Турбулентность: модели и подходы. Курс лекций. Часть II. Фрик П.Г. - 104 стр.

UptoLike

Составители: 

104
ñ óðîâíåì ñîëíå÷íîé àêòèâíîñòè. Ïåðâîå, ÷òî áðîñàåòñÿ â ãëàçà ïðè âçãëÿ-
äå íà ãðàôèê (ðèñ.6.23) ñîëíå÷íîé àêòèâíîñòè - ýòî ÷åðåäà ïèêîâ, êàæäûé
èç êîòîðûõ îõâàòûâàåò ïðèáëèçèòåëüíî 11 ëåò. Ýòî è åñòü çíàìåíèòûé
îäèííàäöàòèëåòíèé ñîëíå÷íûé öèêë, õàðàêòåðèçóþùèé ðàáîòó ñîëíå÷íîãî
äèíàìî - ìàãíèòîãèäðîäèíàìè÷åñêîãî ãåíåðàòîðà ïîëÿ. Ìîæíî, îäíàêî,
çàìåòèòü, ÷òî àìïëèòóäà öèêëîâ íåïðåðûâíî èçìåíÿåòñÿ, à âðåìåíàìè â ðà-
áîòå äèíàìî âîçíèêàþò ñáîè. Ñàìûé çàìåòíûé ñáîé èìåë ìåñòî â êîíöå
17 - íà÷àëå 18 âåêîâ, êîãäà â òå÷åíèå ïî÷òè 50 ëåò ïÿòåí íà Ñîëíöå ïðàêòè-
÷åñêè íå áûëî. Ýòîò ïåðèîä íàçûâàþò ìèíèìóìîì Ìàóíäåðà. Äðóãîå çà-
ìåòíîå îñëàáëåíèå ñîëíå÷íîé àêòèâíîñòè èìåëî ìåñòî â íà÷àëå XIX âåêà è
íàçûâàåòñÿ ìèíèìóìîì Äàëüòîíà.
×òî íîâîãî ìîãóò äàòü âåéâëåòû â èçó÷åíèè çàïèñè ÷èñëà ñîëíå÷íûõ
ïÿòåí, åñëè ó÷åñòü, ÷òî ñîòíè ëþäåé óæå àíàëèçèðîâàëè ýòîò ñèãíàë ñàìû-
ìè ðàçíûìè ìåòîäàìè? Äëÿ îòâåòà íà ýòîò âîïñ îápàòèìñÿ ê påçóëüòàòàì
pàáîò
14
è
15
.
Âåéâëåò-ïðåäñòàâëåíèå ïðîåêòèðóåò îäíîìåðíûé ñèãíàë (êîòîðûé
áûë ôóíêöèåé òîëüêî âðåìåíè) íà ïëîñêîñòü âðåìÿ - ÷àñòîòà è ïîçâîëÿåò
óâèäåòü èçìåíåíèå âî âðåìåíè ñïåêòðàëüíûõ ñâîéñòâ ñèãíàëà. Íà ðèñ.6.24
ïîêàçàí ìîäóëü âåéâëåò-ïðåîáðàçîâàíèÿ äàííûõ ñ ðèñ.6.23, ïîëó÷åííîãî ñ
ïîìîùüþ âåéâëåòà Ìîðëå. Íà âåéâëåò-ïëîñêîñòè îäèííàäöàòèëåòíåìó
öèêëó ñîîòâåòñòâóåò òåìíàÿ ãîðèçîíòàëüíàÿ ïîëîñà. Ïðè ýòîì íàïîìíèì,
÷òî èäåàëüíî ðîâíàÿ ãîðèçîíòàëüíàÿ ïîëîñà ñîîòâåòñòâîâàëà áû óñòîé÷è-
âîìó ïåðèîäè÷åñêîìó êîëåáàíèþ. Ìû âèäèì, ÷òî êðîìå îñíîâíîãî, îäèí-
íàäöàòèëåòíåãî êîëåáàíèÿ, â èññëåäóåìîé çàïèñè ïðèñóòñòâóåò åùå îäíà -
ïðèáëèçèòåëüíî 100-ëåòíÿÿ ïåðèîäè÷íîñòü. Îñîáåííî õîðîøî ýòè ïåðèî-
äè÷íîñòè âèäíû íà èíòåãðàëüíîì âåéâëåò-ñïåêòðå (êðèâàÿ b íà ðèñ.6.25).
Íà ýòîì æå ñóíêå äëÿ ñpàâíåíèÿ ïîêàçàí è ñïåêòp Ôópüå òîãî æå ñèãíàëà
(êðèâàÿ a), â êîòîpîì îäèííàäöàòèëåòíèé öèêë âûäåëÿåòñÿ íà ôîíå ñïëîø-
14
Frick P., Galyagin D., et al. Wavelet analysis of solar activity recorded by sunspot groups // Astronomy and
Astrophysics, 1997. Vol.328. P.670-681.
15
Nemes-Ribes E., Frick P. Et al. Wavelet analysis of Maunder minimum as recorded in Solar diameter data //
Comptes Rendues Acad.Sciences Paris, Serie IIb, 1995. V.321. P.525-532.
104



