Главная - Феноменология ГКЛ средних энергий в гелиосфере - Интенсивность ГКЛ в минимуме 24-ого солнечного цикла

Интенсивность ГКЛ в минимуме 24-ого солнечного цикла

Чтобы понять поведение интенсивности ГКЛ в 2005-2009 гг., на фазах спада 23-его и минимума 24-ого солнечных циклов, мы собираемся сконструировать её ожидаемое поведение, исходя из того, каким оно было в аналогичной ситуации в прошлом, а затем проанализировать отличия.
Текущая фаза минимума характеризуется отрицательной полярностью (A<0) крупномасштабного гелиосферного магнитного поля (ГМП), при этом, наряду с напряжённостью ГМП (BHMF), ведущим фактором для поведения ядер ГКЛ является наклон к экватору глобального гелиосферного токового слоя aCS. Аналогичное положение было в 1984-1988 гг. на фазах спада 21-ого и минимума 22-цикла, причём в этот период поведение ГКЛ в гелиосфере довольно хорошо известно.
Однако прежде чем переносить определённые характеристики ГКЛ из 21-ого цикла в 23-ий, полезно сравнить эти два солнечных цикла. Кроме того, полезно рассмотреть, как и почему формировался в период 1984-1988 гг. отрицательный широтный градиент интенсивности ядер ГКЛ, сильно влияющий на временной ход интенсивности на неэкваториальных КА.

На верхней панели рисунка слева сплошной линией показано поведение суммарной прощади солнечных пятен в 23-ем, а пунктиром – в 21-ом цикле, но сдвинутой во времени до совмещения моментов минимумов. Левая звёздочка – сдвинутый момент минимума 22-ого, а правая – ожидаемый минимум 24-ого цикла. На средней панели в аналогичном формате сравнивается поведение напряженности высокоширотных солнечных полей, а на нижней – наклона ГТС. Видно, что особенностями текущего солнечного цикла по сравнению с 21-ым являются:

  • Значительно большая длительность
  • Слабость высокоширотных магнитных полей и, как следствие,
  • Значительно больший наклон ГТС к экватору.

Т .к. нормализация (1) приводит интенсивность к одному и тому же радиальному расстоянию, из неё можно легко получить выражение для разности нормированных интенсивностей на широте l (Voyger 1) и на экваторе (IMP8), пропорциональное широтному градиенту интенсивности: Jnorm(l)-Jnorm(0)=dJ

Jnorm(l))
На рисунке справа указанная разность показана для 1980-х годов как функция наклона ГТС к экватору. Видно, что широтный градиент очень мал для больших углов наклона ГТС и становится значительным, только когда acs < 10° (1985-1987.5).Т. к. согласно предыдущему рисунку вплоть до настоящего времени acs > 10°, период большого отрицательного широтного градиента интенсивности ГКЛ ещё впереди (если он, конечно, вообще наступит в настоящем цикле).
Для конструирования ожидаемого поведения интенсивности ГКЛ в 2005-2009 гг. по её поведению в 1980-х мы предполагаем, что, если процессы, формирующие поведение интенсивности ГКЛ одни и те же в двух разных частях гелиосферы в два разные периода времени, в эти периоды можно ожидать похожее поведение нормализованной интенсивности. При этом, конечно, предполагается, что ничего радикально разного не происходит в диапазоне радиальных расстояний r=90-106 а.е., где Voyager 1 находится в 2004--2009 гг., по сравнению с диапазоном r=15-33 а.е., где он был в 1983-1988 гг.
Прежде чем переносить нормированную интенсивность из 1980-х годов в 2000-ые, учтём разницу в циклах 21 и 23. Т. к. в настоящее время трудно количественно учесть разницу в величине наклона ГТС к экватору в в фазах минимума 22-ого и 24-ого циклов, учтем лишь различную длительность циклов 21 и 23, растянув при переносе шкалу времени на такую величину, чтобы длины двух циклов совпадали.
   
Зная поведение нормированной интенсивности, конечно, легко получить и ожидаемое поведение самой интенсивности ГКЛ в 2004--2009 гг. На расположенных выше рисунках пунктиром показаны ожидаемые временные профили слева – нормированных, а справа – реальных интенсивностей ГКЛ на Voyager 1 и IMP8. Как и на предыдущих рисунках, треугольники и ромбы обозначают, соответственно, последнюю наблюдаемую и максимальную интенсивности на Voyager 1.