Человек и природа ИЗУЧЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ ПО

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины
Министерство образования и науки Автономной Республики Крым
Малая академия наук школьников Крыма «Искатель»
Симферопольский городской филиал
Направление: Человек и природа
ИЗУЧЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ
ПО ИЗМЕНЕНИЮ ЧИСЛА ВОЛЬФА
Работу выполнил:
Акимов Даниил Алексеевич
учащийся 5 класса
общеобразовательной школы I-III ступеней № 4
г. Симферополя
Научный руководитель:
Коваленко Наталия Сергеевна,
учитель физики высшей категории
общеобразовательной школы I-III ступеней № 4
г. Симферополя
Симферополь – 2012
2
СОДЕРЖАНИЕ
ВСТУПЛЕНИЕ
3
РАЗДЕЛ 1
СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ
1.1. История изучения Солнца
4
1.2. Атмосфера Солнца
6
1.2.1. Фотосфера
6
1.2.2. Хромосфера
7
1.2.3. Солнечная корона
7
1.3. Солнечная активность
7
1.3.1. Солнечные пятна
8
1.3.2.Циклы солнечной активности
10
1.4. Влияние изменения солнечной активности
на здоровье людей
11
РАЗДЕЛ 2
ИЗУЧЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ
ПО ИЗМЕНЕНИЮ ЧИСЛА ВОЛЬФА
2.1. Изучение пятен на Солнце .
12
2.2. Наблюдения за движением группы пятен №1355
по диску Солнца в течение 8 дней.
2.3. Вычисление числа Вольфа
16
17
ВЫВОДЫ
22
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
23
ПРИЛОЖЕНИЯ
24
3
ВСТУПЛЕНИЕ
Всё, что происходит с Землёй как планетой, включая геологические и
климатические процессы на ней, зарождение жизни, её эволюция от примитивного уровня до "homo sapiens", духовная и психическая жизнь, как отдельного
человека, так и целых народов - все связано с "жизнью" самого Солнца. Вот почему всестороннее исследование нашего небесного светила чрезвычайно актуально, особенно изучение физических процессов происходящих в его атмосфере. Солнечная поверхность живет весьма сложной жизнью. Там постоянно рождаются и исчезают аномальные зоны, вызывающие колебания солнечного блеска. Самые известные из них — это солнечные пятна.
Для того, чтобы всесторонне исследовать явления, происходящие на
Солнце, проводятся систематические наблюдения Солнца(«служба Солнца») в
многочисленных обсерваториях. Солнце исследуют с помощью аппаратуры,
установленной на межпланетных космических станциях, искусственных спутниках Земли, орбитальных научных станциях. Даннаяработа смогла быть выполнена, благодаря любезно предоставленным всем любителям астрономии
ежедневным данным о солнечной активности с космической обсерватории
ТЕСИС
Цель работы:
Изучение солнечной активности за период с ноября 2011 г. по январь 2012 г.
Задачи исследования:
1. Изучить литературу по проблеме исследования.
2. Изучить изменение числа пятен на Солнце по данным космической обсерватории ТЕСИС за период с ноября 2011 г. по январь 2012 г.
3. Наблюдать за перемещением отдельных групп пятен по диску Солнца.
4. Используя ежедневный мониторинг активности Солнца, рассчитать число
Вольфа и определить максимумы и минимумы солнечной активности в изучаемый
4
период. 5. Сравнить средние за месяц числа Вольфа с такими же значениями в период с 1983-2005 гг. и сделать вывод о текущей солнечной ативности.
РАЗДЕЛ 1
СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТь
Человечество знает о солнечных пятнах с незапамятных времен. Влияние
Солнца на земную жизнь всегда было так велико, что человек просто вынужден
был тщательно изучать наше дневное светило. И достиг в этом заметных успехов – уже в античную эпоху его положение на небосводе определялось и предсказывалось с поразительной точностью, затмения прогнозировались на многие
годы вперед. Древнегреческий мыслитель Аристарх Самосский оценил размеры
Солнца и расстояние до него. Астрономы древнего Китая в своих хрониках
оставили почти регулярные свидетельства о появлении больших солнечных пятен на протяжении многих веков. Но разобраться в их природе удалось лишь в
эпоху телескопической астрономии.
1.1. История изучения Солнца
В самом начале 17 века направил в небо свой телескоп великий итальянский ученый Галилео Галилей. Наблюдая за Солнцем Галилей обнаружил на
нем пятна. До Галилея отдельные пятна на Солнце наблюдали только в исключительных случаях, когда они достигали больших размеров, что становились
видны невооруженным глазом. Для этого необходимо было, чтобы размеры
пятна превышали 50000 км, тогда как средние размеры большинства пятен в несколько раз меньше.
Почти одновременно с Галилеем солнечные пятна наблюдали Иоганн
Холдсмит в Голландии, Христофор Шейнер в Германии и Томас Гарриот в Ан-
5
глии. Однако каждый из этих исследователей заметив новое и необычное, оценил его по-своему. Холдсмит стал тщательно наблюдать Солнце и зарисовывать
пятна. Он первый в 1611 году опубликовал труд, в котором сообщил, что, по
его мнению, Солнце вращается. Шейнер принял солнечные пятна за малые
планеты, проходящие перед диском Солнца. И только Галилей сразу же понял
всю важность открытия солнечных пятен и далеко опередил своих современников в понимании свойств природы солнечных пятен (стр.56).