ñ óðîâíåì ñîëíå÷íîé àêòèâíîñòè. Ï åðâîå, ÷òî áðîñàåòñÿ â ãëàçà ïðè âçãëÿ-
äå íà ãðàôèê (ðèñ.6.23) ñîëíå÷íîé àêòèâíîñòè - ýòî ÷åðåäà ïèêîâ, êàæäûé
èç êîòîðûõ îõâàòûâàåò ïðèáëèçèòåëüíî 11 ëåò. Ýòî è åñòü çíàìåíèòûé
îäèííàäöàòèëåòíèé ñîëíå÷íûé öèêë, õàðàêòåðèçóþ ù èé ðàáîòó ñîëíå÷íîãî
äèíàìî - ìàãíèòîãèäðîäèíàìè÷åñêîãî ãåíåðàòîðà ïîëÿ. Ì îæíî, îäíàêî,
çàìåòèòü, ÷òî àìïëèòóäà öèêëîâ íåïðåðûâíî èçìåíÿåòñÿ, à âðåìåíàìè â ðà-
áîòå äèíàìî âîçíèêàþ ò ñáîè. Ñàìûé çàìåòíûé ñáîé èìåë ìåñòî â êîíöå
17 - íà÷àëå 18 âåêîâ, êîãäà â òå÷åíèå ïî÷òè 50 ëåò ïÿòåí íà Ñîëíöå ïðàêòè-
÷åñêè íå áûëî. Ýòîò ïåðèîä íàçûâàþò ìèíèìóìîì Ì àóíäåðà. Äðóãîå çà-
ìåòíîå îñëàáëåíèå ñîëíå÷íîé àêòèâíîñòè èìåëî ìåñòî â íà÷àëå XIX âåêà è
íàçûâàåòñÿìèíèìóìîì Äàëüòîíà.




      ×òî íîâîãî ìîãóò äàòü âåéâëåòû â èçó÷åíèè çàïèñè ÷èñëà ñîëíå÷íûõ
ïÿòåí, åñëè ó÷åñòü, ÷òî ñîòíè ëþ äåé óæå àíàëèçèðîâàëè ýòîò ñèãíàë ñàìû-
ìè ðàçíûìè ìåòîäàìè? Äëÿ îòâåòà íà ýòîò âîïpîñ îápàòèìñÿ ê påçóëüòàòàì
pàáîò 14 è 15.
      Âåéâëåò-ïðåäñòàâëåíèå ïðîåêòèðóåò îäíîìåðíûé ñèãíàë (êîòîðûé
áûë ôóíêöèåé òîëüêî âðåìåíè) íà ïëîñêîñòü âðåìÿ - ÷àñòîòà è ïîçâîëÿåò
óâèäåòü èçìåíåíèå âî âðåìåíè ñïåêòðàëüíûõ ñâîéñòâ ñèãíàëà. Í à ðèñ.6.24
ïîêàçàí ìîäóëü âåéâëåò-ïðåîáðàçîâàíèÿ äàííûõ ñ ðèñ.6.23, ïîëó÷åííîãî ñ
ïîìîù üþ âåéâëåòà Ì îðëå. Í à âåéâëåò-ïëîñêîñòè îäèííàäöàòèëåòíåìó
öèêëó ñîîòâåòñòâóåò òåìíàÿ ãîðèçîíòàëüíàÿ ïîëîñà. Ï ðè ýòîì íàïîìíèì,
÷òî èäåàëüíî ðîâíàÿ ãîðèçîíòàëüíàÿ ïîëîñà ñîîòâåòñòâîâàëà áû óñòîé÷è-
âîìó ïåðèîäè÷åñêîìó êîëåáàíèþ . Ì û âèäèì, ÷òî êðîìå îñíîâíîãî, îäèí-
íàäöàòèëåòíåãî êîëåáàíèÿ, â èññëåäóåìîé çàïèñè ïðèñóòñòâóåò åù å îäíà -
ïðèáëèçèòåëüíî 100-ëåòíÿÿ ïåðèîäè÷íîñòü. Îñîáåííî õîðîø î ýòè ïåðèî-
äè÷íîñòè âèäíû íà èíòåãðàëüíîì âåéâëåò-ñïåêòðå (êðèâàÿ b íà ðèñ.6.25).
Í à ýòîì æåpèñóíêå äëÿ ñpàâíåíèÿ ïîêàçàí è ñïåêòp Ô ópüå òîãî æåñèãíàëà
(êðèâàÿ a), â êîòîpîì îäèííàäöàòèëåòíèé öèêë âûäåëÿåòñÿ íà ôîíå ñïëîø -
14
   Frick P., Galyagin D., et al. Wavelet analysis of solar activity recorded by sunspot groups // Astronomy and
Astrophysics, 1997. Vol.328. P.670-681.
15
   Nemes-Ribes E., Frick P. Et al. Wavelet analysis of Maunder minimum as recorded in Solar diameter data //
Comptes Rendues Acad.Sciences Paris, Serie IIb, 1995. V.321. P.525-532.