De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Solar Cycle 24: Midlifecrisis van een zonnecyclus? Jan Janssens - 26 november 2011.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Solar Cycle 24: Midlifecrisis van een zonnecyclus? Jan Janssens - 26 november 2011."— Transcript van de presentatie:

1 Solar Cycle 24: Midlifecrisis van een zonnecyclus? Jan Janssens - 26 november 2011

2 Wat is de zon? • Een gemiddelde ster – Dichtst bij de aarde • 149.597.870 km (1 A.E.) – Zeer groot • 1.392.000 km – Zeer heet • Oppervlakte: 5.500 °C • Inwendig: 15 miljoen °C – Plasma • Geladen deeltjes – Magnetisme • Differentiële rotatie – Polen roteren trager dan aan evenaar 2

3 Zonnevlekken • Ondiepe depressies in de fotosfeer door magnetische storingen die het opstijgen van heet gas uit het zonne- inwendige verhindert • Temperatuur – Umbra: 3500°C – Penumbra: 4200°C 3

4 Zonnevlekken • Magneetveld – 3000* sterker dan ongestoorde fotosfeer – Bipolair • Tegengestelde polariteit 4

5 Zonnevlekken De Halloweengroepen (Okt-Nov 2003) 5 http://sohowww.nascom.nasa.gov/gallery/Movies/sunspots.html

6 Het zonnevlekkengetal • R = 10.g + f, – met g het # groepen, en f het # vlekken • 1700-heden – Tot 1749: slechts jaarlijkse waarden – Officieel: vanaf 1749 • Dagelijks vanaf 1849 – Rudolf Wolf => “Wolfgetal” • Zonnevlekkengetal (SSN) • Verschillende waarnemers – Actueel: Locarno (SIDC) 6

7 Zonnecycli ! 7

8 De zonnecyclus R max : 117 +/- 42 T max : 51 +/- 13 D: 132 +/- 16 maand De zonnecyclus werd in 1843 ontdekt door Heinrich Schwabe 8

9 Zonneactiviteit 05 06 96 15 11 9613 04 9716 10 9715 04 9820 10 9808 04 9920 10 9926 04 0001 10 0023 04 0114 10 0118 04 0222 10 0204 04 0324 10 0318 04 0417 10 0405 04 0511 09 0515 04 0622 10 0626 03 0710 10 0713 04 0817 10 0821 04 0929 09 09 9

10 De zonnedynamo • Zonnevlekkencylus – +/- 11 jaar • Vlinderdiagram • Wet van Joy – Helling bipolaire groepen neemt toe met de breedte • Polariteitswet van Hale – Magnetische cyclus • 22 jaar • Magnetische velden aan de zonnepolen – Wisselen om tijdens cyclusmaximum 10

11 Magnetische zonnecyclus 11

12 Helioseismologie • = studie van het zonne- inwendige via trillingen • Standaardmodel grotendeels correct – Kleine afwijkingen in kern, aan oppervlak en tachocline (turbulentie) • Differentiële rotatie – Polen roteren trager dan aan evenaar – Kern en stralingszone roteren constant Kern Stralingszone Convectiezone Afwijking GONG-data t.o.v. Standaardmodel (%) 0 139200 278400 417600 556800 696000 Afstand tot het centrum van de Zon (km) 0,4 0,2 0 -0,2 -0,4 Zon – Standaard Model Tachocline = plaats waar magnetisch veld van de zon wordt opgewekt 12

13 Zonnedynamo http://www.iiap.res.in/meet/chandra/Chandra_files/arnab_invited.pdf http://www.physics.iisc.ernet.in/~bidya_karak/APSPMiia.pdf 13 http://www.hao.ucar.edu/research/siv/siv_dynamo.php

14 Zonnedynamo http://svs.gsfc.nasa.gov/search/Series/SolarDynamo.html http://www.iiap.res.in/meet/chandra/Chandra_files/arnab_invited.pdf http://www.physics.iisc.ernet.in/~bidya_karak/APSPMiia.pdf 14

15 Zonne-uitbarstingen 15

16 13 December 2006 NOAA 0930 – X3,4 http://solar-b.nao.ac.jp/news_e/20061213_flare_e.shtml 16

