09.01.2018

Ученые предложили новый метод предсказания космической погоды

Ученые из Сколтеха, Грацского университета имени Карла и Франца и Королевской обсерватории Бельгии разработали метод, который позволяет заблаговременно прогнозировать силу 11-летнего цикла солнечной активности. Полученные результаты могут помочь в понимании процессов генерации магнитных полей на Солнце, оказывающих прямое влияние на наше здоровье и работу различных приборов.

После изобретения телескопа астрономы Галилео Галилей, Томас Хэрриот, Кристоф Шейнер и Ян Фабрициус независимо обнаружили, что на диске Солнца появляются пятна. Однако потребовалось почти 250 лет, чтобы понять, что поведение Солнца подчиняется определенному расписанию с периодом в 11 лет. Одиннадцатилетнюю периодичность солнечной активности случайно открыл в XIX веке немецкий аптекарь Генрих Швабе. Он увлекался астрономией и с помощью любительского телескопа стремился обнаружить гипотетическую малую планету внутри орбиты Меркурия. Планету он так и не нашёл, но благодаря систематическим наблюдениям открыл циклы солнечной активности. Сейчас такие наблюдения за солнечными пятнами проводятся два раза в день на протяжении всего года обсерваториями по всему миру и прогнозирование 11-летнего солнечного цикла имеет первостепенное значение во многих областях человеческой деятельности в космосе и на Земле.

Выдающийся русский ученый Александр Чижевский в начале XX века предложил идею о космической погоде и заложил основу для возникновения новой отрасли науки, исследующей солнечно-земные взаимосвязи. Он говорил, что Земля постоянно находится в объятиях Солнца. И настроение Солнца передается Земле через эти объятия. Из солнечной короны, атмосферы Солнца, постоянно истекает солнечный ветер, поток заряженных частиц, который обдувает Землю и другие планеты солнечной системы. Солнечный ветер переносит в себе энергию Солнца, растягивает и уносит с собой солнечное магнитное поле в космическое пространство. В итоге вся солнечная система заполняется солнечным ветром и солнечным магнитным полем. А поскольку Солнце вращается, то магнитное поле в межпланетном пространстве приобретает форму волнистых спиральных складок наподобие многослойной юбки балерины. А Земля и все планеты солнечной системы обитают в этих складках.

Прогнозы активных событий на Солнце людям так или иначе приходиться учитывать в своих повседневных планах. Перевод спутника в безопасный режим во время активных событий на Солнце может предотвратить нарушение работы солнечных батарей и ключевых систем спутников. Космическая погода является угрозой космонавтам, находящимся в открытом космосе, подверженным значительному облучению, превышающему порог лучевой болезни. Активные события на Солнце могут приводить к помехам в распространении радиосигналов. Космическая погода оказывает влияние на дозы радиации, которые получают пилоты и пассажиры, особенно при трансполярных перелетах. Своевременное прогнозирование космической погоды имеет большое значение для авиации и защиты целого ряда наземных технических систем, для полета человека в космос, запусков научных и коммерческих спутников.

Солнечный цикл начинается с зарождения пятен на полюсах, с развитием цикла появляется все больше пятен, которые движутся с полюсов к экватору Солнца. В минимуме солнечной активности, когда пятна на Солнце практически отсутствуют, магнитное поле Солнца выглядит как обычный магнит, с круговыми магнитными линиями и двумя полюсами. Поскольку экватор Солнца вращается быстрее, чем полюса, то во время вращения Солнца магнитное поле как бы запутывается, как клубок ниток. По мере приближения к максимуму солнечной активности привычное магнитное поле с двумя полюсами превращается во множество локальных магнитных полей на поверхности Солнца, в атмосфере Солнца выдвигаются перепутанные петли, которые содержат в себе солнечное вещество, и они могут выброситься в виде вспышек и корональных выбросов масс и достичь Земли. Следовательно, в максимуме солнечной активности количество активных событий на Солнце существенно увеличивается. С другой стороны, на пике своей активности магнитное поле Солнца настолько сильное, что выметает галактические космические лучи из нашей солнечной системы, которые представляют большую опасность для технологических систем в космосе. Каждые 11 лет полюса Солнца меняются местами, южный оказывается на месте северного, и наоборот. Это сложный процесс, который до конца не изучен, и модель солнечного динамо является одной из наиболее сложных нелинейных задач математической физики.

