28
2004 24IX
60 30 0
-30 -60
28
24
20
2005 16VII
1
т
OR2- • OR1- :
---------------------Л-......... 1 \ м ~
—V———- „ \ чм. • _
\ 9 ч \ -
•• OR2+ и --------------
• OR1+
CR2032
_ —•т*-—¡ _,
60 30 0
-30 -60
28
24
20
2005
16 12VIII
60 30 0
24 20
16
2005
12 18IX
60 30
60
OR2+
CR2034
120
180
240
300
Рис. 1. Открытое магнитное поле в начале (CR 2020) третьего интервала фазы спада 23-го цикла, до, во время и после бури 24 августа 2005 г. (CR 2032-2034). Нулевые кривые на поверхности источника и фото-сферные источники (точки OR1- и т.д.). Прерывистая линия - траектория гелиопроекции Земли (черный кружок); крестик - положение дублета вспышек.
ботки ее подробной феноменологической модели. Цель данной статьи - сделать первый шаг в этом направлении, начав с солнечных источников этой бури. Ниже, используя данные измерений фотосферного магнитного поля на обс. им. Уил-кокса [http://quake.Stanford.edu/~wso], оригинальную методику сферического гармонического анализа этих измерений [Харшиладзе и Иванов, 1994] и разрабатываемый на ее основе пакет программ расчета и построения секторной и субсекторной структур КОМП, ее фотосферных источников и соответствующих им магнитных потоков: 1) рассматривается место этой бури в циклической динамике КОМП и в совокупности экстрабурь 23-го цикла; 2) динамика открытых магнитных потоков на заключительном интервале фазы спада активности 23-го цикла сопоставляется с моментами регистрации экстрабурь, возникших в ходе этого интервала.
2. МЕДЛЕННАЯ ДИНАМИКА КРУПНОМАСШТАБНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ СОЛНЦА (КОМП) В КОНЦЕ ФАЗЫ СПАДА
И СОЛНЕЧНО-ЗЕМНЫЕ ЭКСТРАБУРИ
Фаза спада в динамике КОМП началась с кэр-рингтоновского оборота CR N 1963 (30 мая 2000 г. -дата середины оборота) [Иванов и Харшиладзе, 2004]. Эта фаза была разделена (по данным до CR 2010 - 3 декабря 2003 г.) на два последовательных интервала: интервал быстрых перестроек двух-секторной структуры в четырехсекторную и обратно (до CR 1983 - 27 ноября 2001 г.) и интервал стабилизации с устойчивой сверхтвердотельно вращающейся секторной структурой.
Как следует из просмотра карт КОМП, полученных в последнее время, интервал стабилизации продолжался до CR 2016 (15 мая 2004 г.), с которого началась медленная перестройка двухсек-торной структуры КОМП в четырехсекторную. Эта последняя довольно устойчиво наблюдалась до недавнего времени (CR 2038 - 2 января 2006 г.), после которого регистрируются быстрые переходы к двухсекторной структуре и обратно с приближением нулевой линии КОМП к экватору, что указывает на близость фазы минимума солнечной активности (СА).
Таким образом, в динамике КОМП на фазе спада можно выделить, кроме двух указанных интервалов [Иванов и Харшиладзе, 2004], третий интервал - квазитвердотельно вращающейся че-тырехсекторной структуры (CR 2016-2038, 15 мая 2004 г.-2 января 2006 г.).
На рис. 1 показана эта четырехсекторная структура на CR 2020 (1 сентября 2004 г.), когда она впервые четко определилась, и CR 2032-2034 соответственно до, во время и после бури 22-25 августа
1
1
2005 г. Видно, что четыре сектора этой структуры были образованы фотосферными источниками OR1-, OR1+, OR2- и OR2+, расположенными соответственно с запада на восток вблизи гелиоэк-ватора. Такое расположение означает, что скорости дифференциального вращения этих фо-тосферных источников были почти одинаковыми и близкими к максимальной приэкваториальной скорости этого вращения. Это обстоятельство, в свою очередь, может объяснить факт твердотельного вращения этой структуры при условии примерно одинаковых открытых магнитных потоков во всех секторах. Действительно, в этом случае обеспечивается баланс между силами магнитного отталкивания при отсутствии сил инерции дифференциального вращения, приложенных к фотосферным источникам открытых полей [Иванов и Харшиладзе, 2000а]. На самом деле полного баланса магнитных потоков в этой структуре не было (рис. 2а) (в частности, поток в секторе с OR2- был существенно больше по абсолютной величине, чем потоки в каждом из секторов с OR1+ и OR1). Некоторое неравенство магнитных потоков привело к систематическим перемещениям секторных границ (рис. 26), в частности, границы между секторами с OR1+ и OR2-, и как оказалось, коррелировало с возникновением солнечно-земных экстрабурь.
В 23-м цикле зарегистрирована 31 солнечно-земная экстрабуря (табл. 1), из них 6 наблюдались в рассматриваемый третий интервал фазы спада солнечной активности - интервал квазитвердо-тельно вращающейся четырехсекторной структуры. Как можно предполагать, эти шесть бурь были последними экстрабурями текущего цикла, а рассматриваемая нами буря 24 августа 2005 г. -предпоследняя из всего ряда экстрабурь.
Все эти шесть экстрабурь имели своими спорадическими источниками более или менее мощные солнечные вспышки, возникшие внутри рассматриваемых нами секторов КОМП.
В табл. 2 указаны сектора (по фотосферным источникам КОМП) и средние кэррингтоновские долготы вспышек - источников этих 6 экстрабурь.
