Корреляционный анализ солнечной и геомагнитной активностей
ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ХАРЬКОВСКОЙ ОБЛАСТНОЙ
ГОСУДАРСТВЕННОЙ АДМИНИСТРАЦИИ
ХАРЬКОВСКОЕ ТЕРРИТОРИАЛЬНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
МАЛОЙ АКАДЕМИИ НАУК
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
СЕКЦИЯ АСТРОНОМИИ
КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗ СОЛНЕЧНОЙ
И ГЕОМАГНИТНОЙ АКТИВНОСТИ
Выполнила
Пирогова Ульяна Владимировна,
ученица 11 класса ХНУ лицея
Дзержинського района г. Харкова
Научный руководитель
Грецкий Андрей Михайлович,
кандидат физико-математичских наук,
доцент Харьковского Национального
Университета им. В.Н. Каразина
г. Харьков – 2009
Содержание
Введение
1. Солнечная активность.
1.1 Количественное измерение солнечной активности.
1.2 Классификация групп пятен.
1.3 Астрометрическое наблюдение Солнца относительно Земли.
2. Межпланетная секторная структура
3. Магнитное поле Земли.
3.1 Магнитосферные бури и суббури.
3.2 Единицы напряжённости магнитного поля
3.3 Составляющие магнитного поля
4. Индексы, характеризующие геомагнитные вариации.
5. Постановка задачи.
6. Реализация задачи.
Выводы
Литература
Приложения
Введение
Германский любитель астрономии Генрих Швабе, наблюдавший за солнечным диском с 1826г. по1843г. в поисках новой планеты, заметил 11-летний цикл изменения количества пятен на Солнце. Однако ранее, Питер Горребов (Дания г.Копенгаген), интервал наблюдений которого 1761-1769г., утверждал о периодичности солнечных пятен, связывая их появления с мощными полярными сияниями. В середине 19 в. Иоганн фон Ламон обнаружил увеличение числа магнитных бурь с таким же периодом, а в конце этого же века В.О. Биркелан предположил, что кроме электромагнитного излучения Солнце испускает частицы. Эти и последующие открытия положили начало изучению солнечно-земных связей- разделу науки на стыке геофизики и физики Солнца.[1]
Проявлением солнечно-земных связей является следующая последовательность событий с возникновения солнечной вспышки в солнечном ветре (СВ) генерируется ударная волна, несколько опережающая плазменное облако; по достижению Земли ударная волна порождает магнитную бурю, а облако плазмы — суббури. Развитие и затухание центра активности также вызывают магнитосферные возмущения. Это обусловлено тем, что подобные процессы приводят к перераспределению магнитных полей и потоков солнечной плазмы, исходящих в межпланетное пространство. Поскольку в различных частях солнечного диска развивается и затухает несколько центров активности , магнитосфера погружена в непрерывно изменяющуюся межпланетную секторную структуру (МСС).В каждой секторной структуре происходит систематическое изменение плотности СВ, его скорости и напряжённости магнитного поля. Неоднородность перечисленных характеристик связана с нестабильной солнечной активностью. Для более глубокого исследования солнечно-земных связей вводятся численные оценки меры солнечных воздействий и земных откликов на них, т.е. специальные индексы.
1. Солнечная активность
Причиной нестабильности активности Солнца является его дифференциальное вращение, которое «вытягивает» погружённые силовые линии магнитного поля Солнца и усиливает его до 2000-4000Гс. Это усиление делает погружённые силовые трубки неустойчивыми, обуславливая их появление над поверхностью фотосферы на гелиографических широтах ±40° и постепенное снижение к экватору. В точках пересечения образуются пятна(первым- ведущее пятно), в областях над ними разогревается хромосфера и корона- образование факелов (флоккул)и протуберанцев (волокон).
Рис.1 Эволюция солнечного магнитного поля.
Из-за турбулентности, происходящей под фотосферой, магнитное поле центра активности становится сложным и неустойчивым- образуются новые пятна. На широте 15° центр активности достигает максимума, характеризующегося наибольшим числом пятен и солнечными вспышками. Приближаясь к широте 3° центр активности окончательно затухает.[2]
Большую часть времени жизни пятна его магнитное поле остаётся постоянным, в то время как площадь пятна по достижения максимума только убывает. Открыл Коулинг в 1946 году, сравнивая данные о магнитных полях и площади пятен, полученные в Маунт Вилсон, (рис. 2)
Рис.2.
