The role of the alpha effect of Babcock–Leighton in the generation of poloidal magnetic field of the Sun

V.N. Krivodubskij
2016 Astronomical School's Report  
Астрономiчна обсерваторiя Київського нацiонального унiверситету iменi Тараса Шевченка Зроблено огляд недавнiх дослiджень циклiчностi магнiтної активностi Сонця на основi αΩ-динамо моделi. Вiдзначено, що мiж спостереженими величинами полоїдального #" B P i тороїдального #" B T магнiтних полiв iснує функцiональна залежнiсть. Це надає можливiсть по величинi вимiряного на початку циклу поля #" B P прогнозувати амплiтуду i потужнiсть циклу. Разом з тим, тривалий час не вдавалося виявити позитивних
more » ... иявити позитивних кореляцiй мiж характеристиками сонячних плям (числом Вольфа або загальною площею плям) циклу i полярним магнiтним потоком в кiнцi циклу. Як згодом виявилося, це було зумовлено тим, що α-ефекту Бебкока-Лейтона, який визначається кутами нахилу бiполярних магнiтних областей, турбулентною дифузiєю i меридiональною циркуляцiєю, i зумовлює регенерацiю полоїдального поля, властивi випадковi флуктуацiї в часi i просторi. Ситуацiя, одначе, кардинально змiнилася пiсля того, як було запроваджено параметр магнiтної потужностi циклу, який представляє собою добуток площi всiх плям циклу на кути нахилу бiполярних магнiтних областей. В рамках αΩ-динамо це свiдчить про те, що поверхневий α-ефект Бебкока-Лейтона зумовлює генерацiю полоїдального магнiтного поля в кiнцi поточного циклу, а асимiльований його параметр є невiд'ємною компонентою майбутнiх сонячних прогнозiв на основi моделей динамо. На пiдставi опрацювання даних, якi охоплюють промiжок часу бiльше столiття, недавнiми дослiдженнями встановлено, що iнтервал пам'ятi циклу обмежений тiльки одним циклом. РОЛЬ АЛЬФА-ЭФФЕКТА БЭБКОКА-ЛЕЙТОНА В ГЕНЕРАЦИИ ПОЛОИДАЛЬНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ СОЛНЦА, Криводубский В.Н. -Сделан обзор недавних исследований цикличности магнитной активности Солнца на основе αΩ-динамо модели. Отмечено, что между наблюдаемыми величинами полоидального #" B P и тороидального #" B T магнитных полей существует функциональная зависимость. Это дает возможность по величине измеренного в начале цикла поля #" B P прогнозировать амплитуду и мощность цикла. Вместе с тем, длительное время не удавалось обнаружить положительных корреляций между характеристиками солнечных пятен цикла (числом Вольфа или общей площадью пятен) и полярным магнитным потоком в конце цикла. Как впоследствии оказалось, это было обусловлено тем, что α-эффекту Бэбкока-Лейтона, который определяется углами наклона биполярных магнитных областей, турбулентной диффузией и меридиональной циркуляцией, и приводит к регенерации полоидального поля, присущи случайные флуктуации во времени и пространстве. Ситуация, однако, кардинально изменилась после того, как был введен параметр магнитной мощности цикла, представляющий собой произведение площади всех пятен цикла на углы наклона биполярных магнитных областей. В рамках αΩ-динамо это свидетельствует о том, что поверхностный α-эффект Бэбкока-Лейтона приводит к генерации полоидального магнитного поля в конце текущего цикла, а ассимилированный его параметр является неотъемлемой компонентой будущих солнечных прогнозов на основе моделей динамо. На основании обработки данных, которые охватывают промежуток времени больше века, недавними исследованиями установлено, что интервал памяти цикла ограничен только одним циклом. THE ROLE OF THE ALPHA EFFECT OF BABCOCK-LEIGHTON IN THE GENERATION OF POLOIDAL MAGNETIC FIELD OF THE SUN, by Krivodubskij V.N. -The paper reviews recent studies of cyclicity of magnetic activity of the Sun based on the αΩ-dynamo model. It is noted that there is a functional dependence between the observed values of the poloidal #" B P and toroidal #" B T magnetic fields. This allows predicting the amplitude and the strength of cycle for the measured field #" B P at the beginning of the cycle. Nevertheless, for a long time no positive correlations between the characteristics of sunspots cycle (Wolf number or the total area of spots) and polar magnetic flux at the end of the cycle were found. As it turned out later, this was due to the fact that the α-effect of Babcock-Leighton, defined by tilt angles of the bipolar magnetic fields, turbulent diffusion and meridional circulation, leading to regeneration of the poloidal field, is characterized by random fluctuations in time and space. The situation changed drastically after the parameter of magnetic strength of cycle was introduced, which is a product of the area of spots cycle and tilt angles of the bipolar magnetic groups. Within the framework of the αΩ-dynamo this indicates that the surface α effect of Babcock-Leighton leads to the generation of the poloidal magnetic field at the end of the current cycle, and its assimilated parameter is an integral component of future forecasts based on the solar dynamo models. Relying on the data which cover the time span of more than a century, recent studies have established that the memory interval of cycle is limited only by one cycle. Ключевые слова: Солнце; магнитные поля; турбулентность; солнечные пятна; циклы активности; динамо-модель; прогнозы солнечной активности; интервал памяти цикла.
doi:10.18372/2411-6602.12.2153 fatcat:idll45e4v5dbfgneapveqftvce