Работа Галилея «Описание и доказательства, относящиеся к солнечным
пятнам» была ответом на неверные доводы Шейнера. о том, что пятна – малые
планеты. Галилей доказал, что пятна принадлежат «либо поверхности солнца,
либо весьма близки к ней» (стр.58). Это полностью разрушило аргументацию
Шейнера. Галилей, связав пятна с Солнцем, тем самым доказал, что Солнце
вращается с периодом около 28 суток вокруг оси, наклоненной к плоскости эклиптики под углом чуть меньше 90 градусов. Это открытие Галилея стали очень
важными, так как закономерности солнечного вращения связаны с интересными
особенностями Солнца. Помимо перемещения, вызванного вращением Солнца,
Галилей успел заметить и многие другие свойства пятен. Так как он обнаружил,
что чаще всего пятна появляются группами и притом не слишком далеко от
солнечного экватора и что в этих группах иногда происходят значительные изменения. Но, пожалуй, самое поразительное, что Галилею удалось доказать, что
темные центральные части пятен, которые в телескоп кажутся совсем черными, на самом деле не такие уж черные и заведомо ярче самых ярких мест на
Луне. Галилей обосновал предположение, что пятна должны состоять из газов,
причем более прозрачных, чем окружающее их вещество Солнца.
Приняв доказательства Галилея о солнечных пятнах, Шейнер, впоследствии, сумел получить некоторые новые сведения о Солнце. В частности он обнаружил, что вращение Солнца происходит с угловой скоростью, уменьшающейся с удалением от экватора. Этот очень важный и замечательный характер
солнечного вращения называют дифференциальным, то есть неодинаковым.
6
1.2. Атмосфера Солнца
Солнце одно из миллиардов звезд нашей Галактики, центральное светило
Солнечной системы. Его возраст порядка 5 миллиардов лет. Земля находится от
Солнца на расстоянии всего 150 миллионов километров.
Солнце – это газовый шар, который имеет сложное строение внешних и
внутренних слоев, и в которых свойства вещества зависят от расстояния от центра Солнца. По строению Солнце можно разделить на несколько слоев: ядро,
конвективную зону, и атмосферу: фотосферу, хромосферу и корону.
1.2.1.Фотосфера.
Фотосфера-это нижний слой атмосферы, который воспринимается нами
как поверхность Солнца. От фотосферы мы получаем основной поток солнечной энергии. Фотосфера имеет желто-белый цвет. Толщина слоя 200-300 км.
Это слой, имеет температуру порядка 6000К. Температура фотосферы уменьшается с высотой до области температурного минимума 4300 К, расположенного
на верхней границе фотосферы.
Наблюдения атмосферы Солнца при хороших погодных условиях позволяют обнаружить ее тонкую структуру – грануляцию. Вся фотосфера Солнца
состоит из светлых зернышек, пузырьков. Эти зернышки называются гранулами. Угловые размеры гранул в среднем составляют около 1” дуги (  700-1000
км на поверхности Солнца). Каждая отдельная гранула живет в среднем 5-10
мин, после чего распадается и на ее месте образуются новые гранулы. Гранулы
окружены темными промежутками, образующими как бы ячейки или соты. В
гранулах вещество поднимается, а на внешних краях гранул опускается. Грануляция – наблюдаемое в фотосфере проявление конвекции в более глубоких слоях Солнца.
7
1.2.2. Хромосфера
Хромосфера расположена над фотосферой. Общая толщина 10-15 тыс. км.
Температура хромосферы увеличивается с высотой от 4300 К у ее основания до
100000 К в верхних слоях. Хромосферу можно наблюдать во время солнечных
затмений. На краю хромосферы наблюдаются выступающие язычки пламени –
хромосферные спикулы, представляющие собою яркие струи светящегося газа.
1.2.3.Солнечная корона
Солнечная корона – внешний слой. Это самая разреженная и самая горячая часть солнечной атмосферы. Наиболее яркую ее часть принято называть
внутренней короной. Она удалена от поверхности Солнца на расстояние не более одного радиуса. Внешняя корона Солнца имеет протяженные границы. Температура короны достигает нескольких млн. градусов. Вещество короны, которое постоянно истекает в межпланетное пространство, называется солнечным
ветром.
1.3. Солнечная активность
Солнечная активность – результат сложного взаимодействия плазмы солнечной атмосферы, присутствующих в ней магнитных полей, конвективных
движений и дифференциального вращения солнца.
Солнце вращается не как твердое небесное тело вроде Земли. В отличие от
Земли различные части Солнца вращаются с разными скоростями. Быстрее всего крутится экватор, делая один оборот за 25 дней. При удалении от экватора
скорость вращения снижается, и в полярных областях один оборот занимает уже
35 дней.
8
Различные скорости вращения возможны только потому, что Солнце —
это газовый шар. Одно из следствий состоит в закручивании магнитного поля
Солнца, что увеличивает солнечную активность.
Проявления солнечной активности тесно связаны с магнитными свойствами солнечной плазмы. Возникновение активной области начинается с постепенного увеличения магнитного потока в некоторой области фотосферы. В
соответствующих местах хромосферы вскоре после этого наблюдается увеличение яркости в линиях водорода и кальция. Такие области называются флоккулами. Примерно в тех же участках на Солнце в фотосфере (т.е. несколько глубже)
при этом также наблюдается увеличение яркости в белом (видимом) свете – факелы. Увеличение энергии, выделяющейся из области факела и флоккула, является следствием увеличившейся до нескольких десятков эрстед напряжённости
магнитного поля.
