CONOSCENZA BASE DEL SOLE 9c) ROTAZIONE E ATTIVITÀ: IL CICLO SOLARE.

L´attivitá nel Sole, le macchie, pori, facule, eruzioni ecc. si trovano intimamente legate con l´esistenza di regioni dove il campo magnetico é molto intenso. Questo campo ha origine sotto l´atmosfera, nell´interno di questa immensa massa di gas che gira atoorno a sé stassa creando elettroni e protoni i quali, animati dal movimento, danno origine ad una corrente elettrica che a sua volta induce un campo magnetico. Il Sole si comporta come se fosse una gigantesca dinamo.

La dinamo solare. Partendo da un campo poloidale limitato alle regioni polari (a), i segmenti di linea del campo situati all´equatore sono piú velocemente trascinati rispetto agli altri, risultando in un allungamento equatoriale e nell´apparizione di un campo toroidale (b). Si originano cosí campi molto concentrati, intensi e di aspetto opposto da un emisfero all´altro (c).

La rotazione del Sole, essendo differenziale (la regione equatoriale ruota piú velocemnete delle altre regioni) trasforma un campo magnetico poloidale (che va da un polo all´altro) poco intenso, ad un campo toroidale (parallelo all´equatore) molto intenso: la rapida rotazione all´equatore si mistura alle linee di forza formando linee magnetiche di elevata intensitá del campo. È in questo campo magnetico che si trova l´origine, per esempio, delle macchie, nella misura in cui inibisce la convenzione o l´apparizione di zone piú fredde nella superficie solare.

La rotazione differenziale e l´apparizione delle macchie solari. La rapida rotazione all´equatore miscela le linee di forza formando linee magnetiche di elevata intensitá di campo. Questo campo magnetico é all´origine delle macchie solari.

La dinamo solare sperimenta cambiamenti di regime periodici che si traducono in una variazione quasi regolare del numero delle macchie solari. Questa permuta tra minimi e massimi dell´attivitá caratterizza il CICLO SOLARE, che corrisponde ad un periodo di circa 11 anni (il periodo varia tra i 9 e i 12 anni e mezzo). La localizzazione dove le macchie sorgono nel disco solare varia anche con la fase in cui si trova il ciclo, apparendo a latitudini piú alte (piú vicine ai poli) all´inzio del ciclo, in quanto vicino alla fine la quasi totalitá delle macchie sorge vicino all´equatore.

Mínimo e mássimo della attivitá. Le figure mostrano l´aspetto del Sole tra le fasi di attivitá massima e di attivitá minima. Fonte: National Solar Observatory)

Il momento quando un grande numero di macchie si formano é detto MASSIMO SOLARE. L´intensiá nel massimo di ogni ciclo varia anche da ciclo a ciclo, esistendo epoche in cui l´attivitá é molto superiore, in contrasto con altre in cui quasi praticamente non si registrano fenomeni di attivitá nel Sole. Un esempio é il minimo di MAUNDER (periodo compreso tra il 1650 e il 1700) che corrisponde ad una fase in cui il Sole quasi non ebbe macchie durante vari cicli di attivitá, coincidendo con un abbassamento della temperatura media registrata in Europa nella stessa epoca.

Variazione della latitudine delle macchie solari e relazione con la fase del ciclo solare.

Le macchie appaiono normalmente associate in gruppi essendo legate tra loro dal campo magnetico. In ogni ciclo di 11 anni tutti i gruppi di macchie presentano un orientamento similare (per ogni emisfero) avendo sempre la macchia di ogni emisfero la stessa polaritá. Nella fase seguente, quando inizia il nuovo ciclo l´organizzazione delle polaritá é invertita. In questo modo torneremo alla stessa configurazione alla fine di 2 cicli consecutivi. Il ciclo completo quindi sará di circa 22 anni. Riassumendo, anche il numero di macchie varia con un periodo di circa 11 anni, la polaritá delle macchie si inverte alla fine di ognuno di questi periodi, per cui di fatto il ciclo magnetico completo dura 22 anni.

Il numero di macchie solari varia al lungo del tempo, oscillando tra un periodo di quasi assenza di macchie (minimo solare) ad un periodo con un elevato numero di macchie (massimo solare).

