Archivi giornalieri: 24 Agosto 2010

Risposta del SIDC alla lettera pubblicata ieri, 23 agosto

Primo, grazie per il vostro profondo interesse riguardo il “sunspot index” (sunspot number, SN)).
Permettetemi di fornirvi risposte sintetiche alle vostre domande.
Trovate informazioni aggiuntive nell’articolo allegato che ho pubblicato molto di recente.

Proprio per questo, le scriviamo per esprimere tutta la nostra sorpresa ed i nostri dubbi riguardo i criteri di calcolo dei SN e riguardo i valori che leggiamo ogni giorno, confrontati con quanto possiamo vedere dal Continuum SOHO: ad esempio, il SN=4 attribuito, il 20 agosto, ad un Sole che sinceramente ci è apparso senza macchie, oppure il SN=33 del giorno 16 agosto, con un Sole che presentava poche micromacchie.

Prego notate che lo strumento MDI ha una risoluzione spaziale relativamente limitata (1Kx1K CCD), e perde molte piccole macchie che sono facilmente rilevate tramite l’osservazione visuale con un piccolo telescopio amatoriale. Così, sebbene operi nello spazio, MDI non è un buon riferimento per il conteggio delle macchie.

Qui a Bruxelles, per le nostre attività quotidiane, utilizziamo principalmente le immagini rilevate da terra delle nostre stazioni (USET, Uccle) o di Kanzelhöhe o Catania, invece delle immagini SoHO e MDI images. Ricordate anche che le osservazioni visuali catturano le macchie in un modo differente rispetto alle immagini CCD (Charge Coupled Device – rivelatore di luce elettronico).
Fino a poco tempo fa, le osservazioni visuali era migliori delle immagini CCD.
Solo con i CCD recenti, con risoluzione maggiore di 4 Mpixel e tecniche in tempo reale di selezione delle immagini, è diventato possibile uguagliare e talvolta superare le osservazioni visuali.

Nello spazio, le immagini dalle nuove missioni SDO e PICARD, lanciate molto di recente, saranno tra le migliori disponibili negli anni a venire.
“Crediamo sarebbe molto utile, per noi e per tutti gli appassionati della materia, se lei potesse fornirci qualche informazione riguardo

1) i criteri di calcolo del sunspot number, in particolare il fattore di correzione (K) utilizzato;”

Sebbene io non comprenda che cosa intendete per criteri, consentitemi di spiegare schematicamente l’intero processo: l’indice Ri è basato su statistiche globali su una rete di circa 80 stazioni, distribuite in tutto il mondo.
L’indice è generalmente la media semplice di tutti i numeri di Wolf giornalieri, provenienti da tutte le stazioni.

La dispersione di tali valori è tracciata (deviazione standard) e gli “outlier” (valori molto lontani dalla media) isolati (errori, cattive condizioni di osservazione) sono rilevati e scartati efficientemente, poichè possiamo contare su una base tipicamente di 40 valori indipendenti ogni giorno.

Ciascuna stazione viene tracciata nel tempo individualmente, e il rapporto medio tra la stazione e l’intera rete di stazioni viene computato ogni mese, fornendo il coefficiente K di scala della stazione. Questo coefficiente tiene conto dei differenti strumenti e condizioni di osservazione degli osservatori, così come effetti stagionali (valori di K mensili). Qualunque deviazione di una stazione può essere prontamente identificato, così la deviazione non influenza molte o tutte le stazioni della rete.

Una ulteriore protezione contro deviazioni secolari è quella di utilizzare una stazione pilota, attualmente Locarno (stazione base della rete originale di Zurigo).

L’Ri di rete è paragonato con il valore di Locarno, che beneficia di una costanza di lungo termine (stesso strumento, stesso sito ed anche stesso osservatore negli ultimi 50 anni). Anche in questo caso, ogni deviazione che influenzi la rete o la stazione di Locarno non sarà la stessa per entrambe e condurrà ad una discrepanza. Ciò comunque non è stato mai rilevato.
Infine, notate che il valore Ri risultante è moltiplicato di un fattore costante 0,6. Questo valore fu applicato a Zurigo per i valori recenti di Ri, per ricondurli alla medesima scala rispetto ai valori precedenti, da parte di Rudolph Wolf. Si tratta di una convenzione che ha evitato il completo ricalcolo dei valori precedenti (un’attività lunga e noiosa a ritroso nel 19° secolo).