Через 1-2 дня после появления флоккула в активной области возникают
солнечные пятна в виде маленьких чёрных точек – пор. Многие из них вскоре
исчезают, и лишь отдельные поры за 2 – 3 дня превращаются в крупные тёмные
образования.
1.3.1. Солнечные пятна
Солнечные пятна являются наиболее известным и легче всего наблюдаемым проявлением солнечной активности. Солнечные пятна это холодные области
фотосферы. Температура пятен примерно на 1500К ниже температуры окружающей фотосферы, из-за такого контраста они кажутся темными. Пятна – это места
выхода в атмосферу сильных магнитных полей (магнитная природа Солнца стала
9
известна ученым астрофизикам в начале 20 века). Сильные магнитные поля подавляют конвективный перенос тепловой энергии, исходящий из ядра Солнца,
поэтому в месте их выхода на поверхность температура падает.
Любопытной особенностью пятен является их тенденция образовывать биполярные группы, - так называют пары больших пятен с противоположной полярностью магнитного поля, окруженные множеством мелких. Они как бы связаны с одной и той же трубкой силовых линий магнитного поля, которая в виде
гигантской петли вынырнула из-под фотосферы, оставив концы где-то в ненаблюдаемых, глубоких слоях. То пятно, которое соответствует выходу магнитного
поля из фотосферы имеет северную полярность, в области которого силовые линии входят обратно под фотосферу, - южную.
Пятна обычно возникают группами. Отдельное солнечное пятно появляется
в виде крошечной поры. Через день пора развивается в круглое темное пятно с
резкой границей, диаметр которого постепенно увеличивается. Через 3–4 дня
вокруг пятна образуется полутень. К десятому дню площадь пятна достигает
максимума, после этого оно начинает уменьшаться и, наконец, исчезает. В группе пятен сначала исчезают самые мелкие пятна. Весь процесс обычно длится
порядка двух месяцев, однако многие группы не успевают пройти всех стадий и
исчезают раньше.
Группы пятен наблюдаются не по всему диску Солнца. Обычно они появляются на широте не более чем 40 градусов по обе стороны солнечного экватора.
По мере развития группы растет площадь пятен и напряженность магнитного
поля, а сами пятна удаляются друг от друга. После того как группа достигает
максимального развития, ее приводит к скорому разрушению. В зависимости от
размера группы, площади пятен, напряженности магнитного поля, а также расположения группы на диске Солнца она существует от нескольких часов до нескольких месяцев (стр.14).
10
По величине пятна бывают очень разными — от малых, диаметром примерно 1000—2000 км, до гигантских, значительно превосходящих размеры
нашей планеты. Отдельные пятна могут достигать в поперечнике 40 тыс. километров. Размеры крупных пятен достигают 100000км; такие пятна существуют
около месяца. В 2000 году были зарегистрированы группы пятен общая площадь одной из них 6,5 миллиардам км² (на этой территории поверхность земного
шара поместится целых 13 раз). В 1947 г. наблюдалось солнечное пятно, имевшее
площадь 18 млрд. км². Благодаря усилиям астрономов многих стран к настоящему времени удалось получить непрерывный ряд данных о числе пятен начиная с
1749 года.
1.3.2.Циклы солнечной активности
Наблюдение пятен сделалось довольно рутинным занятием и астрономовпрофессионалов, и любителей. Таким был и немецкий аптекарь Самуэль Генрих
Швабе, который в 1826 году начал вести постоянный счет пятнам. Он заметил,
что четыре года спустя их количество достигло максимума, а потом стало убывать. Швабе продолжал свой регистр еще 13 лет и пришел к выводу, что число
пятен меняется с десятилетним периодом.
От него эстафету перенял швейцарец Иоганн Рудольф Вольф, который к
тому же собрал и проанализировал все известные сведения о пятнах. В результате он пришел к выводу, что типичная продолжительность цикла составляет примерно 11 лет, и с тех пор эта оценка не изменилась. Впрочем, сейчас известно,
что это лишь средний показатель. Анализ наблюдений, выполненных с начала
XVIII века, показывает, что реальная протяженность варьирует с 9 до 14 лет (7-16
лет).
Обычно число Вольфа усредняют
(по месяцам или годам) и строят график
зависимости солнечной активности от
времени. На рисунке изображена типичная
11
кривая солнечной активности, из которой видно, что максимумы и минимумы
чередуются в среднем каждые 11 лет, но промежутки времени могут колебаться в
пределах 7-16 лет.
Одиннадцатилетней цикличностью обладают и многие другие характеристики: площадь Солнца, занятая факелами и флоккулами, частота возникновения
вспышек, количество протуберанцев, форма короны и мощность солнечного ветра. Известны данные о существовании более продолжительных циклов, например
35-летнего. Сравнивая кривые чисел Вольфа за последние 300 лет, можно заметить некоторую тенденцию в их повторяемости примерно через 100 лет (80 – 130
лет).
