6 actieve zon

  • 14,597 views
Uploaded on

lezine Arnhem09-10-12

lezine Arnhem09-10-12

More in: Education
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
14,597
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
8

Actions

Shares
Downloads
16
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. De veranderlijke zonActieve gebieden; de dynamo; GroteEpisoden en de overgangen ertussen C. de Jager
  • 2. Een bol van 1,4 miljoen km diameter; 200 000 maal de aardmassa
  • 3. Zeer stabiele lichtbronMaar helderheid neemt langzaam toe: 0,15 % per miljoen jaren
  • 4. Zonnestraling neemt gestaag toe• Slechts 0,15% per miljoen jaren• Maar zo ontvangt de aarde wel steeds meer stralingsenergie en wordt ze gestaag warmer• Na 300 miljoen jaren is de gemiddelde aardtemperatuur ca. 50 graden Celsius• En na 600 miljoen jaar is dat 100 graden• Over 5 miljard jaar straalt de zon duizend maal feller dan nu het geval is
  • 5. En over 6 miljard jaar: wittedwerg in ‘planetaire nevel’
  • 6. Maar op korte termijn sterke veranderingen Actieve gebieden met zonnevlekken, vlammen, coronale massa emissies en meer …
  • 7. Zeer kortdurende veranderingen. Dezonnevlekken. Sterk geconcentreerde magneetvelden
  • 8. Meest in paren of grotere groepen• Magneetvelden met sterkten van de orde van 10.000 maal dat van de aardpolen• Tegengestelde magnetische polariteit van de leden van een groep• Leven uren tot dagen, soms weken en sporadisch nog langer• Komen voor in het equatoriale gebied onder breedten van ca. 40o
  • 9. hoefijzermagneten• Vlekken rijzen op uit de diepte – daar worden ze gevormd. Hoe?• Hun structuur is te vergelijken met die van een hoefijzermagneet• Magnetisch veld is gesloten. Het zet zich boven het zonsoppervlak voort (daar meestal onzichtbaar; ijl gas)• (een magnetisch veld is altijd gesloten)
  • 10. Vlekken zijn de kernen van de Actieve Gebieden
  • 11. Fakkelvelden in Actieve Gebieden• Fakkels zijn de heldere gebieden om vlekken die met de oprijzende magneetvelden meegesleurd worden• Zwakkere magneetvelden, enkele honderden Gauss• Hogere temperatuur dan omgeving. Ca. 10.000 K• Dus variabele bronnen van UV straling
  • 12. In actief gebied: zonnevlammen. Gemiddeld 1 – 10 perdag. Energie-uitstraling ca. miljard Hirosjima bommen
  • 13. Nabij en in Actieve Gebieden de Coronale Massa Emissies. Uitgestraald over breed gebied
  • 14. Ongeveer 1 – 6 per dag; per CMEevenveel energie als 1010 Hirosjimabommen
  • 15. Een Actief Gebied nabij de zonsrand. Lussen voerenelektrische stromen met sterkten tot 1012 Ampères.Lussen bijeen gehouden door magnetische velden
  • 16. Zonnevlam is een kortsluiting• Stroombogen met stroomsterkten tot 10 12 Ampères in Actieve Gebieden• Soms naderen twee bogen elkaar• Gevolg is toenemende en steeds snellere aantrekking• Ten slotte een gigantische kortsluiting
  • 17. Een tweede magnetische gebied ligt om de polen.Heldere vlekken, polaire fakkels, coronale gaten. Afbeelding is van boven een pool gezien
  • 18. Polaire en equatoriale magnetische velden• Totale magnetische fluxen polair en equatoriaal zijn ongeveer vergelijkbaar• Polaire velden hebben maximale sterkten tijdens minima van het equatoriale veld• En omgekeerd: maximaal equatoriaal veld tijdens minimale polaire magnetische flux• De exotische dans van de twee velden
  • 19. Veranderingen met de tijd De 11 jaarlijkse periode Andere periodiciteiten
  • 20. De ‘elfjaarlijkse´ vlekkenkromme
  • 21. De elfjaarlijkse Schwabe cyclus is veranderlijk. Ziehet Grote Minimum (1630-1710) het Daltonminimum (1800 -1830) en het Grote Maximum(1924-2008)
  • 22. Er zijn meer cycli• Na twee Schwabe cycli is de magnetische configuratie weer dezelfde. De Hale cyclus bestaat uit twee opvolgende Schwabe cycli• De Gleissberg cyclus duurt ca. 88 jaar maar de periode verandert met de tijd: gedurende enkele eeuwen was deze 50 tot 80 jaar, gedurende andere eeuwen 90 -140 jaar• De De Vries (Suess) cyclus van 205 jaar• De Hallstatt cyclus van ongeveer 2300 jaar