Выведенные кривые являются усреднёнными, в них сглажены флуктуации поля ото дня ко дню, не носящие систематического характера. Следовательно, магнитное поле не создаётся вместе с пятном, а лишь «выходит» на поверхность, а затем опять опускается вниз под фотосферу.[4]
Ранее отмечалось, что при наибольшей концентрации пятен в центре активности возникают солнечные вспышки (эрупции). К их возникновению приводит взаимное движение пятен, при котором происходит изменение потока магнитной индукции, возбуждающие электрическое поле. Это поле ускоряет частицы солнечной плазмы — повышение температуры плазмы. Вспышка характеризуется резким увеличением яркости хромосферы над максимумами центров активости. Ее длительность от 5 до 40 минут, в годы максимума может достигать 3 и более часов. Количество выделяемой энергии может достигать 1033 Дж (≈ 1 млн. водородных бомб). Т.е. эрупции – это сильные взрывы, порождаемые сжатием солнечной плазмы под действием давления магнитных полей.
1.1 Количественное измерение солнечной активности
Для количественной оценки Солнечной активности наиболее часто применяют показатель относительных чисел солнечных пятен, называемых числами Вольфа, вычисляемых по формуле
Rw = k (10g + f),
гдек – коэффициент, зависящий от условий наблюдателя и вида инструмента;
g – количество групп пятен на Солнце;
f – число пятен во всех группах.
Важность этого индекса (Rw) определяется
1) его простотой;
2) тем, что значения его известны начиная с 1700г. (годичные данные) или с 1749г. (месячные данные);
3) его выдающимся гелиофизическим значением, которое выражается в значении ряда значительных корреляций с индексом W у многих важных геофизических характеристик;
4) он в общем довольно хорошо характеризует общую напряжённость геоактивной ультрафиолетовой радиации Солнца …
Данное определение изъясняет выбор названного индекса и для настоящей работы. К тому же в настоящее время имеются методы прогноза чисел Вольфа, и установлена численная связь, хотя и не очень тесная (коэффициент корреляции между ними порядка 0,85).[3]
Основным рядом Rw считается ряд Цюрихской обсерватории, начатый в 1749г.
1.2 Классификация групп пятен
Хейлом на обсерватории Маунт-Вилсон установлено, что группы пятен могут быть разделены на три класса
1) Униполярные группы – одиночное пятно или группа пятен, обладающих магнитными полями одной и той же полярности.
2) Биполярные группы, в наиболее простом случае состоят из бинарных пятен (бинарные группы) с противоположной полярностью. Ось группы (линия, соединяющая пятна) составляет небольшой угол с солнечной параллелью. Часто вместо двух пятен мы встречаемся с двумя группами мелких пятен, образующих ведущие и последующие компоненты группы, которые так же, как и отдельные пятна, обладают различной полярностью.
3) Сложные группы пятен состоят из пятен различной полярности, расположенных весьма неправильно.
Униполярные группы представляют собой неразвитые или, наоборот, очень старые группы биполярного типа, в которых одно из пятен заменяется областью противоположной магнитной полярности. Хейл называл такие области «невидимыми пятнами» и установил их присутствие по наличию магнитного поля. Сложные группы, не представляют собой одного целого и возникают как следствие переналожение нескольких биполярных групп. Биполярная группа является основным и наиболее характерным образованием среди групп пятен.
Также Хейл открыл закон смены магнитной полярности биполярных групп, следовательно- и Солнца. В течении 11-летнего цикла солнечной активности все ведущие пятна имеют одинаковую полярность, т.е. все биполярные группы имеют одинаковую ориентировку в долготном направлении. При наступлении нового цикла эта ориентировка меняется на обратную. Данному закону следует ≈ 98% всех биполярных групп — и многие астрономы считают основным 22-летний цикл.[5]
1.3 Астрометрическое наблюдение Солнца относительно Земли
В связи с неравномерным движением вещества на Солнце различные его зоны вращаются вокруг оси с различными периодами. Для точек экватора сидерический период составляет 25 суток, а в близи полюсов он достигает 30 суток. Вследствие движения Земли вокруг Солнца его вращение представляется земному наблюдателю несколько замедленным период вращения на экваторе составляет 27 суток, а у полюсов – 32 суток (синодический период вращения).