Il ciclo solare ha un effetto diretto su quello che succede nella superficie del Sole e colpisce tutto il sistema solare attaverso le differenti manifestazioni dell´attivitá che possono succedere dovuto alle macchie o fenomeni associati, come flares, prominenze e buchi coronali. In una fase piú attiva del ciclo solare il campo magnetico presenta piú e maggiori zone chiuse di campo, il che porta all´apparizione nella corona di piú regioni attive con temperature e densitá maggiori. Questo tipo di regioni é particolarmente visibile nelle immagini del Sole ai raggi X, perché le zone che emettono in questa lunghezza d´onda corrispondono precisamente a quelle dove si registra la maggiore temperatura. Queste zone sono il risultato diretto della struttura chiusa del campo magnetico associato all´attivitá nella superficie del Sole. È per questo motivo che l´aspetto della corona, vista durante una eclisse totale di Sole, é abbastanza differente, dipendendo dal momento in cui si osserva: la struttura presentata é molto distinta nel caso in cui il Sole sia in massimo o in un minimo del suo ciclo di attivitá. La struttura della corona diventa abbastanza piú ricca in altezza quando il Sole é piú attivo, essendo possibile identificare le zone del campo magnetico associate all´attivitá nella superficie, in quanto che nel minimo di attivitá l´aspetto é molto piú uniforme, corrispondendo ad una struttura piú semplice del campo magnetico.

Il Mínimo di Maunder. La figura mostra la variazione del número di macchie solari con il tempo. Tra circa il 1650 e 1700 praticamente non si registrarono presenze di macchie, difinendosi questo periodo come il Mínimo di Maunder. (Fonte: Harcourt,inc.)
Diagramma a farfalla. Il diagramma mostra la média diária dell´area della macchia per rotazione solare per ogni latitudine. Rivela anche la variazione del campo magnetico del Sole con il tempo e la reversione del campo con il periodo di 11 anni.

Gli effetti del ciclo solare possono anche essere sentiti sulla Terra e nel resto del Sistema Solare. Un esempio é il fatto che dei cambiamenti nella attivitá del Sole possono essere accompagnati da alterazioni nel vento solare, da cui la configurazione del campo elettromagnetico che circonda la Terra che puó esporre questa piú o meno all´effetto dei raggi cosmici. Quando questo succede, la produzione di carbonio -14 é alterata. Questo effetto puó essere misurato essendo possibile stabilre una correlazione tra questo isotopo e il ciclo solare.

Attivitá solare e alterazioni nella istruttura della corona. Le alterazioni nella intensitá e distribuzione del campo magnetico lungo il ciclo solare, evidenziata dal numero e distribuzione delle macchie, prominenze e filamenti, anche si riflettono nella struttura della corona.(Fonte: Yohkoh/NOAA/HAO)

Altro esempio sono le aurore boreali la cui intensitá e frequenza é superiore nelle epoche di maggiore attivitá solare.

Variazione nella concentrazione di C-14 presente negli alberi. La tendenza decrescente nella variazione di C-14 dopo la rivoluzione industriale si deve principalmente alla sua liberazione nei combustibili fossili come diossido di carbonio. Intanto anche altre variazioni qui visibili, riflettono alterazioni nel flusso di raggi cosmici.c
Macchie solari e aurore catalogate tra il 1868-1962

Anche la temperatura nella Terra puó subire cambiamenti come é giá successo nel periodo giá menzionato del Minimo di Maunder in cui avvenne una piccola era di ghiaccio che portó tutta l´Europa ad avere temperature inferiori al normale durante alcune decadi.

Temperature relative registrate dal 1000 al 2000

SAND-RIO

23 pensieri su “CONOSCENZA BASE DEL SOLE 9c) ROTAZIONE E ATTIVITÀ: IL CICLO SOLARE.

  1. In mattinata ho controllato il SF ed è fermo sugli 80 !?
    Quindi fatemi capire la 1106 è fronte Terra ma non “spruzza” un bel nulla??
    E’ già in decadenza ??
    Poi…controllando su Solarcycle si nota un gran-botto nell’emisfero sud??

    Cici cari..
    Chi mi fa il punto ??
    a voi la parola…
    😉
    Io ho già troppi vulcani per la testa!!
    P.S: Simon non ti dimenticare di me…ci siamo capiti ??
    😀

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  2. si michi, la prox sett…

    intanto anche se i satelliti nn aggiornano, una regione è comparsa nel sud emisfero ad una latitudine di 30 sud, aspettiamo i magnetogrammi per vedere che polarità ha…ci siamo capiti dell’eventuale importanza dlla cosa se fosse a polarit invertita a quella latitudine?