  • 23. De zonnedynamoDe exotische dans van de polaire en equatoriale magneetvelden
  • 24. VlinderdiagramEerste vlekken van nieuwe cyclus op hoge breedten
  • 25. Polaire activiteit vóór de equatorialeKennis van het polaire veld maakt voorspelling mogelijk
  • 26. Zo voorspellen we voor 2013een maximum vlekgetal van 62
  • 27. Het mechanismeZonsactiviteit is gezeteld in de tachoklijn
  • 28. De tachoklijn• Laag met dikte van ca. 30 000 km op diepte van ca. 200 000 km; dit is het gebied waar de convectie begint – op- en neerdalende bewegingen• Hierdoor ontstaan enorme wervels• Het zonnegas is op die diepte geïoniseerd (bestaat uit elektrisch geladen deeltjes. Dit geeft sterke elektrische wervelstromen• De magneetvelden die zo ontstaan worden geleidelijk versterkt door differentiële rotatie
  • 29. Differentiële rotatie versterkt demagneetvelden. Dit gebeurt in vele rotaties.
  • 30. Sterke velden hebben kleiner soortelijkgewicht. Delen ervan kunnen oprijzen.
  • 31. Breken los als veld groter dan ~ 80.000 Gauss.Na enkele maanden aan oppervlak – vlekkenpaar.
  • 32. Aan het eind van Schwabe cyclus:• Het equatoriale (toroïdale) veld breekt uiteen in vele kleinere lussen met geringer veldsterkte• Stijgen langzaam op wegens kleinere opstijgende krachten• Door de Coriolis kracht draaien ze ongeveer 90 o• Zo ontstaat aan de polen het polaire (poloïdale) veld, terwijl het equatoriale veld naar zijn minimum gaat – de Schwabe cyclus is voltooid
  • 33. ‘Proxies’ voor de twee velden Het magnetisme wordt pas gedurende niet langer dan een eeuw gemeten. Substituut daarvoor zijn de ‘proxies’ voor de twee velden
  • 34. 1. Vlekgetal is een proxy voor de toroidaleveldsterkte. Zie de enorme variatie met de tijd
  • 35. 2. Minimale sterkte van de geomagnetischeaa index is maat voor het poloidale veld
  • 36. 3. Kosmogenische radionucleiden zijn maat voorde hoeveelheid uitgestraald zonnemagnetisme.Zie de Grote Minima
  • 37. Extreme gevallen: De twee Grote Maxima (van de20e eeuw en van 110 eeuwen geleden)
  • 38. Recente overgangen tussenEpisodes vonden plaats in:• 1730 – ‘40: overgang van Groot Minimum (Maunder) naar Regelmatige Oscillaties• 1923: van Regelmatige Oscillaties naar Groot Maximum• 2009: overgang van Groot Maximum naar een andere Grote Episode• Dit weten we door bestudering van het Fase Diagram
  • 39. Het fasediagram Een grafiek waarin we de sterkte van hetequatoriale veld uitzetten tegen die van hetpolaire. Hulpmiddel bij het overzien van de overgangen tussen Grote Episodes
  • 40. Overgangen tussen Grote Episodes Zijn ze te voorspellen?
  • 41. Het fasediagram. In (bij) het TransitiePunt overgangen tussen Episodes
  • 42. Wat het fase diagram toont:• Er komt nieuwe Grote Episode• Regelmatige Oscillaties of Groot Minimum?• Onlangs gevonden: Grote Minima komen alleen voor wanneer Hallstratt oscillatie minimum is.• Hallstatt was minimaal tussen jaren 910 en 1930 – is nu weer positief
  • 43. Twee voorspellingen• Op grond Van het fasediagram verwachten wij (S. Duhau en CdeJ, 2011):• de komst van Regelmatige Oscillaties zoals tussen 1740 en 1924• En op grond van het polaire veld in de overgangsperiode verwachten wij (SD+CdJ, 2009) voor de nu lopende Schwabe cyclus• een laag zonnevlekken maximum in 2013,5: 62 ± 12
  • 44. Vergelijk deze verwachting met vorige cycli; dit lijktop het Dalton minimum (rond 1810)
  • 45. Dus : start de nieuwe Grote Episode met een Dalton-type minimum?Nog even wachten: dat weten we pas aanhet eind van de tegenwoordige Schwabe cyclus (ca. 2018)
  • 46. Ten slotte: Wonderlijk gedrag van dezonnedynamo tijdens en voor de recente Grote Overgang
  • 47. De zonnevlekken gordel schuiftlangzaam naar de evenaar
  • 48. Magnetisch veld van vlekkenwordt zwakker
  • 49. Een lang uitgerekt minimum sinds ca. 2005 (vgl.1982 met 2002). Rood: vlekken; roze: polair veld
  • 50. Een fascinerende periode Men zegt wel: de tachoklijn is in beginsel chaotisch en onvoorspelbaar. Is dat zo?
  • 51. De toekomst zal het leren !