Поскольку Солнце вращается не как твёрдое тело, систему гелиографических координат нельзя жёстко связать со всеми точками поверхности. Условно гелиографические меридианы жёстко связываются с точками, имеющими географические широты В= ±16°. Для них сидерический период обращения составляет 25,38 суток, а синодический равен 27,28 суток. За начальный гелиографический меридиан принят тот, который 1 января 1954 года в 0h по всемирному времени проходил через точку пересечения солнечного экватора с эклиптикой.[6]
2. Межпланетная секторная структура
Конфигурация межпланетных магнитных полей (ММП) подобна спирали Архимеда. Вектор магнитного поля В имеет радиальную компоненту Вr, направленную либо внутрь, либо наружу (к Солнцу или от Солнца), и азимутальную компоненту Вφ. Межпланетное пространство разделено на чередующиеся спиральные сектора, в каждом из которых
радиальная компонента направлена либо наружу, либо внутрь (рис.3). Эта секторная структура вращается вместе с Солнцем. По данным наблюдений межпланетных полей (с помощью ракет) период вращения Солнца может быть подразделён на несколько субпериодов, каждый продолжительностью в несколько суток, в течение которых радиальная компонента направлена преимущественно наружу или внутрь. Такая последовательность субпериодов может наблюдаться в продолжении нескольких оборотов Солнца, свидетельствуя о высокой степени стабильности секторной структуры. СВ движется наружу так, как если бы магнитного поля не было. В системе отсчёта, жёстко связанной с Солнцем, магнитные силовые линии параллельны или антипараллельны направлению СВ.
Рис.3 Межпланетная секторная структура. Знаки «плюс» показывают поле направленное от Солнца, а знаки «минус» — поле, направленное к Солнцу (по наблюдениям на расстояниям Земли в течении е двух с половиной периодов вращения Солнца. Архимедова спираль указывает воображаемые границы секторов (декабрь 1964г.).
В пределах каждого сектора скорость СВ и плотность частиц систематически изменяется (рис.4).
Рис.4 Распределение (вдоль орбиты Земля) скорости и плотности солнечного ветра внутри сектора. Абсцисса отсчитывается с момента пересечения границы сектора.
Ракетные наблюдения показывают, резкое увеличение данных параметров на границе сектора. Однако плотность очень быстро уменьшается в конце второго дня после прохождения границ, а затем дня через 2 или 3 начинает медленно расти. Скорость СВ уменьшается медленно на 2 или 3 день после достижения пика. Секторная структура и отмеченные вариации скорости и плотности тесно связаны с умеренной магнитосферными возмущениями Солнца.
Вилкокс и Несс, сравнив наблюдаемую межпланетную секторную структуру (МСС) с конфигурацией фотосферных магнитных полей, заключили, что фотосферные магнитные поля, находящиеся в поясе гелиографической широты 15°, вытягиваются наружу СВ, образовывая устойчивые и долго живущие крупномасштабные поля малой напряжённости, существующее с другими магнитными полями. Бартельс назвал этот тип гидромагнитной активности М-возмущениями; СВ, ответственный за него, называется М-потоком, а его источник на поверхности Солнца – М-областью. Граница между двумя полярностями М-области проходит приблизительно с севера на юг и полярность не изменяется при пересечении экватора (рис.5).[9]
Рис.5 Схематическое среднее расположение границы солнечного фотосферного сектора в течении 1965г.
К развитию нового сектора приводит рост центра активности на уровне фотосферы вызывает перераспределение магнитного поля и картины потоков СВ.
М-области часто не содержат солнечных пятен, т.к. стремятся избегать области повышенного коронарного излучения.
МСС существует даже во время самого спокойного периода 11-летнего цикла солнечной активности. Внутри каждой секторной структуры ее характеристики (скорость, концентрация и напряженность ММП) систематически изменяются, и достигают своих максимальных значений вблизи ведущей границы сектора. Следовательно, ведущий фронт (кривая Т на рис.7) создает радиальную силу на тыловой стороне секторной структуры (впереди неё). Такое взаимодействие может сформировать в секторной структуре ударную волну (кривая S на рис.7). Вследствие чего ведущие границы МСС имеют характеристики тангенциального разрыва.
Рис.7 Схема, иллюстрирующая взаимодействие потока (Н), имеющего высокую скорость, и медленно движущегося окружающего солнечного ветра (А). Два потока соприкасающегося вдоль фронта Т, образую ударную волну вдоль линии S.
