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重叠磁活动周期与太阳黑子数:第 25 太阳黑子周期振幅预报

太阳与恒星天体物理 2020-12-09 v3 大气与海洋物理 空间物理

摘要

太阳在其盘面上黑子数量约以 11 年为周期呈现出观测良好的调制。自现代观测天文学诞生以来,太阳黑子一直是对理解的挑战——其数量的准周期变化于 175 年前首次被注意到,至今激发着整个学界的研究兴趣。大量技术能够解释太阳黑子“周期”的时间界标、(几何)形状和振幅,但提前准确预报这些特征仍难以实现。近期观测驱动的研究揭示了太阳 22 年(海尔)磁周期与太阳黑子周期界标和模式产生之间的关系,但未涉及太阳黑子周期振幅。利用对超过 270 年(月度)太阳黑子数的(离散)希尔伯特变换,我们稳健地识别出所谓的“终止(termination)”事件,其标志着前一个 11 年太阳黑子周期的结束、当前周期的增强/加速,以及 22 年磁活动周期的结束。利用这些,我们提取了终止事件时间间距与太阳黑子周期量级之间的关系。鉴于此关系及我们对 2020 年终止事件的预测,我们推断第 25 太阳黑子周期的振幅可能媲美有记录以来最强的几个周期。这一结果将与学界对第 25 太阳黑子周期振幅的共识估计形成鲜明对比。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.15263,
  title  = {Overlapping Magnetic Activity Cycles and the Sunspot Number: Forecasting Sunspot Cycle 25 Amplitude},
  author = {Scott W. McIntosh and Sandra C. Chapman and Robert J. Leamon and Ricky Egeland and Nicholas W. Watkins},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.15263},
  year   = {2020}
}

备注

12 pages, 6 figures. Submitted to Nature Astronomy 3/9/2020. In third iteration with reviewers. Revised and reformatted for Solar Physics - 15 pages, 8 figures. 8/25/2020