17 Bastille Day Event 14 Juli 2000 – X5,7 17

18 Het ruimteweer – …alle omstandigheden op de zon en in de zonnewind, magnetosfeer, ionosfeer en thermosfeer die de prestaties en de betrouwbaarheid van technologische systemen in de ruimte en op grond kunnen beïnvloeden en die een gevaar kunnen betekenen voor het menselijk leven of de gezondheid. NSWP 18

19 Ruimteweer Invloed van zonne-uitbarstingen 19 GebeurtenisStraling (X-ray)ProtonstormCME Flare (in zonnevlekken)JaSomsDikwijls Coronaal gatNee Filament/protuberans eruptie (buiten zonnevlekken) Soms (Hyder flare)ZeldenJa

20 Ruimteweer Invloed van zonne-uitbarstingen WatWanneerParameterBescherming Straling (X-ray)t0t0 R1 (licht) => R5 (extreem) M1 => > X20 Aardatmosfeer Proton storm15-120 min S1 (licht) => S5 (extreem) Pfu (>10MeV): 10 => 10 5 Magneetveld Aarde Geomagnetische storm (CME) 20-72 uur G1 (licht) => G5 (extreem) Kp = 5 => Kp = 9 Magneetveld Aarde http://www.swpc.noaa.gov/NOAAscales/ 20

21 Invloed van zonne-uitbarstingen Radio Black-outs 21

22 Effect van Protonstormen 22

23 Geomagnetische Storm Poollicht Terje Sørgjerd https://plus.google.com/107543460658107759808#107543460658107759808/postshttps://plus.google.com/107543460658107759808#107543460658107759808/posts 23

24 Geomagnetische Storm Andere effecten http://www.ofcm.gov/risk/presentations/day%201/1_intro_obj/fc_ welcome_intro_obj_updated.ppt 24

25 De voorspelling van een nieuwe zonnecyclus “The game of the decennium”

26 45 voorspellingsmethoden voor SC24 26

27 3 soorten methodes • Statistische methoden (27) – Gemiddelden, periodiciteiten, even/oneven,…. – Oorzaak zonnecyclus volledig onbekend – Vrij grote onzekerheid • Gemengde methoden (9) – Koppelen van statistiek aan (geomagnetische) fysische parameter – Enkel een aanwijzing over reële oorzaak zonnecyclus – Voorzichtig met interpretatie • Fysische methoden (9) – Zonnemagnetisme: plasmastromen, zonnedynamo,… – Nieuw – Dienen zich nog te bewijzen 27

28 Statistische methoden • Gemiddelde voorgaande zonnecycli – Talrijke variaties en parameters • Fourier-analyse – Gleisberg,… • Neurale netwerken – Zelflerende modellen • Niet-lineaire modellen – SC = quasi-periodiek verschijnsel 28

29 Gemengde methoden • De nieuwe cyclus uit zich in de voorgaande SC – Precursor-technieken • Geomagnetische storingen – Coronale gaten • Hathaway (2006) – Intense SC24 – Maar: • Te fel afgeglad • Foutief maximum – Okt-Nov 2003 » Halloween-groepen – Matige SC24 29

30 Fysische methoden Flux Transport Dynamo • Hoge diffusie van magnetische velden – Diffusietijd ~ 5 jaar • Choudhuri, Nandy,… – SC24 Max = 80 +/- 20 • Directe meting – Sterkte polaire magn. velden • Svalgaard • Schatten (ondiepe dynamo) – VVS WG Zon (poolfakkels) • SC24 Max = 75 +/- 15 • Lage diffusie van magnetische velden – Diffusietijd ~ 200 jaar – “Magnetisch geheugen” • Dikpati, Gilman,… – SC24 Max = 170 +/-20 30

31 • Meeste statistische methoden voorspellen middelmatig maximum • Meeste fysische methoden voorspellen laag maximum • Zwakke kamp vs. Sterke kamp – Zwakke kamp hecht veel belang aan magnetische velden aan de zonnepolen + hoge diffusie magnetische velden – Sterke kamp hecht meer belang aan precursortechnieken van meerdere voorgaande zonnecycli + lage diffusie magnetische velden 31

32 SC24 Prediction Panel April 2007 32

33 Verloop van SC24 Het afgelopen zonneminimum 33

34 Verloop van SC24 Het afgelopen zonneminimum • Zeer lang en zeer diep – R<20: Jan 06 – Okt 10 – Rmin = 1,71 • Dec 08 = SCMin • SC23: 151 maand! • Veel vlekkenloze dagen – 817 dagen (tot Aug 11) • ~ 100 jaar geleden – Zwakke cycli – 2008 & 2009 • Top 5 van jaren met meeste vlekkenloze dagen (sinds 1849) 34