Как видно из табл. 1 и 2, одна из самых мощных и продолжительных экстрабурь 23-го цикла, буря 8—11 ноября 2004 г., возникла на этом заключительном интервале фазы спада и имела солнечные источники в одном из секторов этой четырехсекторной структуры. В отличие от остальных экстрабурь этого интервала, ее спорадические источники располагались в секторе с OR2+. Этот сектор расположен в той самой главной зоне активных долгот, источники которой доминировали в 23-м цикле в генерации всех классов солнечно-земных бурь, включая экстрабури [Иванов, 2003]. Большинство бурь в табл. 1 имели своими источ-
Рис. 2. Вариации потока Ф в секторах открытого магнитного поля (ОЯ1- и т.д.) и кэррингтоновских долгот точек пересечения границ сектора с ОЯ1+ (ИСБ_1+, ИСБ+- - западной и восточной) в третьем интервале фазы спада 23-го цикла (СЯ 2020-2034). Значения Ф не исправлены на систематическую погрешность [фактор Ульриха (4.5 - 2.5 8т2ф, ф - гелиоширота)]. Моменты экстрабурь показаны прерывистыми линиями.
никами бури в зоне кэррингтоновских долгот 240°-360°-60°. Можно отметить, что буря 8-11 ноября 2004 г. была последней экстрабурей 23-го цикла с источниками в зоне активных долгот.
Из остальных пяти экстрабурь этого интервала четыре, включая рассматриваемую нами бурю 24 августа 2005 г., возникли после солнечных вспышек в одном и том же положительном секторе с ОЯ1+.
Таким образом, по принадлежности вспышек-источников к одному и тому же сектору четыре экстрабури образуют своеобразный кластер близких по этому признаку бурь. Исследование его перспективно для установления как общих для этой группы характеристик экстрабурь, так и для выяснения особенностей каждой бури. Эти особенности обусловлены различиями в структуре и конфигурации одного и того же комплекса активности, в динамике энерговыделения, в условиях распространения межпланетных возмущений и положении источников относительно Земли.
Таблица 1. Геомагнитные экстрабури 23-го цикла
№ п/п Дата Часы, UT Ap* № п/п Дата Часы, UT Ap*
1 04.05.1998 0-12 171 18 29.05.2003 12-24 196
2 27.08.1998 0-12 176 19 18.08.2003 0-12 101
12-24 112 12-24 115
3 25.09.1998 0-12 164 20 29.10.2003 0-12 168
4 04.11.1998 0-12 113 12-24 240
5 22.10.1999 0-12 144 21 30.10.2003 0-12 137
6 06.04.2000 12-24 150 12-24 245
07.04.2000 0-12 122 22 31.10.2003 0-12 170
7 24.05.2000 0-12 133 23 20.11.2003 12-24 246
8 15.07.2000 12-24 302 24 25.07.2004 0-12 140
9 12.08.2000 0-12 140 12-24 167
12-24 106 25 27.07.2004 0-12 194
10 05.10.2000 0-12 125 12-24 178
12-24 108 26 08.11.2004 0-12 242
11 31.03.2001 0-12 201 09.11.2004 12-24 169
12-24 182 10.11.2004 0-12 238
12 11.04.2001 12-24 161 27 18.01.2005 0-12 111
13 21.10.2001 12-24 105 28 21.01.2005 12-24 121
14 06.11.2001 0-12 195 29 08.05.2005 12-24 123
15 23.05.2002 12-24 120 30 24.08.2005 0-12 140
16 07.09.2002 12-24 102 31 11.09.2005 0-12 178
17 12.10.2002 12-24 104
На рис. 2а показаны вариации магнитного потока Ф от источников OR1-, OR1+, OR2- и OR2+ от момента возникновения четырехсекторной структуры в оборотах CR 2020-2034. Показаны также моменты регистрации всех шести экстрабурь этого интервала (прерывистые линии). На основании этого можно сделать следующие выводы: во-первых, магнитные потоки Ф от всех OR испытывали от оборота к обороту как незначительные, так и большие (быстрые) изменения; во-вторых, все экстрабури наблюдались во время больших изменений Ф.
Таблица 2. Фотосферные источники открытых полей (OR1- и т.д. по рис. 1), средние кэррингтоновские долготы вспышек (CL) для последних экстрабурь 23-го цикла
№ п/п Даты OR CL, град
1 8-10.11.2004 OR2+ 30
2 18.01.2005 OR1+ 180
3 21.01.2005 OR1+ 180
4 08.05.2005 OR2- 130
5 24.08.2005 OR1+ 200
6 11.09.2005 OR1+ 200
На рис. 1 показаны фотосферные источники (точки) и соответствующая четырехсекторная структура КОМП для трех оборотов CR 2032-2034 соответственно до, во время и после двух последних экстрабурь 23-го цикла.
Сопоставление графиков на рис. 1 и рис. 2 позволяет сделать следующие выводы:
1) В положительном секторе с OR1+ наблюдался быстрый рост открытого магнитного потока при уменьшении потока в отрицательном секторе с OR2-.
2) Эти вариации Ф сопровождались двумя экстрабурями и существенным долготным расширением положительного сектора с почти полным восстановлением его размера, наблюдавшегося в начале заключительного интервала фазы спада солнечной активности.
3. ОБСУЖДЕНИЕ
Целью работы было исследование солнечных источников бури 22-25 августа 2005 г. Мы сделали упор на выяснение общей обстановки на Солнце, которая привела к генерации этой бури и, как оказалось, была ответственной за целую серию
экстрабурь, по-видимому, последних в завершающемся 23-м цикле солнечной активности.
Эта обстановка в рамках детальной циклической динамики КОМП [Иванов и Харшиладзе, 2004] охарактеризована как специфический третий интервал четырехсекторной структуры, вращающейся квазитвердотельно. На этом интервале имел место приблизительный баланс сил, действующих на фотосферные ист
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.