1.4. Влияние изменения солнечной активности на здоровье людей
Цикличность солнечной активности привлекла внимание советского биофизика, основоположника гелиобиологии – науки о неразрывной связи Жизни и
Солнца – Александра Львовича Чижевского. В своем монографическом труде
«Земное эхо солнечных бурь» ученый задает вопрос: возможно ли изучение
живого организма обособленно от космотеллурической среды, и отвечает однозначно: нет, «ибо живой организм не существует в отдельности вне этой среды
и все его функции неразрывно связаны с нею». В другой не менее знаменитой
монографии «Физические факторы исторического процесса» Чижевский обосновал теорию, что все живое на земле, подвержено циклам солнечной активности, включая и социальную активность масс. Анализируя образование пятен на
Солнце в контексте с историческими событиями более чем, за 200 лет, им был
выявлен 11-летний цикл активизации социальных процессов. Суть идеи Чижевского состоит в том, что активность народных масс, максимальна тогда, когда
максимальна солнечная активность и наоборот.
Известно, что такое из из проявлений солнечной активности, как вспышки
на Солнце, вызывают появление на Земле магнитных бурь. Какое же воздействие оказывают магнитные бури на земные процессы? Еще в 30-х гг. двадцато-
12
го столетия в Ницце (Франция) случайно было замечено, что частота инфарктов
миокарда и инсультов у пожилых людей резко возрастала в дни, когда в работе
местной телефонной станции наблюдались сильные нарушения вплоть до полного прекращения связи. Впоследствии было установлено, что нарушения телефонной связи происходят во время магнитных бурь. На этом основании и был
сделан вывод, что инфаркты и инсульты связаны с магнитными бурями.
РАЗДЕЛ 2
ИЗУЧЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ ПО ИЗМЕНЕНИЮ
ЧИСЛА ВОЛЬФА
2.1. Изучение изменения числа пятен на Солнце .
Изменение числа пятен на Солнце, их площади мы изучали, используя ежедневный мониторинг активности Солнца, который можно найти в папке «Пятна на
Солнце» на сайте космической обсерватории ТЕСИС.
ТЕСИС – это комплекс космических телескопов, разработанный в Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца Физического института Российской Академии наук (ФИАН) для исследования структуры и динамики солнечной короны.
Данные о количестве групп и пятен в них, о площади в миллионных долях
солнечной полусферы за период с ноября 2011 г. по январь 2012 г. мы занесли в
таблицы, которые можно увидеть в приложении Б.
Для изучения времени жизни пятен мы выбрали две группы, которые находились на Солнце длительное время - это группы № 1356, №1358 и №1361. Данные о
них занесены в таблицу 2.1. И две группы совсем мало «продержавшиеся» - это
группы №1357 и №1359. Данные о них занесены в таблицу 2.2.
13
Группы №1356, №1358, №1361
Таблица 2.1.
Дата
21. 11
Номер группы
Площадь (в миллионных долях солнечной полусферы)
01
0110
22. 11
06
0400
23. 11
09
0340
24. 11
11
0300
25. 11
16
0310
26. 11
23
0220
27. 11
05
0190
28. 11
07
0170
29. 11
03
0080
30. 11
04
0080
1. 12
04
0060
2. 12
03
0050
01
0050
24. 11
01
0090
25. 11
07
0020
26. 11
19
0170
27. 11
09
0220
23. 11
1356
Количество
пятен
1358
14
Дата
28. 11
Номер группы
Площадь (в миллионных доляхсолнечнойполусферы)
16
0210
29. 11
09
0080
30. 11
12
0130
1. 12
08
0120
2. 12
03
0090
3. 12
03
0090
4. 12
03
0050
5. 12
03
0040
01
0005
27. 11
02
0010
28. 11
07
0030
29. 11
05
0040
30. 11
09
0080
1. 12
17
0080
2. 12
07
0660
3. 12
07
0660
4. 12
11
0090
5. 12
07
0060
6. 12
10
0090
7. 12
02
0010
26. 11
1358
Количество
пятен
1361
15
Группы №1357 , №1359
Таблица 2.2.
Дата
21.11
Номер группы
Площадь (в миллионных
доляхсолнечнойполусферы)
05
0020
22.1
04
0020
23.11
10
0040
24.11
06
0040
25.11
07
0060
26.11
06
0060
07
0020
26.11
07
0050
27.11
07
0010
25.11
1357
Количество пятен
1359
Изучение фотографий позволяет увидеть, как группа №1356 21 ноября появляется на восточном крае солнечного диска и постепенно перемещается слева
направо к западному краю и полностью исчезает 3декабря. Количество пятен в
группе постепенно изменяется, достигая максимума – 23 штуки – 26 ноября. Количество пятен говорит об активности данной области солнечной поверхности. Время
жизни этой группы №1356 – 12 суток. Другая группа №1358 находилась на поверхности Солнца 13 суток и максимальное количество пятен в ней было -19.
Группы №1357 и №1359 можно отнести к не самым активным, так как время
их жизни 6 суток и 3 суток соответственно, и максимальное количество пятен в них
было 10 и 7 соответственно.
Анализируя данные таблиц, можно увидеть, что наименьшая площадь была у
пятен группы №1359 27 ноября – 0010миллионных долей солнечной полусферы. А
16
наибольшая площадь – у группы №1361 2 декабря . и 3.декабря - 0660 миллионных
долей солнечной полусферы.
2.2. Наблюдения за движением пятна группа № 1355 по диску Солнца в течение 8 дней.
