Исследование пространственно спектральной структуры колебательных процессов в атмосфере над солнечными пятнами
Скачать 300.69 Kb.
|
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук УДК 523.98 На правах рукописи Анфиногентов Сергей Александрович ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО - СПЕКТРАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В АТМОСФЕРЕ НАД СОЛНЕЧНЫМИ ПЯТНАМИ Специальность 01.03.03 – физика Солнца АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Иркутск – 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук Научный руководитель: кандидат физико-математических наук, Сыч Роберт Андреевич Официальные оппоненты: Теплицкая Раиса Бенционовна, доктор физико-математических наук, ИСЗФ СО РАН, ведущий научный сотрудник Наговицин Юрий Анатольевич, доктор физико-математических наук, ГАО РАН, ведущий научный сотрудник Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн имени Н.В. Пушкова РАН Защита диссертации состоится «___»___________2012 г. в «___» часов на заседании Диссертационного совета Д.003.034.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН по адресу: 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 126а, ИСЗФ СО РАН. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН. Автореферат разослан «___»___________2012 г Ученый секретарь диссертационного совета Д.003.034.01 кандидат физико-математических наук В.И. Поляков Общая характеристика работыДиссертация посвящена изучению пространственной и частотной структуры трёхминутных колебаний интенсивности излучения над солнечными пятнами. Колебательные процессы над солнечными пятнами были впервые обнаружены Beckers and Tallant [1] в 1969 году на фильтрограммах в H и K линиях CaII. Обнаруженные ими вариации характеризуются периодичностью около трёх минут и наблюдаются непосредственно над тенью солнечного пятна. Позднее Giovanelli [2] и, независимо от него, Zirin and Stein [3] обнаружили в фильтрограммах линии Hα перемещающиеся волновые фронты над полутенью пятен с характерным периодом 5 минут. Явление получило название бегущих волн полутени (БВП). БВП обладают интересными особенностями: период вариаций увеличивается с удалением от центра пятна, а видимая скорость распространения волновых фронтов уменьшается. Колебания в тени и БВП являются основными процессами в хромосфере солнечных пятен. С развитием наблюдательной астрономии их проявления были обнаружены не только в хромосферных линиях оптического диапазона, но и в радиоизлучении, а также в корональных линиях крайнего ультрафиолетового диапазона. Авторы статьи [4] одними из первых сообщили об обнаружении колебаний радиопотока с периодом 3 минуты. Они проанализировали спектральный состав вариаций радиоизлучения активных областей на длинах волн 3.3 мм и 3.5 мм и обнаружили, что максимальная спектральная компонента соответствует трехминутному периоду. Авторы не связывали обнаруженную ими квазипериодическую компоненту с колебаниями над тенью пятна. Подробное исследование колебаний потока микроволнового излучения от солнечных пятен было выполнено Зандановым и Ураловым [5 – 7] по наблюдениям на радиоинтерферометре с малой базой (РИМБ). С его помощью были обнаружены квазипериодические колебания (КПК) с периодами 3, 5 и 7 минут. Сделан вывод о пространственном разнесении источников колебаний с разными периодами. Показано, что КПК носят цуговый характер. Обнаруженные вариации сигнала интерпретируются как отражение переходных газодинамических процессов возникающих в хромосфере активной области. Их вероятной причиной является отклик атмосферы на крупномасштабные возмущения обусловленные выходом новых магнитных потоков. Периоды КПК определяются температурным строением хромосферы над пятном и примерно соответствуют характерным частотам акустической отсечки медленных магнитозвуковых волн. Механизм формирования трёхминутных колебаний за счет фильтрации возмущений в многослойной атмосфере пятна был предложен Жугждой [8]. Теория фильтрации рассматривает распространение МГД волн через стратифицированную атмосферу пятна (фотосфера, температурный минимум, хромосфера, корона). На границе слоев появляются отраженные волны, интерференция которых приводит к появлению выделенных частот в спектре, на которых атмосфера пятна становится более прозрачной для медленных МГД волн. Другими словами атмосфера пятна рассматривается как многополосный интерференционный фильтр для волн приходящих снизу. Такая интерпретация предсказывает дискретность спектра трёхминутных колебаний. Новые возможности по изучению колебаний над пятнами появились вместе с первыми микроволновыми наблюдениями пространственно-разрешённых источников трёхминутных колебаний на VLA (5 и 8.5 ГГц) [9]. Нужно отметить, что наблюдения солнечной активности на VLA носят эпизодический характер. Позднее с помощью специальных методов математической обработки данных (метод поточечной вейвлет фильтрации) удалось разрешить пространственную структуру источников трёхминутных колебаний микроволнового излучения по наблюдениям радиогелиографа Нобеяма [10] на частоте 17 ГГц. В отличие от VLA эти наблюдения выполняются регулярно в режиме мониторинга солнечной активности. Запуски космических аппаратов SOHO, TRACE, Hinode и др. позволили наблюдать солнечную активность в недоступной ранее для наземных инструментов крайней ультрафиолетовой и рентгеновской областях электромагнитного