Sunčev ciklus ili Sunčev ciklus magnetske aktivnosti, je povremena promjena količine Sunčevog zračenja, koje dođe do Zemlje. To je ciklus, u prosjeku svakih 11 godina, a Sunčevo zračenje se promjeni za 0,1 % (vrijednost Sunčeve konstante je 1365 - 1367 W/m2). Promjena Sunčevog ciklusa je povezan sa promjenom broja i jačinom Sunčevih pjega, ali i ostalih Sunčevih aktivnosti:
- promjena sastava Sunčeve atmosfere, korone i Sunčevog vjetra
- promjena Sunčevog zračenja (1366 W/m2 na Zemlji)
- promjena kratkovalnog Sunčevog zračenja, od ultraljubičastog zračenja prema X-zrakama
- promjena učestalosti pojavljivanja Sunčevih baklji, koronalnog izbačaja masa i ostalih eruptivnih pojava
- promjena toka visokoenergetskog kozmičkog zračenja koja dolazi do Sunčevog sustava
Povijesne činjenice
Sunčev ciklus je otkrio 1843. Samuel Heinrich Schwabe, njemački astronom, nakon 17 godina istraživanja, bilježeći broj Sunčevih pjega. Rudolf Wolf, švicarski astronom, bavio se Sunčevim ciklusom u 17. i 18. stoljeću, tako da imamo praćenje broja Sunčevih pjega od 1745. godine do danas. Tako danas imamo 28 Sunčevih ciklusa u 309 godina, što daje prosjek od 11 godina. Najkraći je bio 9 godina, a najduži 14 godina. Sunčev ciklus od 1755. do 1766. dobio je redni broj 1, a danas smo u Sunčevom ciklusu broj 24. Za vrijeme Maunderovog minimuma, od 1645. do 1715., broj Sunčevih pjega bio je vrlo mali, i podudarao za s vrlo hladnim periodom vremena, pa se to doba i zove Malo ledeno doba.
Točka najvećih aktivnosti Sunčevih pjega se naziva Sunčev maksimum, dok točka najmanjih Sunčevih aktivnosti Sunčevih pjega naziva se Sunčev minimum. U početku Sunčevog ciklusa, Sunčeve se pjege pojavljuju na 30º do 45º sjevernih i južnih zemljopisnih širina Sunca, zatim se spuštaju prema ekvatoru, do prosječno 15 º kod Sunčevog maksimuma, a nakon toga se spušta do 7 º zemljopisnih širina – i to se naziva Spörerov zakon.
Godine 1908. George Ellery Hale pokazao je jaku povezanost Sunčevih pjega s magnetskim poljem Sunca. Ali još uvijek traju znanstvene rasprave što bi mogao biti uzrok Sunčevog ciklusa. Neki predlažu da je to zbog plimne sile plinovitih divova Jupitera i Saturna,[1] [2] drugi da je zbog Sunčevog inercijalnog kretanja,[3][4] treći da je to zbog Sunčevih mlaznih strujnica i torzionih oscilacija itd.
Utjecaj Sunčevog ciklusa
Sunčevo magnetsko polje utječe na atmosferu i vanjske slojeve Sunca, sve do korone i Sunčevog vjetra i to nazivamo Sunčeve aktivnosti.
Površinski magnetizam
Sunčeve pjege postoje nekoliko dana do nekoliko mjeseci. Na kraju se raspadnu i magnetski tok predaju u fotosferu. Zapaženo je da Sunčevo magnetsko polje mijenja polove za vrijeme Sunčevog maksimuma i dostiže vršne vrijednosti za vrijeme Sunčevog minimuma. Sunčeve pjege, s druge strane nastaju zbog jakog prstenastog magnetskog polja u unutrašnjosti Sunca.