Эта работа была основана на сравнительном анализе изображений двух фотосфер, одна – это фотоснимок с обозначением номеров групп, другая – фотоснимок с
наложением на него координатной сетки ,с помощью которой были сняты координаты передвижения этой группы по диску Солнца. Фотографии фотосферы с номерами групп можновидеть в приложении А. Фотографии с наложенной координатной
сеткой – в приложении Б. Результаты определения координат группы №1355 занесены в таблицу 2.3.
Координаты группы №1355
Таблица 2.3.
Дата
Координаты по оси абсцисс
Координаты по оси
ординат
21.11
7
10
22.11
9
10
23.11
11
10
24.11
13
10
25.11
13
10
26.11
19
10
27.11
21
10
28.11
23
10
Анализируя данные таблицы можно видеть, что пятно перемещалось по диску
Солнца в горизонтальном направлении относительно рисунка. Вертикальная коор-
17
дината его не изменялась. На фотографиях можно увидеть, что большинство пятен
появляются ближе к экватору Солнца, а возле полюсов их практически не видно.
2.3. Вычисление числа Вольфа
Наиболее показательной характеристикой интенсивности активности Солнца,
предложенной Рудольфом Вольфом в 1849 году, являются числа Вольфа или, так
называемые, цюрихские числа солнечных пятен. Для определения числа Вольфа достаточно подсчитать количество солнечных пятен f и их групп g на видимом в данный момент диске Солнца.. По результатам подсчета вычисляется число Вольфа:
W = 10g + f.
Например, если число групп пятен g = 10 и число пятен N = 90, то число
Вольфа W = 10g + N = 190.
В течение трех месяцев – ноябрь, декабрь 2011 года и январь 2012 года– мы
выписывали в таблицы 2.4., 2.5., и 2.6. число групп и количество пятен в них. Затем
подсчитали число Вольфа на каждый день и среднее за месяц. Для большей наглядности изменения числа Вольфа по датам мы построили графики, которые можно видеть на Рис. 2.1., 2.2.и 2.3.
Число Вольфа в ноябре
Таблица 2.4.
День
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Количество
групп
7
9
9
8
4
7
7
8
7
10
8
8
Количество
пятен
30
39
31
69
48
53
52
74
78
108
72
67
Число
Вольфа,
W
100
129
121
149
88
123
122
154
148
208
152
147
День
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Количество
групп
10
8
8
9
11
7
7
8
8
8
9
9
Количество
пятен
37
22
18
36
39
31
31
52
43
59
70
27
Число
Вольфа,
W
137
102
98
126
149
101
101
132
123
139
160
117
18
День
Количество
групп
13
14
15
8
9
12
Количество
пятен
59
40
43
Число
День
Вольфа,
W
139
28
130
29
163
30
Количество
групп
8
6
7
Количество
пятен
43
30
36
Число
Вольфа,
W
123
90
106
Число Вольфа
Рис. 2.1. График изменения числа Вольфа по дням в ноябре
Число Вольфа в декабре
Таблица 2.5.
День
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Количество
групп
7
6
6
7
8
9
9
9
11
Количество
пятен
41
29
46
68
74
95
53
32
32
Число
Вольфа,
W
111
89
106
138
154
185
143
122
142
День
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Количество
групп
4
4
7
8
9
8
5
5
7
Количество
пятен
14
20
25
23
43
48
43
55
53
Число
Вольфа,
W
54
60
95
103
133
128
93
105
123
19
День
10
11
12
13
14
15
Количество
групп
9
7
7
4
6
5
Количество
пятен
26
20
33
17
17
15
Число
Вольфа,
W
116
90
103
57
77
65
День
25
26
27
28
29
30
31
Количество
групп
6
5
7
8
7
7
5
Количество
пятен
30
16
53
46
52
35
39
Число
Вольфа,
W
90
66
123
126
122
105
89
Число Вольфа
Рис 2.2. График изменения числа Вольфа по дням в декабре
Число Вольфа в январе
Таблица 2.6.
День
1
2
3
4
Количество
групп, g
5
3
5
6
Количество
пятен, f
18
20
33
35
Число
Вольфа,
W
68
50
83
95
День
17
18
19
20
Количество
групп, g
8
9
8
5
Количество
пятен, f
40
62
78
14
Число
Вольфа,
W
120
152
158
64
20
День
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Количество
групп, g
6
6
5
6
6
6
3
3
3
5
9
9
Количество
пятен, f
41
39
39
37
30
40
33
34
15
31
48
51
Число
Вольфа,
W
101
99
89
97
90
100
63
64
45
81
138
141
День
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Количество
групп, g
4
6
6
6
6
5
4
3
3
Количество
пятен, f
37
42
43
48
45
18
15
9
4
Число
Вольфа,
W
77
102
103
108
105
68
55
39
34
Число Вольфа
Рис. 2.3. График изменения числа Вольфа по дням в январе
Из графиков видно, что максимум активности в ноябре приходится на 10 число, а в декабре – на 6 число и в январе – 19 число. Минимумы активности в ноябре
приходились на 5 и 29 числа, в декабре – на 13 и 16 числа, в январе – на 2,13 и 28, 29
числа.
21
Затем мы нашли среднемесячное число Вольфа. В ноябре оно составило 129,2,
а в декабре – 116, 09, а в январе – 89,3,что говорит о понижении уровня солнечной
активности в январе по сравнению с ноябрем и декабрем.
