Анализ нерегулярного поведения солнечного цикла магнитной активности

Аннотация

Численно исследовано нерегулярное поведение нелинейной модели солнечного динамо с алгебраическим подавлением $\alpha$-эффекта и динамической обратной связью через токовую спиральность мелкомасштабного магнитного поля. Устойчивое вычисление функций подавления обеспечивается использованием асимптотических разложений, устраняющих потерю значащих цифр при вычитании близких величин. Выполнено параметрическое исследование влияния динамо-числа и вклада магнитной составляющей $\alpha$-эффекта на статистические и спектральные характеристики циклов. По длительным временным рядам энергии дипольной составляющей тороидального поля определены распределения амплитуд, периодов и фазовых отклонений максимумов. Показано, что собственная динамика модели создает нерегулярную модуляцию без внешнего случайного воздействия при сохранении выраженной цикличности. Усложнение ее поведения сопровождается появлением широкополосной составляющей в спектрах энергии и токовой спиральности. Сравнением с числом солнечных пятен продемонстрировано, что сходство отдельных последовательностей циклов не гарантирует соответствия их статистических распределений: при наибольшем из рассмотренных модуле динамо-числа относительный разброс периодов и амплитуд превышает наблюдаемый. Интерпретация различий требует учета малой наблюдательной выборки и связи магнитной энергии с индексом активности. Исследована устойчивость статистических оценок при увеличении числа анализируемых циклов. В контрольном режиме распределения стабилизируются, а локальная концентрация фаз ослабевает. Разброс гистограмм в последовательных блоках убывает приблизительно обратно пропорционально квадратному корню из числа циклов. Показана необходимость длительного интегрирования для достоверной оценки изменчивости циклов и фазовой упорядоченности.