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  3. Michele :In mattinata ho controllato il SF ed è fermo sugli 80 !?Quindi fatemi capire la 1106 è fronte Terra ma non “spruzza” un bel nulla??E’ già in decadenza ??Poi…controllando su Solarcycle si nota un gran-botto nell’emisfero sud??
    Cici cari..Chi mi fa il punto ??a voi la parola…Io ho già troppi vulcani per la testa!!P.S: Simon non ti dimenticare di me…ci siamo capiti ??

    http://spaceweather.com/swpod2010/16sep10/ar1108.mpg?PHPSESSID=pb52roe1s2eacqs9jvf8umjqe1
    X Michele ciao

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  4. Occhio ragazzi all’emisfero sud….se quello nord sta già alla frutta(almeno secondo il mio parere), quello sud si appresta ad entrare nel suo max…e (forse) a grande sorpresa vi dico che sarà anche bello cattivello in rapporto a quello nord….

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  5. Riccardo :Occhio ragazzi all’emisfero sud….se quello nord sta già alla frutta(almeno secondo il mio parere), quello sud si appresta ad entrare nel suo max…e (forse) a grande sorpresa vi dico che sarà anche bello cattivello in rapporto a quello nord….

    Spero proprio di no! ciao

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  6. Nessun massimo per l’emisfero sud…in ritardo di più di un anno rispetto al nord…

    nn so cmq se avete notato la difficoltà del sole a produrre AR degne di nota nei 2 emisferi contemporanemanete…quando è più attivo quello nord (come accaduto fino ad una settimana fa) quellosud se ne stava a guardare, ora sembra essere viceversa…

    tutto ciò sta ad indicare una grande difficoltà della nostra stella a generare AR, l’energia magnetica a disposizion, per dirla in parole spicciole, deve essere proprio alla frutta…anche se per i prossimi iorni mi aspetto un sensibile aumento del solar flux…mese che era partito in sordina per la sua prima parte e si farà di più in questaultima seconda parte…

    simon

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  7. Infatti Simon ho specificato che si appresta ad entrare nel massimo non che è nel suo massimo….e poi non è detto che il ritardo sia di più di un anno….ti ricordo che a febbraio di quest’anno le AR maggiori che hanno fatto impennare temporaneamente il ciclo le abbiamo avute nell’emisfero nord alla stessa latitudine di quelle appartenenti all’emisfero sud che a luglio hanno causato una nuova decisa ripresa dell’attività….
    gennaio 2010(regione 1040:
    http://www.solar.ifa.hawaii.edu/ARMaps/Archive/2010/20100112.1632_armap.png
    febbraio 2010(regione 1045):
    http://www.solar.ifa.hawaii.edu/ARMaps/Archive/2010/20100210.1632_armap.png
    luglio 2010(regione 1089):
    http://www.solar.ifa.hawaii.edu/ARMaps/Archive/2010/20100724.1632_armap.png
    luglio 2010(regione 1084):
    http://www.solar.ifa.hawaii.edu/ARMaps/Archive/2010/20100703.1632_armap.png

    Si può notare inoltre che anche se le macchie di luglio non sono paragonabili in grandezza con quelle di gennaio-febbraio, la differenza non è spropositata….le AR di luglio invece sono spropositatamente più grandi delle 1040 e 1045 se prendiamo quest’ultime al di fuori del recinto….non ti sto a riportare le altre immagini, ma ti assicuro che al di fuori del recinto sacro erano 2 moscerini….ora sapendo che la 1084 e la 1089 sono vissute quando il recinto era chiuso totalmente, dimmi tu se non le puoi ritenere della stessa caratura( se non maggiore)….è questo che mi fà pensare che il sud abbia più benzina del nord…..e se è successo che nell’emisfero nord le AR sono calate di 8 gradi di latitudine in 4 mesi non vedo perchè si debba escludere a priori che ciò riaccada con la parte sud…..l’unica cosa certa che si può dedurre da questo ciclo è che abbiamo di fronte un fenomeno unico che non abbiamo mai osservato prima,dunque possiamo aspettarsci di tutto….

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  8. Hai hai. Sono entrato nel. Fotovoltaico ma mi sa che tra poco la bolla speculativa finira’ peccato , con al gore si potevano fare molti soldi

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  9. @Riccardo

    messa così ha un altro senso e ti posso anche quotare…

    per nitopi:

    l’AO (Artic oscillation) è un importante indice teleconnettivo che ci dice grosso modo come è messo il vortice polare…se l’ao è negativo vuol dire che il VP nn gira a mille…per le sorti degli inverni italici, l’ideale sarebbe avere una bassa negatività di questo indice, al massio sui meno -2 (l’anno scorso l’ ao- a fonso scala ha fatt in mod che il grosso dell’inverno nn ci colpisse direttamente)

    simon

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  10. Quindi, piu’ e’ positivo, piu’ l’artico raffredda se stesso…
    Poiu’ e’ negativo, piu’ raffredda il circondario…..
    ????
    Ciao
    Luca

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