Полученные результаты мы сравнили с данными о солнечной активности за
период с 1983 по 2005 гг. (Рис. 2.4.)
Рис. 2.4. График солнечной активности 1983-2005 гг.
На графике (Рис. 2.4.) хорошо видны максимумы в 1989 и 2000 гг. и минимумы
солнечной активности в 1986 и 1996 гг. Среднее за ноябрь число Вольфа - 129,2 даже больше, чем среднее за 2000 г. Можно сделать вывод, что 2011 и 2012 гг. – годы
роста солнечной активности. Это хорошо согласуется с 11-летним циклом солнечной активности.
22
ВЫВОДЫ
Одна из основных и пока не решённых задач астрономии - это прогноз солнечной активности. Такие прогнозы необходимы для безопасного пребывания человека в космосе и на Земле.
Причина солнечной активности - одна из наиболее увлекательных загадок
Солнца. Скорее всего, она связана с некоторыми колебательными процессами, происходящими в фотосфере Солнца, в которых активное участие принимает магнитное
поле.
В своей работе мы установили:
1. Группы пятен появляются на восточном крае диска Солнца и постепенно
перемещаются к его западному краю.
2. Большинство пятен располагаются ближе к экватору, а возле полюсов их
практически не видно.
3. Количество пятен в группах и их площадь постепенно растет, достигает какого-то максимального значения и затем убывает.
4. Время нахождения пятен на диске Солнца изменялось от
5. Результаты вычисления чисел Вольфа на каждый день позволили увидеть,
что наибольшая активность Солнца за изученный период была зарегистрирована 10 ноября 2011 г., а наименьшая – 28, 29 января.
6. Сравнение средних месяц чисел Вольфа с данными о солнечной активности
за период с 1983г. по 2005 г. позволяет сделать вывод, что 2011 г. и 2012 г.
являются годами роста солнечной активности.
Актуальность данной работы определяется тем, что знание о цикличности
солнечной активности является одной из важнейших проблем современной науки.
Нашему обществу и отдельным людям надо знать заранее о наступлении магнитных
бурь, в связи с теми изменениями, которые они приносят на нашу Землю.
23
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
24
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Ноябрь
День
Номер
группы
Число
пятен
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
День
Номер
группы
Число
пятен
Площадь (в
миллион-ных
долях
солнечной
полусферы)
1
1330
1332
1333
1334
1335
1336
1337
1330
1332
1333
1334
1335
1336
1337
1338
1339
1330
1332
1333
1334
1335
1336
1337
1338
1339
1330
1332
1334
1335
1336
1337
1338
12
01
02
11
02
01
01
07
01
07
09
03
06
02
02
02
02
01
03
06
05
05
03
05
04
02
01
03
03
08
07
20
0400
0020
0010
0110
0010
0010
0040
0350
0010
0030
0120
0010
0040
0010
0120
0180
0210
0010
0010
0080
0010
0030
0010
0230
0560
0050
0020
0070
0010
0020
0040
0375
16
1340
1341
1342
1343
1346
1347
1348
1349
1350
1351
1341
1342
1343
1346
1347
1349
1350
1352
1342
1343
1346
1347
1350
1352
1353
1354
1341
1346
1347
1350
1351
1352
01
07
01
01
05
02
05
08
05
02
05
01
01
06
01
03
04
01
01
01
03
01
02
03
01
06
01
07
01
07
04
04
0070
0120
0110
0070
0120
0030
0120
0020
0170
0010
0130
0170
0090
0140
0010
0010
0140
0150
0110
0050
0060
0020
0080
0140
0030
0130
0050
0080
0010
0070
0010
0170
2
3
4
17
18
19
25
День
5
6
7
8
9
10
1339
Номер
группы
25
Число
пятен
1334
1337
1338
1339
1334
1337
1338
1339
1340
1341
1342
1334
1338
1339
1340
1341
1342
1343
1334
1338
1339
1340
1341
1342
1343
1344
1338
1339
1340
1341
1342
1343
1344
1336
1337
1338
1339
02
03
10
33
01
03
08
31
01
01
08
02
09
42
01
01
06
01
02
16
45
01
03
05
01
01
15
40
01
05
14
01
02
02
01
11
50
1400
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0070
0010
0240
1540
0060
0000
0220
1250
0080
0100
0110
0040
0240
1230
0080
0120
0120
0060
0040
0240
1240
0090
0180
0170
0140
0000
0180
0940
0080
0110
0130
0090
000
0001
0001
0230
1030
День
20
21
22
23
24
1353
Номер
группы
01
Число
пятен
1354
1355
1343
1346
1347
1349
1350
1351
1352
1353
1354
1355
1356
1346
1352
1353
1354
1355
1356
1357
1346
1352
1353
1354
1355
1356
1357
1346
1352
1353
1354
1355
1356
1357
1358
1346
1352
08
03
01
06
03
02
04
02
06
01
12
01
01
03
07
02
12
