利用主成分分析将aa指数分解为与太阳活动和海尔周期相关的分量
太阳与恒星天体物理
2021-05-19 v1
摘要
我们利用主成分分析(PCA)对第10–23太阳周的月aa指数进行分解。结果表明,第一主成分(PC1)与太阳活动周相关,解释了数据41.5%的方差;第二主成分(PC2)与22年海尔周期相关,解释了数据23.6%的方差。aa指数第10–23周的PC1时间序列在其功率谱中仅有一个位于10.95年周期的峰值,该值为SC10–SC23区间的平均太阳活动周周期。同一周次的PC2时间序列在21.90年周期(海尔周期)处有一个明显峰值,并在该周期的3/4处有一个较小的峰值。我们还研究了第10–23周太阳黑子数(SSN)的主成分,并比较了aa指数与SSN的PCA分析中PC2分量的相互行为。我们注意到,除第15和20太阳周外,它们在所有其他周次中均处于同相。aa第20周在其形状上也不同于其他偶数aa周,尤其在下降相出现异常高峰值。尽管aa指数与太阳黑子数的PC2时间序列相位存在一致性,但该效应过小,不足以造成偶数与奇数aa周形状的全部差异。我们估计,aa指数PC2分量形状的30%源于太阳黑子数,其余源于太阳/太阳风中的其他 recurrent 事件。aa数据的第一个极大值(奇数周典型特征)出现在太阳黑子极大期,已被证明与日冕物质抛射(CME)相关;而第二个极大值(偶数周典型特征)出现在周下降相,可能与高速流(HSS)有关。后者使活动水平升高,以至于偶数–奇数周对之间的最低值总是高于随后的奇数–偶数周对之间的最低值。
引用
@article{arxiv.2103.16862,
title = {Separating aa-index into Solar and Hale Cycle Related Components Using Principal Component Analysis},
author = {Jouni Takalo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.16862},
year = {2021}
}
备注
Accepted to Solar Physics, 17 pages, 12 figures