Каждому солнечному циклу для удобства присваивается номер, например, сейчас мы приближаемся к минимуму 24 цикла солнечной активности. Задача ученых спрогнозировать силу следующего 25 цикла солнечной активности как можно раньше. Ученые из Сколтеха, Грацского университета имени Карла и Франца и Королевской обсерватории Бельгии разработали метод, который позволяет выполнить прогноз силы следующего 11-лентнего цикла очень рано, а именно на этапе максимума текущего солнечного цикла. Это означает, что текущий солнечный цикл на этапе своего пика, когда происходит переполюсовка магнитного поля Солнца, уже несет в себе знание о силе будущего 11-летнего цикла. Данные открытия могут помочь в изучении механизма действия солнечного динамо. Анализ показал, что краткосрочные вариации солнечной активности в фазе падения цикла связаны с силой следующего цикла. Внезапные скачки активности в падающей фазе и замедление скорости падения относительного числа солнечных пятен свидетельствует о наличии активности, которая проявляется в большей амплитуде следующего цикла по сравнению с текущим циклом. В данном исследовании предлагается новый и робастный метод для количественной оценки краткосрочных вариаций солнечной активности уже на этапе максимума текущего солнечного цикла, в начале фазы падения, и формируется значимый индикатор для прогнозирования силы следующего цикла.

Согласно прогнозу, будущая солнечная активность будет низкой и сила следующего 25-го цикла солнечной активности будет еще меньше, чем сила текущего цикла 24-го цикла солнечной активности. Результаты исследования опубликованы в журнале Астрофизики (The Astrophysical Journal).

«Космическая погода — это наука будущего, то, что нас всех объединяет, делает нашу жизнь лучше, позволяет заботится о нашей планете. Это следующий шаг в освоении космоса. И какие бы не бушевали бури, мы желаем вам хорошей космической погоды!» — говорит первый автор исследования, профессор Сколтеха, Татьяна Подладчикова.

27.05.2020
Причина жесткости куриного мяса

Делавэрский университет обнаружил, что липопротеин липаза может вызывать жесткость куриного мяса. Липаза — это фермент, играющий ключевую роль в метаболизме…

19.04.2020
Гены бактерий позволили растениям переместиться на землю

Университет провинции Альберта (Канада) провел международное исследование совместно с учеными из Китая, Франции, Германии и России, чтобы понять, как растения…

10.04.2020
Истощенные сельхозземли могут вернуться в оборот

Низкопродуктивные сельскохозяйственные земли могут быть трансформированы в миллионы гектаров резервных полей в мире, согласно исследованию Университета…

04.04.2020
Раскрыт ключевой компонент фотосинтеза

Исследование Шеффилдского университета (Великобритания) раскрыло структуру цитохрома b6f. Этот белок оказывает значительное влияние на развитие растения…

20.02.2020
Первый сорт красного шпината

Центр сельскохозяйственных исследований Минсельхоза США (ARS USDA) выпустил для коммерческого использования первый в мире сорт по-настоящему красного шпината,…

01.02.2020
Меркурий стал причиной цифрового коллапса продовольственной системы

В ночь с 31 на 1 февраля 2020 года аварийно прекратила работу государственная информационная система «Меркурий», разработанная ФГБУ «ВНИИЗЖ»

12.12.2019
Учёные избавят крестоцветные от горечи

Многие сорта брокколи, горчицы и капусты имеют особый и острый вкус. Некоторые считают эту особенность семейства капустных их сильной стороной. Но даже…

10.11.2019
В Нью-Йорке начали выдавать рецепты на фрукты и овощи

Примерно каждый второй пациент, посещающий аптеку Dyckman Pharmacy в нью-йоркском районе Инвуд, покупает рецептурные лекарства от высокого давления. Но…

15.10.2019
Солнечные панели полезны и для урожая, и для экологии

Опубликованное в журнале Nature Sustainability новое исследование приводит первые научные доказательства, собранные с полей после многолетних опытов, пользы…