01
01
05
03
03
03
07
05
06
04
05
04
01
10
12
09
10
01
03
01
0030
Площадь (в
миллион-ных
долях
солнечной
полусферы)
0210
0060
0040
0060
0010
0010
0040
0010
0010
0040
0220
0090
0060
0040
0120
0020
0020
0090
0110
0020
0050
0070
0020
0080
0140
0400
0020
0040
0070
0010
0050
0130
0340
0040
0050
0030
0060
26
День
11
12
13
14
1340
Номер
группы
01
Число
пятен
1341
1342
1343
1344
1345
1338
1339
1340
1341
1342
1343
1344
1345
1338
1339
1340
1341
1342
1343
1344
1345
1339
1340
1341
1342
1343
1344
1345
1346
1339
1340
1341
1342
1343
1344
1345
1346
08
18
01
10
06
04
45
01
03
05
01
07
06
02
22
01
07
02
01
06
06
26
01
04
02
01
22
02
01
11
01
07
01
01
11
03
02
0090
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0210
0310
0110
0040
0080
0190
1020
0080
0110
0180
0180
0060
0090
0140
0590
0080
0090
0100
0120
0060
0060
0650
0080
0080
0140
0140
0200
0070
0080
0360
0080
0080
0150
0120
0240
030
0110
1353
02
День
Номер
Число
группы
пятен
25
26
27
28
1354
1355
1356
1357
1358
1352
1353
1354
1355
1356
1357
1358
1359
1353
1354
1355
1356
1357
1358
1359
1360
1361
1352
1353
1354
1355
1356
1358
1359
1360
1361
1352
1353
1355
1356
1358
1360
07
10
11
08
01
01
01
08
12
16
07
07
07
01
05
02
23
06
19
07
06
01
01
02
01
01
05
09
02
04
02
01
03
03
07
16
03
0010
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0040
0100
0300
0040
0090
0070
0010
0040
0120
0310
0060
0120
0020
0010
0025
0080
0220
0060
0170
0050
0050
0005
0040
0020
0000
0080
0190
0220
0010
0020
0010
0040
0010
0070
0170
0210
0010
27
День
15
1347
Номер
группы
1340
1341
1342
1343
1344
1345
1346
1347
1348
1349
1350
1351
03
Число
пятен
01
07
01
01
03
01
03
03
12
03
03
05
0030
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0070
0070
0110
0070
0060
0010
0110
0030
0060
0010
0040
0020
День
29
30
1361
Номер
группы
07
Число
пятен
1362
1355
1356
1358
1360
1361
1362
1355
1356
1358
1361
1362
1363
1364
03
01
03
09
03
05
09
01
04
12
09
08
01
01
0030
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0090
0050
0080
0080
0030
0040
0070
0040
0080
0130
0080
0110
0040
0030
28
Декабрь
День
Номер
группы
Число
пятен
1
1355
1356
1358
1361
1362
1363
1364
1356
1358
1361
1362
1363
1364
1358
1361
1362
1363
1364
1365
1358
1361
1362
1363
1364
1365
1366
1358
1361
1362
1363
1364
1361
1362
1363
01
04
08
17
07
03
01
03
03
07
10
05
01
03
07
12
15
04
05
03
11
16
29
01
07
01
03
07
17
30
01
10
19
35
2
3
4
5
6
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0060
0060
0120
0080
0130
0110
0060
0050
0090
0060
0180
0120
0040
0090
0060
0170
0250
0040
0020
0050
0090
0220
0330
0060
0060
0060
0040
0060
0180
0430
0050
0090
0170
0620
День
Номер
группы
Число
пятен
16
1374
1375
1377
1374
1375
1377
1378
1374
1375
1376
1377
1378
1379
1380
1374
1375
1376
1377
1379
1380
1381
1382
1374
1375
1376
1377
1379
1380
1381
1382
1383
1374
1376
1377
05
01
08
04
01
09
06
04
01
01
09
04
05
01
01
01
03
04
02
02
05
05
01
01
07
03
03
06
09
12
01
01
14
03
17
18
19
20
21
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0160
0050
0070
0100
0040
0070
0040
0100
0030
0000
0050
0010
0030
0030
0080
0020
0020
0040
0010
0030
0040
0030
0070
0040
0020
0020
0020
0030
0080
0100
0020
0050
0040
0010
29
День
7
8
9
1364
01
0060
Номер
группы
Число
пятен
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
1365
1366
1367
1368
1369
1361
1362
1363
1364
1365
1366
1367
1368
1369
1362
1363
1364
1365
1366
1367
1370
1371
1372
1362
1363
1364
1365
1366
1367
1371
1372
1373
1374
1375
16
01
04
05
04
02
07
19
01
13
02
03
03
03
03
12
01
01
02
04
06
01
02
03
07
05
02
02
03
01
02
02
02
03
0110
0070
0015
0020
0020
0010
0110
0340
0040
0020
0080
0010
0010
001
0180
0400
0060
0010
0070
0010
0010
0010
0000
0060
0270
0060
0070
0040
0030
0010
0000
0020
0150
0010
День
22
23
24
25
26
27
1380
1381
Номер
группы
04
08
Число
пятен
1382
1383
1376
1381
1382
1383
1384
1376
1381
1382
1383
1384
1376
1381
1382
1383
1384
1385
1386
1381
1382
1383
1384
1385
1386
1381
1383
1384
1386
1387
1380
1381
1383
1384
1385
1386
13
01
11
07
17
01
07
13
15
09
01
17
07
08
15
03
12
07
01
02
08
03
13
02
02
02
01
07
03
03
03
01
02
10
02