35 Verloop van SC24 Het afgelopen zonneminimum • Ook andere parameters – Geomagnetisch, Zonnewind, Radioflux, “Zonneconstante”,… – Laag, maar niet ongewoon • Vlekken verschijnen op normale breedte – Zuidelijk halfrond +/- 1 jaar achter op noordelijk • Zonneuitbarstingen – Slechts 3 C-flares tussen Mei 08 en Jun 09… 35

36 SC24 Prediction Panel Mei 2009 • Dikpati – Meridionale circulatie tot aan de polen • Vertraagde de start van de nieuwe SC • Behoud van hoog SC24-maximum 36

37 Op weg naar een nieuw Maunderminimum?... • Periode van 1645-1715 (Eddy, 1976) – Zo goed als geen zonnevlekken • Vrij plots begin, geleidelijke herstel – Bevestigd door Hoyt & Schatten (1996) • 68% van dagen waargenomen – Slechts op 2% van deze dagen waren er zonnevlekken – Meestal op het zuidelijke halfrond 37 Maunder Minimum Dalton Minimum

38 Livingston & Penn Lagere magnetische veldsterkte => Hogere temperatuur umbra => zonnevlekken moeilijker zichtbaar Verdwijnen de zonnevlekken tegen 2015?

39 Livingston & Penn Pro & Contra • Contra – Beperkt # wrn. – Dalende tak SC23 – Lineaire extrapolatie? • Bv. 1980: 5000 Gauss! • Pro – Verhouding Radioflux/SSN • Leif Svalgaard – Percolatietheorie • Schatten (2007) • Hinode wrn.! 39

40 Wat kan dit betekenen voor SC24? SC23SC24 40

41 Verloop van SC24 2010: Langzame stijging 41

42 Verloop van SC24 2010: Langzame stijging • Meestal kleine groepen • Eerste M-flare – M2,3 op 19 Jan 10 • Laatste: 25 Mar 08… – 2010: totaal 23 M-flares • Eerste proton flare – 14 Aug 2010; 14 pfu • C4 in NOAA 1093 • Veel erupties van fila- menten/protuberansen – Armada aan zonnesatellieten?... 42 NOAA 1117 - 550 MH - 19 Oct-01 Nov 2010

43 Verloop van SC24 2010: Langzame stijging 43

44 Complexe globale uitbarsting 01 augustus 2010 44

45 Complexe globale uitbarsting 01 augustus 2010 45

46 Verloop van SC24 Jan-Apr 2011 46

47 Verloop van SC24 Jan-Apr 2011 • Plotse toename in SSN – 29,6 in Feb => 55,8 in Mar • Niet uitzonderlijk • Afgegladde toename SSN – Jul/Aug 10: 1,07 – SC24 Max: 78 +/- 20 • Onzekerheid! • Eerste X-flares van SC24 – 15 Feb; X2,2; NOAA1158 • 1524 dagen geleden – 14 Dec 06; X1,5; NOAA0930 – 09 Mar; X1,5; NOAA1166 47

48 NOAA 1158 48

49 X2,2-flare van 15 Feb 11 49

50 X2,2-flare van 15 Feb 11 50 http://sidc.oma.be/news/133/welcome_nl.html http://sdowww.lmsal.com/sdomedia/ssw/ssw_client/data/ssw_service_110214_180206_66803/www/

51 X1,5-flare van 09 Mar 11 GONG – Arizona (back-up station) 51

52 Indrukwekkende CME’s Meestal van de aarde weggericht 52 M3,7 – NOAA1164 – 07 Mar 11 – 20:12UT Kleine geomagnetische storingen (Kp=5) op 10-11 Maart 2011

53 Indrukwekkende CME’s Meestal van de aarde weggericht 53 SDO – AIA304 - 2011 / 03 / 19SOHO – C2 – 2011 / 03 / 16 – C3,7 – NOAA1169

54 Verloop van SC24 Mei-Jul 2011 – Pauze… 54

55 Verloop van SC24 Mei-Jul 2011 – Pauze… • Afgeglad SSN voor Januari 2011 (30,27) – SC24 Max: 83 +/- 18 • Mei 2013 +/- 10 maanden • Geen nieuw Dalton-minimum 55

