Previsione dell’andamento del 24mo ciclo solare

Postato il Aggiornato il

Il numero di Marzo 2007 di Coelum, nota rivista italiana per astrofili, riporta, in un breve articolo di cronaca [10], la seguente notizia:

“David Hathaway del Marshall Space Flight Center, ha azzardato una previsione dell’andamento del prossimo ciclo solare, il 24esimo[11], mettendo in relazione l’andamento dell’indice inter-orario di variabilità geomagnetica (IHV), con l’andamento dei cicli solari precedenti.”
l’IHV, si spiega nell’articolo in questione, viene calcolato “… sulla base delle registrazioni storiche delle tempeste geomagnetiche che periodicamente investono il nostro pianeta…” e viene rilevato quotidianamente da due osservatori geofisici, uno in Inghilterra e uno in Australia fino dal 1860…”

Hathaway fa notare che ci sono in realtà due tipi di attività geomagnetica :
Le tempeste causate dal dolce sballottamentio del flusso del vento solare e quelle causate dall’impatto più forte di flares e espulsioni di massa coronale ( CMEs ) .

” Solo il primo tipo ha valore predittivo “,
dice Hathaway . ” Le tempeste causate da flussi di vento solare vanno e vengono in una struttura regolare che preannuncia il ciclo solare . Le tempeste causate da flares e CMEs non hanno questa proprietà . ” Per migliorare i loro risultati , Hathaway e Wilson hanno usato una tecnica sviluppata da Joan Feynman per rimuovere le tempeste causate da flares e CMEs dal loro dati.

hathaway1_strip2.jpgLa cosa straordinaria , secondo me, è che l’aspetto dei cicli solari e quello dell’indice IHV sono pressoché identici, con la differenza, tutt’altro che trascurabile, che quest’ultimo è sfasato in anticipo di circa 6-8 anni rispetto al ciclo solare.

Questo caratteristica, che permette ai ricercatori di stimare l’andamento del prossimo ciclo solare , il numero 24, basandosi sull’ampiezza e la durata del ciclo IHV, è tuttavia misteriosa poiché “..Al momento non esiste alcuna correlazione matematica che giustifichi dal punto di vista fisico la stretta corrispondenza da i due grafici, ma l’accordo statistico della serie di osservazioni storiche è del 94%..” [10]

La situazione sembra paradossale: Se le tempeste magnetiche fossero, come si pensa, originate principalmente dalla presenza di macchie solari sulla superficie del sole, come potrebbe, il loro andamento, anticipare di 7 anni la presenza delle macchie stesse?
Diversamente, se come abbiamo ipotizzato nel capitolo “Macchie solari e campo magnetico.”, le macchie fossero originate dalla interazione del campo magnetico prodotto dal nucleo interno del sole con gli strati più  interni della fotosfera, è molto probabile che esse appaiano sulla superficie esterna dopo un certo tempo, quello necessario affinché la perturbazione, prodotta nella parte interna, attraversi la calotta di zona convettiva che circonda il nucleo del nostro sole e si presenti in superficie.

Se le macchie solari che si producono sulla superficie del sole fossero originate dalla rotazione dell’asse magnetico del nucleo, secondo le modalità supposte, la densità e lo spessore della zona solare esterna al nucleo, responsabili dello sfasamento fra il ciclo IHV e il ciclo solare, sarebbero tali da far si che la macchia solare, generata come perturbazione all’interno della calotta solare , si presenti, dopo 7 anni, in superficie.

Non avendo tuttavia la benché minima idea di come si possa fare un simile lavoro di calcolo e modellizzazione, chiedo come al solito il vostro aiuto!

Nell’attesa possiamo terere sotto controllo l’andamento l’andamento del ciclo 24 in real time sul sito della NASA.

22/08/2015: E’ arrivato il momento di aggiornare la pagina, poichè il ventiquattresimo ciclo solare ha già superato il suo massimo ed è in fase discendente. Come si vede dall’immagine in basso si notano chiaramente i due picchi che determinano i massimi del numero delle macchie solari del ciclo in corso (inizio 2012 e prima metà del 2014).wolfjmms
Secondo l’analisi fatta da Hataway [35] il 24esimo ciclo solare avrebbe dovuto avere il picco massimo verso la fine del 2013 con un numero di macchie solari pari a 160 ∓30. Come si può facilmente verificare, il numero delle macchie è stato fortemente sovrastimato, inoltre non viene prevista la presenza del doppio picco che contraddisstigue anche il SC23  e altri precedenti cicli
hathaway2_med Partendo dallo stesso set di dati utilizzato da Hataway, Jan Janssen successivamente rifà i conti[36] ottenendo gli stessi risultati, salvo poi, una volta rielaborati tenendo conto di alcune considerazioni correttive, eseguire una previsione che si è dimostrata piu precisa:

“Prendendo in considerazione queste correzioni, assumendo che la metodologia e i processi fisici che stanno alla base di queste considerazioni alla siano corretti , e  basandosi sui dati solari attualmente disponibili, un SC24 (ciclo solare n.24) di ampiezza 104,0 ∓ 35,8 è previsto per luglio 2011 ∓ 21 mesi .”

Tuttavia, quello che ci interessa quì, non è l’esattezza della previsione, quanto il metodo predittivo usato! Se facciamo un giro in rete sulla pagina curata da Jan Janssen possiamo farci una idea di quanti e quanto diversi siano i metodi predittivi e di come, alla fine, riescano un pò tutti a dare delle previsioni accettabili per lo scopo al quale sono destinate: la previone degli effetti che le tempeste magnetiche avranno sul clima terreste e sulle nostre infrastutture tecnologiche.

Poichè come ho tentato di spiegare nel capitolo Macchie solari e Campo magnetico, sono convinto che le Macchie solari altro non siano che degli enormi vortici che affiorano sulla superficie solare, la loro forma, dimensione ed evoluzione sono regolate dalle leggi che covernano i moti turbolenti e quindi difficilmente prevedibili. Inoltre, il conteggio delle macchie solari prevede un algoritmo euristico, noto come Numero di Wolf, rende ancora piu difficile associare le caratteristiche dei cicli solari, principalmente forma e intensità, alla causa che le ha generate.

Il fatto invece importantissimo e interessante ai nostri scopi è, come ho detto all’inizio del capitolo, la differenza di fase fra il ciclo IHV e quello Solare che ci da un indizio importante sul meccanismo che porta alla formazione delle macchie solari e sembra indicare essere plausibile l’ipotesi fatta nel capitolo Macchie solari e Campo magnetico. Secondo questa ipotesi, il campo magnetico prodotto dal nucleo solare, nel suo ciclo di 22 anni circa, opera,  a causa dell’interazione fra campo magnetico e plasma, una azione di trascinamento del plasma nella parte più vicina al nucleo della zona convettiva. In seguito a questa azione di trascinamento si creano dei vortici dovuti al fatto che questa è localizzata in alcune zone ben definite della parte interna della zona convettive. Tali vortici, seguendo i tempi e le leggi che regolano la fisica dei fluidi, raggiungeranno la superficie solare, perturbandola nella forma a noi visibile: le macchie solari.

Per ora questo è tutto. come al solito aspetto i vostri commenti e le vostre indicazioni. Se qualcuno, fra i lettori, padroneggiando la fisica dei moti turbolenti ,fosse anche in grado di fare dei conti, e volesse sviluppare matematicamente questa ipotesi, sarebbe veramente un ospite gradito.

Saluti a tutti

Torna alla pagina L’inizio.

Annunci

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione / Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione / Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione / Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione / Modifica )

Connessione a %s...