24 settembre 2008

Analisi dei cicli solari, un nuovo minimo di Dalton?


Mi capita ogni tanto di intercettare i contributi pubblicati sul sito Watts up with that, il blog in cui Anthony Watts riversa i suoi "Commentary on puzzling things in life, nature, science, technology, and recent news". Il focus dell'interesse di Watts è la climatologia, ma anche le questioni solari e geofisiche occupano un posto prominente. Nel post del 22 settembre Watts si interroga sul possibile andamento del ciclo solare 24, guardando alla macchia apparsa in questi giorni (sembra già in via di scioglimento, a proposito) e citando un astrofisico belga, Jan Jansens, che sul suo sito Soalemon (interessantissimo anche lui) prevede una certa similitudine tra l'attuale e due cicli precedenti.
Ma la chicca di questo post è il fantastico grafico di lettura molto intuitiva. Il grafico, di cui non capisco la fonte, rappresenta una trasformata a pacchetto d'onda di Morlet degli ultimi due secoli e mezzo di dati relativi allo Smoothed Sunspot Number, li numero normalizzato di macchie solari. Avete mai sentito di questa trasformata? Io no. Da quello che leggo (e riesco a capire) su Wikipedia è una sorta di ibrido tra analisi statistica gaussiana e trasformata di Fourier ed è stata inventata da Jean Morlet, un geofisico francese che studiava le tecniche di trattamento del segnale alle frequenze ELF per le indagini petrolifere. Il grafico riportato da Watts si legge nel tempo lungo l'asse orizzontale e per la periodicità dei segni di attività del sole (le macchie) lungo il verticale. Il codice cromatico indica invece l'intensità dei picchi, dal blu (meno intenso) al rosso (più intenso). Sulla linea tracciata in corrispondenza della "altezza" della periodicità di undici anni si vedono chiaramente gli ovali rosso intenso che corrispondono ai picchi del ciclo undecennale di Schwabe. Poi ci sono le linee della subperiodicità, il ciclo di Hale di circa 22 anni e quello di 44 anni. Watts però fa notare un particolare. Il nostro ciclo attuale, li 24, inizia in pratica all'estrema destra del grafico, dove se osservate bene c'è una sottile area verticale tutta blu, una "sacca" in cui l'attività solare è minima. L'unico punto del grafico in cui si verifica la stessa rarefazione è guarda caso quella corrispondente al minimo di Dalton di inizio '800. Giustamente Watts si chiede se stiamo assistendo a una ripetizione della seria iniziata duecento anni fa o se il ciclo 24 subirà una impennata e la famosa sottile area blu verrà riassorbita.
New Cycle 24 Sunspot and SSN wavelet analysis
22 09 2008

Maybe there is some hope for SC24 ramping up this year yet. This appears to be the largest SC24 spot to date. Previous SC24 spots have faded quickly, we’ll see how long this one lasts.
In other news, Jan Jansens reports that SC23-24 continues to behave much more like cycles in the late 19th and early 20th century. See this:
http://users.telenet.be/j.janssens/SC23web/SCweb8.pdf
Also, courtesy Basil, a new way to look at sunspot numbers. This is a Morlet wavelet transform of smoothed sunspot numbers (SSN).
Time is read along the horizontal axis, and a time scale is drawn across the top of the image. Frequency is read on the verticle axis. The scale is 2**x months, where is is 1,2,3..9. So 2**7 is 128 months. I’ve drawn lines at approximately 11 yrs, 22 yrs, and 44 yrs. Amplitude is indicated by color. The basic 11 year Schwabe cycle is clearly indicated by the red ovals bisected by the line for 11 years. I’ve noted the Dalton Minimum, which is clearly different in character than the other cycles — with weaker and longer solar cycles. It is subtle, but you can see the weaker intensity of solar cycles 10-15 compared to solar cycles 16-23 in the weaker color of the earlier cycles. There is clearly enhanced activity, and of longer duration, at the end of the 20th century.
There is also a weaker, but distinct, level of activity at 22 years, the double sunspot of Hale cycle. The last three Hale cycles have been stronger than earlier Hale cycles. There is some indication of a double Hale cycle (~44 years) and at the top of the graph, we’re in Gleissberg cycle territory.
Now, for an interesting observation and speculation, note that at present, which is at the right edge of the chart, from the 11 yr line to the top it is all blue. There is only one other place on the entire chart where we can draw a vertical line from the 11 yr line to the top without it crossing some portion of color other than blue. Can you find it? (It is right at the beginning of Solar Cycle 5, i.e. the Dalton Minimum). Are we watching the beginning of a new 200 year cycle like what began with the Dalton Minimum in the early 1800’s? Obviously, no one knows. But the current transition is certainly unusual, and invites comparison to past transitions.

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