Così. Quando osservate una singola macchia (Wolf=11), non siate sorpresi di vedere che Ri sia invece pari a 7.
2) i nomi degli osservatori i cui dati sono utilizzati per calcolare i sunspot number, oltre a Catania e Locarno;

In questo momento non ho con me la lista degli osservatori, ma ricordate che all’incirca sono 80 (1/3 professionali e 2/3 amatoriali) sparsi nel mondo.

Dunque, ogni stazione individuale non può costituire in se’ una grande differenza e deviare Ri in caso di errore. In più, le stazioni di osservazione devono qualificarsi prima di essere inserite nella computazione di Ri. Per prima cosa, richiediamo che ci forniscano valori per più del 30% dei giorni e sistematicamente ogni mese (non sono accettati osservatori occasionali non addestrati). Valutiamo anche la stabilità della stazione rispetto all’intera rete per un anno intero prima che la stazione sia incorporata nel calcolo del Ri.
3) i criteri di calcolo del sunspot number in presenza di “pore”, ovvero se siano o meno gli stessi utilizzati per le macchie solari;
Le definizioni di “pore” variano persino tra i diversi studiosi. Per il conteggio di Ri, dobbiamo essere coerenti con le osservazioni fatte nel lontano passato e così, il criterio “pore-sunspot” è considerato puramente empirico e dipendente dalla acutezza e percezione di ciascun osservatore

Questo confine variabile, legato primariamente alla risoluzione dell’immagine, è così tradotto nel coefficiente K di ciascuna stazione (scala) e nella dispersione giornaliera tra tutte le stazioni (rumore).

Notate che molti altri fattori giocano un ruolo in questa dispersione. Per esempio, piccole macchie o pore hanno sempre una breve durata, pari a poche ore. Non appena ciascuna stazione effettua le proprie osservazioni in un momento differente nell’intervallo di 24 ore (Ri è così una media temporale sulle 24 ore), alcune stazioni vedranno una macchia mentre altre non la vedranno e così sono entrambe corrette!

4) infine, in che modo sia possibile paragonare i sunspot number calcolati dal SIDC di recente (durante l’ultimo minimo e durante l’attuale ciclo 24) con i SN calcolati 50, 100, 200 anni fa e se il SIDC intenda procedere con tali paragoni nel prossimo futuro: è infatti ben noto il problema della continuità del calcolo dei SN moderni rispetto a quello del passato, dovuto alla maggiore risoluzione degli strumenti utilizzati per l’osservazione delle macchie solari.

Veramente, quando si considerano osservazioni prima del 19° secolo, la scala è meno accurata (strumenti meno avanzati ma anche osservazioni più rade da parte di meno osservatori), D’altra parte, negli ultimi 125 anni, l’indice delle macchie è abbastanza ben validato (varie altre serie di osservazioni solari consentono di controllare ogni deviazione, molti osservatori simultanei)

La ricerca continua in quel campo e i dati storici sono ripristinati ed aiutano a migliorare le ricostruzioni passate (forse qui si riferisce alla ricostruzione del sunspot number prima del 1849)
Un buon esempio è il sunspot number di gruppo (Group sunspot number) stabilito da Hoyt e Schatten, che consentiva di verificare una buona stabilità, pari al 5% di Ri sugli ultimi 125 anni,
che cresce fino al massimo al 25% andando ancora più indietro nel tempo.
Ciò accade in quanto, per i secoli passati, accanto al Ri, molti studiosi utilizzano ora il numero di Gruppo, più rozzo ma più stabile, integrato dal (più indiretto) indice aa, indice di attività geomagnetica.

Noi crediamo che una risposta ufficiale da parte sua possa incrementare ulteriormente il prestigio del SIDC. Per questo, la ringraziamo in anticipo per la risposta che vorrà fornire a noi ed a tutti gli altri appassionati di questa bella scienza.

Bene! Questa è la nostra risposta
Il documento allegato, che risulta da un invito ad un incontro internazionale, fornisce già una discreta e completa visione dell’eredità e dei metodi riguardanti l’Ri, ma lo spazio nella pagina era limitato. Così, molte di queste informazioni troveranno posto nelle nostre pagine web in futuro.

(NB: potete utilizzare il materiale dell’articolo, ma non dimenticato di includere una citazione delle fonte)
Restate sintonizzati! E congratulazioni per il vostro forte interesse nelle osservazioni solari
Frédéric Clette

SIDC – Brussels