18
0030
0090
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0120
0040
0090
0070
0140
0020
0210
0440
0180
0050
0020
0300
0330
0040
0100
0010
0500
0030
0030
0150
0030
0020
0480
0010
0120
0100
0010
0330
0120
0030
0010
0120
0010
0330
0010
0200
30
10
День
11
12
13
14
15
1362
1363
Номер
группы
01
03
Число
пятен
1364
03
0060
0280
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0080
1365
1366
1372
1373
1374
1375
1363
1364
1366
1367
1372
1374
1375
1363
1364
1366
1367
1372
1374
1375
1366
1372
1374
1375
1366
1367
1372
1374
1375
1376
1366
1374
1375
1376
01
02
06
05
02
03
01
02
01
01
09
02
04
03
01
01
04
06
09
09
01
06
06
04
01
01
02
07
03
03
01
04
02
04
0120
0050
0040
0020
0160
0070
0250
0050
0050
0010
0040
0140
0080
0250
0050
0060
0010
0010
0210
0140
0050
0010
0150
0070
0050
0020
0010
0140
0050
0010
0050
0120
0040
0010
28
День
29
30
31
1387
1380
Номер
Группы
17
03
Число
пятен
1381
01
0130
0010
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0080
1383
1384
1385
1386
1387
1388
1383
1384
1386
1387
1388
1389
1390
1383
1384
1386
1387
1388
1389
1390
1384
1386
1388
1389
1390
01
09
02
12
17
01
03
10
15
14
01
06
03
01
05
09
05
01
08
06
03
12
01
15
08
0000
0350
0010
0200
0290
0090
0005
0350
0180
0290
0100
0200
0010
0005
0340
0140
0170
0070
0290
0010
0320
0100
0060
0500
0040
31
1377
04
0060
32
Январь
День
Номер
группы
Число
пятен
1
1384
1386
1388
1389
1390
1386
1388
1389
1386
1388
1389
1390
1391
1386
1388
1389
1390
1391
1392
1386
1388
1389
1390
1391
1392
1388
1389
1390
1391
1392
1393
1388
1389
1390
1391
1392
01
03
01
09
04
03
01
16
01
01
21
09
01
01
01
20
09
01
03
01
01
14
16
04
05
01
05
12
10
02
09
01
03
08
19
08
2
3
4
5
6
7
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0250
0070
0060
0400
0010
0060
0080
0420
0050
0060
0330
0010
0120
0070
0060
0240
0030
0240
0010
0030
0060
0280
0070
0510
0010
0050
0200
0170
0420
0010
0040
0060
0230
0210
0420
0040
День
Номер
группы
Число
пятен
8
1388
1389
1391
1392
1393
1394
1388
1389
1391
1392
1393
1395
1389
1391
1392
1393
1395
1391
1393
1395
1391
1393
1395
1391
1395
1396
1391
1395
1396
1397
1398
1391
1395
1396
1397
1398
02
01
12
05
10
02
01
01
12
02
13
01
01
22
01
15
01
22
08
03
20
10
04
11
02
02
11
02
10
04
04
09
02
15
04
13
9
10
11
12
13
14
15
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0050
0210
0370
0050
0100
0010
0030
0180
0300
0020
0250
0120
0210
0280
0010
0520
0160
0270
0530
0180
0270
0560
0090
0180
0070
0010
0120
0040
0070
0040
0015
0120
0020
0110
0030
0050
33
День
16
17
18
19
Номер
группы
Число
пятен
1393
1394
1401
1402
1395
1396
1397
1398
1399
1400
1401
1402
1403
1395
1396
1398
1399
1401
1402
1404
1405
1396
1398
1399
1401
1402
1403
1404
1405
1406
1396
1399
1401
1402
1403
1405
1406
07
02
02
03
02
10
03
09
02
02
14
07
02
01
10
05
01
13
06
03
01
17
03
01
18
07
05
03
01
07
040
01
18
08
05
02
02
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0030
0010
0040
0100
0010
0080
0015
0050
0020
0010
0200
0270
0010
0010
0040
0050
0020
0420
0480
0030
0020
0030
0010
0020
0480
0630
0010
0010
0050
0030
0010
0020
0450
0550
0020
0040
0030
День
20
21
22
23
24
25
26
Номер
группы
Число
пятен
1399
1400
1405
1406
1407
1401
1402
1405
1407
1401
1402
1405
1407
1408
1409
1401
1402
1405
1407
1408
1409
1401
1402
1405
1407
1408
1409
1401
1402
1405
1407
1408
1409
1401
1402
1405
1407
04
03
01
01
05
19
09
01
08
19
07
04
10
01
01
21
08
01
08
02
03
22
11
05
05
02
03
22
12
03
04
02
02
06
06
02
02
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0030
0010
0040
0010
0010
0380
0310
0030
0050
0350
0360
0030
0070
0120
0000
0260
0370
0010
0070
0070
0010
0170
0290
0030
0050
0100
0100
0170
0370
0030
0100
0100
0110
0050
0200
0020
0010
34
День
Номер
группы
Число
пятен
19
20
1407
1399
1401
1402
1403
02
01
22
12
05
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0010
0010
0540
0500
0030
День
Номер
группы
Число
пятен
26
27
1408
1402
1405
1408
1410
1402
1408
1410
1408
1410
1411
02
09
01
04
01
03
05
01
02
01
01
28
29
Площадь (в
миллионных долях
солнечной
полусферы)
0070
0270
0010
0110
0120
0060
0080
0150
0060
0150
0000