Довготривалі варіації магнітної активності сонця

Криводубський, В. (2021). Довготривалі варіації магнітної активності сонця. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Астрономія, (64), 26–36. https://doi.org/10.17721/BTSNUA.2021.64.26-36

Основною закономірністю еволюції клімату Землі є циклічність глобальних змін останнього. Одне із можливих пояснень циклічності глобальних змін клімату надає астрофізична модель коливань опромінення поверхні Землі сонячною радіацією. Сучасні зміни клімату пов'язані переважно з варіаціями магнітної активності Сонця, одним з основних індексів якої є сонячні плями. Зменшення кількості сонячних плям збігається з епохами похолодання на Землі, тоді як під час максимальної кількості плям спостерігається потепління. У статті зроблено огляд космогенних реконструкцій довготривалих змін магнітної активності Сонця (великі мінімуми та великі максимуми) протягом голоцену (останні 12 000 років). Випадкова поява великих мінімумів і максимумів певною мірою може бути відтворена сучасними моделями турбулентного динамо зі стохастичним приводом.
Важливим ключем до вивчення впливу варіацій сонячної активності на клімат Землі є мінімум Маундера (наприкінці XVII ст.), під час якого спостерігалося винятково мало сонячних плям. Застосування методу аналізу рідкісних подій до цих спостережень привело дослідників до висновку, що появі сонячних плям під час мінімуму Маундера притаманний слабкий за амплітудою 22-річний цикл. Концепція безперервності магнітного циклу у цей час підтверджується також вимірюваннями космогенних радіонуклідів у природних земних архівах. Тому нині прийнято вважати, що під час мінімуму Маундера циклічна магнітна активність Сонця не припинялася, хоча амплітуда циклів була досить низькою. У моделі αΩ-динамо це може бути пов'язано з тим, що магнітна індукція тороїдального поля, збудженого радіальним диференційним обертанням у сонячній конвективній зоні, у цей час не досягала порогового значення, необхідного для спливання магнітних силових трубок на сонячну поверхню (нелінійний режим динамо). Проаналізовано можливі фізичні механізми, що описують пригнічення динамо-процесу у проміжки часу, коли не спостерігалися сонячні плями.
Запропоновано сценарій пояснення північно-південної асиметрії магнітної активності під час мінімуму Маундера. Ключову роль у запропонованому сценарії відіграє особливий режим внутрішнього обертання Сонця, виявлений у результаті геліосейсмологічних експериментів.
Сучасний великий максимум активності Сонця, який почався в 1940-х рр., припинився після 23-го сонячного циклу, і активність Сонця, здається, повертається до свого нормального помірного рівня.