.1007 / s11207-013-0413-6 . ISSN 0038-0938 . S2CID 119115964 .  
  30. ^ Beer, J .; и другие. (1988). «Активное солнце на протяжении минимума Маундера» . Солнечная физика . 181 (1): 237–249. Bibcode : 1998SoPh..181..237B . DOI : 10,1023 / A: 1005026001784 . S2CID 122019951 .  PDF-копия, заархивированная 21.08.2014 в Wayback Machine
  31. ^ Оуэнс, MJ .; и другие. (2012). «Гелиосферная модуляция галактических космических лучей во время больших солнечных минимумов: прошлые и будущие вариации» . Geophys. Res. Lett . 39 (19): L19102. Bibcode : 2012GeoRL..3919102O . DOI : 10.1029 / 2012GL053151 . PDF-копия, заархивированная 22.08.2014 в Wayback Machine
  32. ^ Шредер, Вильфрид (2005). Тематические исследования минимумов Шперера, Маундера и Дальтона . Beiträge zur Geschichte der Geophysik und Kosmischen Physik. 6 . Потсдам: AKGGP, Science Edition.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Luterbach, J .; и другие. (2001). «Поздний минимум Маундера (1675–1715) - ключевой период для изучения климатических изменений в десятилетнем масштабе в Европе». Изменение климата . 49 (4): 441–462. DOI : 10,1023 / A: 1010667524422 . S2CID  151098779 .
  • Вскоре Вилли Вей-Хок ; Яскелл, Стивен Х. (2003). Минимум Маундера и переменная связь Солнца с Землей . Ривер Эдж, Нью-Джерси: World Scientific. ISBN 978-981-238-275-7.
  • Что не так с солнцем? (Ничего такого)
  • Солнечные полюса станут четырехполюсными в мае 2012 г. (Hinode)
  • Barnard, L .; и другие. (2011). «Прогнозирование изменения климата в космосе» . Geophys. Res. Lett . 38 (16): L16103. Bibcode : 2011GeoRL..3816103B . DOI : 10.1029 / 2011GL048489 .

Внешние ссылки [ править ]

  • HistoricalClimatology.com , дополнительные ссылки и ресурсы, обновлено в 2014 г.
  • Сеть истории климата , сеть исторических климатологов, обновлено в 2014 г.