Секторная структура довольно устойчива, поэтому вся структура потока вращается с Солнцем по крайне мере в течении нескольких солнечных оборотов, проходя над Землей приблизительно через каждые 27 дней, что объясняло тенденцию геомагнитных возмущений к повторению. Таким образом, структуры внутри каждого сектора вызывают возмущения в магнитосфере. Однако, Хейл обнаружил, что особенно сильные магнитные бури, не показывающие 27-дневной повторяемости. Отсутствие повторяемости объясняется тем, что вспышки – явление кратковременное и сравнительно редкое. Через несколько минут после начала вспышки магнитное поле Земли «вздрагивает», наблюдается внезапное, очень резкое и сравнительно небольшое его изменение. Эти «магнитные крючки» вызваны непостедственным действием излучения вспышки на магнитное поле Земли.
Исследования распределения международных спокойных дней (Q) и международных возмущённых дней (D) в зависимости от прохождения через центральный меридиан. (СМР) показали заметный максимум Q – дней примерно через 3 дня после СМР активных областей. Что обнаружило существования «конуса избегания» над центром активности, который достигает Земли через 2,5 – 3 дня после СМР. Таким образом, периодическая магнитная активность обусловлена М-потоками, собирающихся в пучки отклоняющим действием активных областей.
Геомагнитная активность имеет годовые пики вблизи точек равноденствий, вызванные прохождением Земли на минимально возможной гелиографической широте (7° от солнечного экватора), т.е. вектор потока солнечной плазмы по отношению Земле является важной характеристикой степени геомагнитной активности. Исходя из этого, можно ожидать зависимость геомагнитной активности от всемирного времени, учитывая, что воздействие Солнца на Землю переносится СВ с запаздыванием на 4-5 суток.[7]
3. Магнитное поле Земли
Из-за идеальной проводимости плазмы солнечного ветра магнитные силовые линии земного диполя не могут проникнуть в натекающий солнечный ветер и образует в первом приближении пустую магнитную полость около Земли – магнитосферу. В этом же приближении формы магнитосферы определяются балансом динамичного давления солнечного ветра и давлением магнитного поля Земли.
Магнитосфера представляет собой «тупое» препятствие для сверхзвукового СВ, и перед ней на расстоянии 13-17Rз от центра Земли образуется отошедшая бесстолкновительная ударная волна (на рис. 1 показана ближайшей к Солнцу поверхностью), отклоняющая поток солнечной плазмы — обтекает магнитосферу. Передача энергии и импульса СВ в магнитосфере происходит лишь благодаря диссипативным процессам, а в отсутствие последних плазма и поля внутри магнитосферы находятся в статич. равновесии.
Несмотря на то, что плотность энергии межпланетного магн. поля (магнитное поле, вмороженное в плазму СВ) составляет всего 1% от плотности кинетической энергии СВ на орбите Земли, процессы пересоединения межпланетных и земных магнитных силовых линий существенно определяют структуру и динамику магнитосферы. Пересоединение происходит в небольшой области магнитосферы, где благодаря развитию плазменных неустойчивостей возрастает сопротивление плазмы, что нарушает вмороженность магнитных силовых линий в плазму. Это позволяет межпланетным и земным силовым линиям «разорваться» и «пересоединиться» между собой (см. рис.9). Наиболее благоприятной для протекания этих процессов является ситуация, когда межпланетное магнитное поле (ММП) антипараллельно земному магнитному полю в подсолнечной точке магнитопаузы. СВ увлекает пересоединённые силовые линии магнитного поля Земли, которые за тем образуют протяжённый магнитный шлейф – хвост магнитосферы.
3.1 Магнитосферные бури и суббури
Ударная волна и облако плазмы движутся со скоростью @1500 км/с и достигают Земли за 1,5-2 суток. Длительность возникающей бури пропорциональна ширине корпускулярного потока у Земли и скорости орбитального движения Земли. Для бури продолжительностью 24 часа она составит около 13°, а для двухчасовой — @ 1° (угловая широта, равная линейной, деленной на расстояние Земля –Солнце). Средний угол раствора корпускулярных потоков около 8—9°.
Типичная магнитная буря состоит из трёх фаз. Она начинается, когда межпланетная ударная волна достигает магнитосферы и сжимает её. Т.к. переходный ударный фронт имеет небольшую толщину (несколько тысяч километров), сжатие происходит весьма быстро( минуты), и отчётливо проявляется в вариациях геомагнитного поля как резкое увеличение его напряжённости.
После сжатия магнитосферы ударной волной и до начала главной фазы бури наблюдается несколько относительно спокойных часов – начальная фаза. В этот спокойный период магнитосфера окружена СВ, поток которого ослаблен в результате форшбуш-эффекта. Продолжительность периода варьирует от 10 мин. до 6 и более часов.