56 Meeting van de AAS/Solar Physics Division Las Cruces, New Mexico, USA – 12-16 Juni 2011 • Zon op weg naar een winterslaap? (1/3) – Livingston, Penn, Svalgaard • Sterkte B in zonnevlekken met 500 Gauss gedaald in laatste decennium • Als trend zich verderzet: – Geen zonnevlekken meer tegen +/- 2020-2025 56

57 Meeting van de AAS/Solar Physics Division Las Cruces, New Mexico, USA – 12-16 Juni 2011 • Zon op weg naar een winterslaap? (2/3) – Dick Altrock • “Rush to the poles” (nog) niet ingezet – Laat SC24-maximum => mogelijk ook zwak 57

58 Meeting van de AAS/Solar Physics Division Las Cruces, New Mexico, USA – 12-16 Juni 2011 • Zon op weg naar een winterslaap? (3/3) – Rachel Howe & Frank Hill • Jetstream SC25 nog niet aanwezig – Zeer late en zeer zwakke SC25 58

59 De grote zonne-uitbarsting van 07 Juni 2011 M2,5 – H-alpha (GONG – Udaipur) – 05:45-08:45UT 59

60 De grote zonne-uitbarsting van 07 Juni 2011 SDO/AIA & SOHO/C2 60 http://www.thesuntoday.org/current-observations/a-spectacular-event-a-filamentprominence-eruption-to-blow-your-socks-off/ NASA/Goddard Space Flight Center - http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a010800/a010801/http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a010800/a010801/

61 De grote zonne-uitbarsting van 07 Juni 2011 PROBA2 & STEREO 61 http://www.stce.be/news/Press/137/welcome.html http://sohowww.nascom.nasa.gov/pickoftheweek/old/10jun2011/

62 Verloop van SC24 Aug-Nov 2011 62

63 Verloop van SC24 Aug-Nov 2011 • Belangrijke toename in activiteit – Niet ongewoon – SC24 Max eerder 83 +18 dan 83 -18 63

64 Zonneactiviteit 15 Juli-12 Nov 2011 64

65 5 grootste groepen van SC24 65 YYMMDDNOAALongLatElongAreaClassFlare 20111141133910219-451540SuperX1 20119241130228212-471300SuperX1 20113121116691952770BigX1 201135111641652434770BigM3 201184112633011718720BigX6

66 Grote, Super en Reuzegroepen 66 NOAA 11339 – 04 Nov 11 1540 MH NOAA 10486 – 29 Okt 03 2610 MH NOAA 5395 – 17 Mar 89 3600 MH Grwch 1488603 – 08 Apr 47 4380 MHc

67 Verloop van SC24 Aug-Nov 2011 • Toename in aantal zonneuitbarstingen – SC24 dusver: 123 M en 8 X-flares 67

68 Top 10 sterkste flares in SC24 68

69 Zonne-uitbarstingen X6,9 – 09 augustus 2011 – NOAA1263 69

70 Zonne-uitbarstingen X1,8 – 07 september 2011 – NOAA1283 70

71 Zonne-uitbarstingen X1,4 & M3,7 – 22&25 september 2011 – NOAA1302 71

72 Zonne-uitbarstingen X1,9 & M7,1 – 24 september 2011 – NOAA1302 72

73 Aurorae september-oktober 2011 73 ISS – 17 september 2011 – Madagascar & Noord AustraliëMaksim Braude – 26 september 2011 - Rusland Lakefxnet – 24 oktober 2011- Michigan, USAStephen Locke – 24 oktober 2011 – Kansas, USA How to train your dragon – Romantic Flight – John Powell

74 Wat heeft SC24 nog te bieden? SSN-maximum eerste helft 2013 (83+/- 18) 74

75 Wat heeft SC24 nog te bieden? Grote, super en reuzegroepen • Voor een SC24-maximum van 83: – 34 grote, 12 super en 3 reuzegroepen – Ook na het maximum (dalende tak) 75

76 Wat heeft SC24 nog te bieden? M- en X-flares • Voor een SSN-maximum van 83: – 713 M en 88 X-flares • Tot 06 Nov 11: 123 M en 8 X-flares 76

77 77


Download ppt "Solar Cycle 24: Midlifecrisis van een zonnecyclus? Jan Janssens - 26 november 2011."

Verwante presentaties


Ads door Google