спектра. Трёхминутные колебания были обнаружены в основаниях корональных арок и наблюдались в виде волн, перемещающихся вверх и вдоль корональных арок . Новейшая орбитальная обсерватория SDO ещё больше расширила возможности исследования колебаний в атмосфере Солнца, обеспечив непрерывные наблюдения всей видимой стороны Солнца одновременно на разных длинах волн ультрафиолетового диапазона с беспрецедентным пространственным и временным разрешением [11]. Появилась возможность проследить развитие волновых процессов над пятном от фотосферы и температурного минимума до высокотемпературной короны. Наблюдение короны Солнца с высоким пространственным и временным разрешением стимулировали развитие нового направления в физике Солнца — корональной сейсмологии. Методы корональной сейсмологии позволяют по свойствам наблюдаемых в короне МГД волн определять физические параметры плазмы Солнца (концентрацию, температуру, магнитное поле, проводимость, вязкость, теплопроводность), которые трудно измерить с помощью других методов. Для исследования атмосферы над солнечными пятнами могут быть использованы трехминутные колебания, представляющие собой медленные МГД волны, распространяющиеся в корону из тени солнечных пятен. Ценность этих колебаний, как естественных природных зондов обусловлена, тем, что они постоянно наблюдаются в большинстве солнечных пятен. Новые наблюдательные инструменты породили и новые проблемы. Поток данных от аппарата SDO достигает полутора терабайт в сутки. В таких условиях поиск интересных событий для исследования становится нетривиальной задачей. Для колебаний ситуация усложняется ещё и тем, что наблюдаемые периодические вариации интенсивности излучения часто имеют малую амплитуду и могут быть не замечены при визуальном исследовании последовательностей изображений. Быстрые и достоверные алгоритмы обнаружения колебаний и определения их параметров становятся необходимыми в сложившихся условиях. Развитие мировой информационной системы задаёт новые требования к представлению данных наблюдений и обработки информации. Все большую популярность приобретают системы удаленной обработки данных. Примерами этого являются вычислительная сеть радиообсерватории в Нобеяме, доступ к которой осуществляется по протоколу SSH, а также информационная система радиотелескопа РАТАН-600. В последней взаимодействие с пользователем реализовано через веб-интерфейс. Преимуществом такого подхода является отсутствие необходимости наличия специфического программного и аппаратного обеспечения со стороны пользователя. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Исследование социально-экономических и политических процессов для... Тема I: Методологический характер дисциплины «Исследование социально-экономических и политических процессов» |  | Лекции, час Н. Н. Бутакова. Теория колебательных процессов. Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов направления... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель урока: Изучить возможные превращения энергии в колебательных системах. Анализировать превращения энергии при колебаниях на примере... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... ... |
| Исследование социально-экономических и политических процессов рабочая... Исследование социально-экономических и политических процессов [Текст]: Рабочая программа дисциплины для студентов очной и заочной... | | Урока: Колебательное движение Эти уроки мы познакомимся с основными характеристиками колебательных процессов. С волновыми процессами. Изучим звуковые колебания... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины опд. Ф. 2 Учение об атмосфере... Целью курса является знакомство с основными научными знаниями об атмосфере и методами ее исследования | | Рабочая программа организационно-производственные структуры транспорта... Организационно-производственные структуры транспорта: рабочая программа / авт сост. В. Г. Башкирцев, спб.: Ивэсэп, 2012. – 17 с |
| Исследование взаимосвязи структуры, твердости и магнитных свойств... | | В рамках международного полярного года (2007-2008 год) российская академия наук Направление 3 «Оценка и предупреждение экстремальных природных явлений и катастроф в атмосфере и на поверхности суши»; программы... |
| Рабочая программа дисциплины «Базовые информационные процессы и технологии» Целью курса является: ознакомление с современными базовыми информационными процессами и технологиям, моделями, методами и средствами... | | Исследование структуры поверхности плазмомодифицированных резин Филиал Института энергетических проблем химической физики ран, Московская обл., Ногинский район, пос. Черноголовка |
| Правительство Российской Федерации Государственное образовательное... Статистическое исследование структуры и структурных изменений в социально-экономических процессах | | Исследование цветовой гаммы исследование естественного освещения... Исследование процентного соотношения кабинетов с люминесцентными и электрическими лампами |
| Атмосфера планет, моделирование, мониторинг, электромагнитное излучение,... Феры, микрофизические и оптические характеристики атмосферного аэрозоля, теория переноса излучения в атмосфере, теория распространения... | | Урок: Оптические явления в атмосфере Оптические явления в атмосфере... Текст: элементарный учебник физики под редакцией академика Г. С. Ландсберга. Том №3. Издательство «Наука» Москва 1964г |