Sunčevo zračenje
Ukupno Sunčevo zračenje je količina energije Sunčevog zračenja, koje ulazi u gornju Zemljinu atmosferu. Ona se nije mogla mjeriti sve do postavljanja satelita u Zemljinu orbitu 1978. Rezultati su pokazali da prosječna vrijednost Sunčevog zračenja je 1366 W/m2 (Sunčeva konstanta) i da se mijenja u toku Sunčevog ciklusa 0,1 %.[5] Promjena Sunčevog zračenja je vrlo mala, ali se ipak može zapaziti na Zemlji. [6]
Kratkovalno Sunčevo zračenje
Gornji slojevi Sunčeve atmosfere, kromosfera i korona, zrače ekstremno ultraljubičasto zračenje i rendgensko zračenje (X-zrake). Budući da gornji slojevi Sunčeve atmosfere nisu ravnomjerno raspoređeni i znatno ovise o promjenama magnetskog polja, tako i količina kratkovalnog Sunčevog zračenja ovisi o Sunčevom ciklusu, što znači da je u vrijeme Sunčevog maksimuma i to zračenje veće, a to ima znatan utjecaj na povećanu temperaturu i električnu vodljivost ionosfere.
Sunčevi radio valovi
Sunčevi centimetarski radio valovi nastaju uglavnom zbog koronalne plazme, koja je uhvaćena u magnetsko polje, iznad aktivnih područja Sunca. Indeks F10,7 je mjera Sunčevog radio toka s valnom duljinom 10,7 cm i prestavlja izvrsni pokazatelj stupnja Sunčeve aktivnosti. [7]
Geomagnetske oluje
Učestalost pojava koronalnog izbačaja masa i Sunčevih baklji je jako povezana sa Sunčevim ciklusom. Sunčeve baklje su 50 puta učestalije u vrijeme Sunčevog maksimuma. Koronalni izbačaji masa pojavljuju se par puta na dan za vrijeme Sunčevog maksimuma, dok se za vrijeme Sunčevog minimuma jedan može primijetiti u par dana. Veličina tih pojava ne ovisi o Sunčevom ciklusu.
Kozmičke zrake
U vrijeme Sunčevog maksimuma je povećana količina Sunčeve plazme u Zemljinoj magnetosferi, tako da se količina kozmičkih zraka u to vrijeme smanjuje na površini Zemlje.
Utjecaj na Zemlju
Količina UVB ultraljubičastog zračenja se mijenja u toku Sunčevog ciklusa za 4 puta, zbog promjene zaštitnog ozonskog omotača iznad Zemlje. U stratosferi je prisutno stalno razdvajanje molekula kisika O2 i stvaranje ozona. Za vrijeme Sunčevog minimuma, smanjenje ultraljubičastog zračenja vodi do smanjenja količine ozona, a time je i količina UVB zraka 4 puta veća na površini Zemlje. [8]
Izvori
- ↑ H. Schwentek and W. Elling: "A possible relationship between spectral bands in sunspot number and the space-time organization of our planetary system", Solar Physics, 1984. [1]
- ↑ Attila Grandpierre: "On the origin of solar cycle periodicity", journal = Astrophysics and Space Science, 2004., [2]
- ↑ I. Charvatova. "Can origin of the 2400-year cycle of solar activity be caused by solar inertial motion?". Ann. Geophysicae. http://www.ann-geophys.net/18/399/2000/angeo-18-399-2000.pdf
- ↑ [3]
- ↑ Willson R.C., Hudson H.S.: "The Sun's luminosity over a complete solar cycle", journal:Nature, (1991) [4]
- ↑ [5] "Labitske, Eleven-year solar cycle variations in the atmosphere: observations, mechanisms and models@ journal:The Holocene, 2003.
- ↑ Tapping, K.F.: "Recent solar radio astronomy at centimeter wavelength: the temporal variability of the 10.7-cm flux", journal: J. Geophys. Res., 1987.
- ↑ Consensus Development Conference Statement Sunlight, Ultraviolet Radiation, and the Skin, NIH, 1989