НАРУШЕНИЯТА НА ПРАВИЛОТО НА ГНЕВИШЕВ-ОЛ
В РЕДА НА ШОВЕ. ПРЕДИЗВЕСТЯВА ЛИ
НАСТОЯЩИЯТ 23-ТИ СЛЪНЧЕВ ЦИКЪЛ
НАСТЪПВАНЕТО НА НОВ ВЕКОВИ СЛЪНЧЕВ
МИНИМУМ?
Борис Комитов, Бончо Бонев
1. Увод
Една от забележителните тенденции, която е установена
на базата на анализа на данните от инструменталните наблюдения
на слънчевата активност от последните 250 години се
описва от тъй нареченото правило на Гневишев- Ол .[1]
То се изразява в това,
че 11-годишните цикли с нечетни номера в
Цюрихския ред на
петнообразувателния индекс Волфово число са обикновено
по-високи от съответните презхождащи ги цикли
с четни номера.
От началто на Цюрихския ред /1749г/ до края на цикъл No 21
/1986 г/ правилото на Гневишев-Ол е в сила за 9 двойки
11-тодишни слънчеви цикли и е нарушено два пъти
- за двойките цикли с номера 4-5 и 8-9.
От средата на 19-ти век до 1986 г това правило не
е нарушено нито веднъж, което до известна степен даде
основание на много изследователи след мощния четен
22-ри цикъл с околомаксимумно годишно число на
Волф W=156 да прогнозират настъпването на още
по-мощен нечетен 23-ти слънчев цикъл с максимум през
2000 г.
От друга страна обаче, нарушенията на правилото в два от общо
11
случая в Цюрихския ред показва, че последните едва ли
са случайни явления и възникват при определено
съчетание от условия.
Изследването на обстоятелтвата , при които възникват
нарушенията на правилото на Гневишев- Ол не може
да стане на базата на Цюрихския ред /инструменталните данни/.
За целта е необходима много по дълга редица от данни за
слънчевата активност, които обаче могат да бъдат само
косвени.
2. Ред на Шове. Макрохарактеристики на 11-годишните цикли
в периода 296-1996 г.
Подходяща за целите на настоящото изследване е
редицата от косвени данни за основните характеристики
на 11 -годишните цикли, известна като ред на Шове [2].
Тя съдържа данни за годините на минимум и
максимум, както и мощностите на тези цикли от 642
г.пр.н.е. насам, но е непрекъсната
от 296 г. от н.е. За са
характеризира мощността на 11-годишните цикли Шове
е въвел 9-стеренна скала, Той е дал също
приблизителните средвогодишни
околомаксимумни стойности на
Волфовото число за всека една от деветте степени
.
Резултатите от ново подробно изследване на реда на Шове са дадени
в [3]. В тази работа 11-годишните цикли от непрекъснатата
част на реда са номерирани така, че тези от тях, които
са четни или съответно нечетни в Цюрихския ред, да са
такива и в реда на Шове. Като цикъл под номер 1 е
избран този, чийто минимум е през 296 г, а под
номер 154 е този, който е
под номер 22 в Цюрихския
ред с минимум през 1986 г.
3. Метод
В настоящата работа е използуван дискриминантен
анализ. Двете алтернативни събития - реализацията и
нарушението на правилото на Гневишев-Ол се
разглеждат като точки в пространство, по чиито оси се
разполагат стойностите на
изследваните потенциални
фактори X1,X2....Xn. Търси се подходяща функция
A=F(X1,X2...Xn), която по максимално най-добър начин да
раздели пространството на две части- в едната да
доминират случаите, в които се
реализира едното събитие,
а в другата -алтернативното събитие. Статистическата
достоверност на разделянето се проверява с помощта на
F-теста на Снедекор- Фишер.
4. Резултати и анализ
Бяха получени голям брой двуфакторни дискриминантни
дискриминантни функции. Потвърди се направеният
в [3] извод, че основният фактор, от
който зависи
дали ще се наруши или не правилото на Гневишев- Ол е
мощността на четния 11-годишен цикъл в съответната
двойка We. Единственият по-значим втори фактор
се оказа дължината на низходящия клон на четния
цикъл-Тdе Трябва да се отбележи, че връзката между Tde
и We e пренеблежима /линейният
коефициент на корелация
е r=0.17/, т.е.двата фактора са независими един от
друг.
Фиг.1. Нарушенията на правилото на Гневишев-Ол
във фазовото пространство на факторите We и Tde
Резултатите се илюстрират от фиг.1.С триъгълници са
показани случаите, в които правилото на Гневишев-Ол
се изпълнява, а с пресечени квадрати - неговите
нарушения. Важно е да се отбележи, че поради
ниската дискретизация на реда на Шове по отношение
и на We и на Tde общо на 23 двойки цикли координатите
върху графиката точно съвпадат. Ето защо общият
брой събития
изобразени върху графиката е 53, а не
76, колкото е броят на изследваните двойки 11-годишни
цикли. Показана е и дискриминантната функция
A=-0.0121Tde-0.002We,
Оказва се, че същата разделя по най-добрия начин областите
на доминиране на всяко едно от двете събития.
От фигурата се вижда, че зоната на преобладаване на
нарушенията на
правилото на Гневишев-Ол се отнася
към мощните четни цикли и дългите низходящи клонове
на същите. Както вече бе споменато в началото на този
раздел , водещият фактор е мощността на четния
цикъл We. На фигурата ясно се вижда, че в случаите
когато We>125, нарушението на правилото на
Гневишев-Ол
e почти достоверно събитие. От общо 9 двойки 11-годишни
цикли в тази зона правилото на Гневишев-Ол е нарушено
8 пъти, а се изпълнява само веднъж, за номера 150-151
/18-19 в Цюрихския ред/.
Със запълнен квадрат е показано местоположението
на двойката цикли с номера 154-155 /22 -23 по
Цюрихската номерация/, за която We=156 и Tde=6.8.
Тя попада в зоната на нарушенията на правилото на Гневишев-Ол.
Оттук следва, че би следвало да се очаква околомаксимумната
средногодишна стойност на цюрихския цикъл 23 да бъде
съществено по-ниска от тази на цикъл 23. Като
се вземе предвид, че цикъл 22 попада във втория по
мощност бал в реда на Шове, за който околомаксимумните
средногозишни числа на Волф са между 140 и 160, то
това означава, че тази величина за цикъл 23 би
трябвало да бъде около или под 140. Ходът на цикъл
23 до настоящия момент /май 2000 г/
показва, че той е вече в своята околомаксимумна
фаза. До този момент не са регистрирани средномесечни
изгладени стойности на Волфовото число W >140 .Това прави прогнозата за нарушението на правилото на
Гневишев-Ол за цикли 22-23 твърде достоверна.
Твърде е възможно относително по-слабият цикъл 23
да е резултат от
действието на низходяща тенденция в
настоящия векови цикъл и предизвестява неговия край.
До подобен извод водят и някои екстраполации на Цюрихския
ред [4] както и на реда на Шове [5]
ЛИТЕРАТУРА
1.Gnevyshev, M. N., & Ohl, A. I. 1948, AZh, 25, 18
2.Schove, D. J. 1955, J. Geophys. Res., 60, 127
———. 1983, Sunspot Cycles (Stroudsburg: Hutchinson Ross)
3.Komitov, B. 1997, Bulgarian Geophys. J., 1-2, 69
4.Bonev, B. 1997, Bulgarian Geophys. J., 3-4, 43
———. 2000, BAAS, 32, 829
5.Komitov B.,1997,4th National Solar-Terrestrial Physics Conferrence,p82
BAAS,2000, v32, p832