Выставка АГРОСАЛОН 2018
01.09.2018
Выставка АГРОСАЛОН 2018
Дата проведения: с 09 10 2018 по 12 10 2018
Место проведения: Международный выставочный центр «Крокус экспо», Москва, Россия
Выставка АГРОПРОДМАШ-2018
01.09.2018
Выставка АГРОПРОДМАШ-2018
Дата проведения: с 08 10 2018 по 12 10 2018
Место проведения: АО «ЭКСПОЦЕНТР» - международные выставки, выставочная компания, 123100, Москва, Краснопресненская наб., 14
Выставка «ВолгоградАГРО» — техника и технологии!
28.04.2017
Выставка «ВолгоградАГРО» — техника и технологии!
Дата проведения: 02 11 2017
Место проведения: г. Волгоград, пр. Ленина 65 А
Выставка «Интерагромаш»
28.04.2017
Выставка «Интерагромаш»
Дата проведения: 01 03 2017
Место проведения: Ростов-на-Дону
Выставка «РосЭкспоКрым. Импортозамещение. Продовольствие. Промышленность»
28.04.2017
Выставка «РосЭкспоКрым. Импортозамещение. Продовольствие. Промышленность»
Дата проведения: 02 06 2017
Место проведения: Крым
Дальневосточный день поля 2018
02.09.2018
Дальневосточный день поля 2018
Дата проведения: с 03 09 2018 по 05 09 2018
Место проведения: г.Уссурийск Приморский НИИСХ
Всероссийский день поля 2018
02.09.2018
Всероссийский день поля 2018
Дата проведения: с 05 07 2018 по 07 07 2018
Место проведения: Россия, Липецкая обл., Липецкий район, с. Бруслановка (рядом с с. Плоская Кузьминка)
День Донского поля 2017
28.04.2017
День Донского поля 2017
Дата проведения: 15 06 2017
Место проведения: Ростовская обл, Зерноградский р-он, г. Зерноград, ВНИИ зерновых культур им. И.Г. Калиненко
День сибирского поля 2017
28.04.2017
День сибирского поля 2017
Дата проведения: 21 06 2017
Место проведения: Сибирский агропарк в Павловском районе
День поля юга России 2017
27.04.2017
День поля юга России 2017
Дата проведения: 11 08 2017
Место проведения: Краснодарский край, Усть-Лабинский район, ст. Ладожская, ККЗ
Агротехника-2020 - пост-релиз семинара
08.03.2020
Агротехника-2020 — пост-релиз семинара
Дата проведения: 05 03 2020
Место проведения: г. Москва, ул. Большая академическая, д. 44, корп. 4. (учебный корпус № 29), ауд. 240 (2 этаж)
Агротехника - 2020
20.01.2020
Агротехника — 2020
Дата проведения: 05 03 2020
Место проведения: г. Москва, ул. Большая академическая, д. 44, корп. 4. (учебный корпус № 29), ауд. 240 (2 этаж)
Агротехника-2019 - пост-релиз семинара
01.03.2019
Агротехника-2019 — пост-релиз семинара
Дата проведения: 28 02 2019
Место проведения: г. Москва, ул. Большая академическая, д. 44, корп. 1. РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, учебный корпус № 29, ауд. 240 (2 этаж)
Агротехника-2019 - международный учебно-практический семинар
25.02.2019
Агротехника-2019 — международный учебно-практический семинар
Дата проведения: 28 02 2019
Место проведения: г. Москва, ул. Большая академическая, д. 44, корп. 1. РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, учебный корпус № 29, ауд. 240 (2 этаж)
Семинар «Электронная ветеринарная сертификация – итоги внедрения и практические вопросы»
18.06.2018
Семинар «Электронная ветеринарная сертификация – итоги внедрения и практические вопросы»
Дата проведения: 20 07 2018
Место проведения: г.Москва, ул.Вучетича, 32, Парк-отель «Шереметьевский»
31-я сессия Региональной конференции ФАО для Европы
07.05.2018
31-я сессия Региональной конференции ФАО для Европы
Дата проведения: с 15 05 2018 по 18 05 2018
Место проведения: г. Воронеж