Главная фаза магнитосферной бури начинается, когда магнитосферы достигает плазменное облако, породившее ударную волну. Она характеризуется последовательностью взрывоподобных процессов – магнитными суббурями.
Плазменное облако турбулентно, в частности, северо-южная компонента ММП В в потоке плазмы крайне и иррегулярна. В период, когда Земля окружена потоком, в котором поле ММП В антипаралельно земному, происходит пересоединение межпланетных и геомагнитных линий, что приводит к появлению электрического поля Е, направленного поперёк магнитного хвоста с утренней стороны на вечернюю. Таким образом, при прохождении турбулентного потока плазмы наблюдается появления многих суббурь. Турбулентный М-поток также может быть причиной магнитосферных суббурь. Электрическое поле Е обуславливает внезапное начало интенсивного направления к Земле движения плазмы в магнитном хвосте и плазмосфере. В хвосте это движение обладает компонентой, направленной к нейтральному слою, т.е. происходит сложное перераспределение плазмы.
В начальной стадии развития суббури плазменный слой становится очень тонким. Вследствие этого резко меняется направление части тока, текущего в хвосте магнитосферы. Ток из хвоста магнитосферы вытекает вдоль магнитных силовых линий в утренний сектор овала полярных сияний, течёт вдоль полуночного сектора овала и вдоль силовых линий вытекает из вечерней части овала в хвост магнитосферы.
Конвекция магнитосферной плазмы к Земле и токи вдоль силовых линий приводят к ускорению частиц плазмы. Возникает горячая плазма с температурой 107 К или более; часть этой плазмы вторгается в верхнюю атмосферу высоких широт, а другая часть заполняет плазменный слой.
Горячая плазма частично инжектируется в область захвата и образует во время бури протонный пояс (так называемый кольцевой ток) и внешний радиационный пояс (электронный). Последовательное проявление магнитосферных суббурь может привести к генерации очень интенсивного протонного пояса. Его магнитный эффект на поверхности Земли проявляется в виде уменьшения горизонтальной составляющей геомагнитного поля в низких и средних широтах.
Горячая плазма, инжектируемая в высокоширотные районы, заметно возмущает полярную ионосферу, приводя к появлению полярных суббурь. Полярная электроструя, интенсивный концентрированный электрический ток вдоль овала полярных сияний, может быть идентифицирована с ионосферной частью тока, текущего из хвоста магнитосферы. Полярная электроструя вызывает полярные магнитные суббури. Для оценки активности магнитосферных суббурь используют интенсивность полярных магнитных суббурь. Для этой цели применяются индексы АЕ, AU, AL, выводимые из вариаций горизонтальной компоненты магнитного поля на станциях, расположенных в зонах полярных сияний.
В период главной фазы бури нейтральный состав верхней атмосферы в полярной области и ионосфера в средних широтах оказываются сильно возмущёнными. Причина этого явления до сих пор окончательно не установлена. Часть протонов не протонного пояса проникает в плазмосферу и возбуждает ионно-циклотронную неустойчивость. Предполагается, что в результате образуются горячие электроды. Опускаясь на высоты ионосферы в средних широтах, они приводят к образованию среднеширотных красных дуг.[8]
3.2 Единицы напряжённости магнитного поля
Их наиболее просто можно получить в рамках представлений о магнитных полюсах. Полюса одного знака испытывают отталкивание, противоположного – притяжение. И хотя магнитные полюса являются только теоретической абстракцией, они бывают полезны для описаний взаимодействия магнитных полей и магнитов. Полюсу приписывается единичная «магнитная масса», если со стороны равного ему по величине другого полюса, расположенного на единичном расстоянии, на него действует единичная сила. В системе СГС единицами силы служат дина и сантиметр. Магнитная масса полюса равна m, если на расстоянии 1 см сила, действующая на единичную массу, будет равна m дин. На расстоянии r на единичную массу действует в этом случае сила m/ r2 дин, в на массу m1 — m1· m / r2 дин (закон Кулона).
В некотором магнитном поле в точке Р на магнитную массу m1 действует пропорционаольная ей сила, если присутствие этой массы не вызывает изменений магнитных свойств тела, создающего это поле. Такое условие выполняется, если m1 мала. Если механическую силу, действующую на магнитную массу в точке Р, разделить на m1, то получится величина, называемая напряженностью магнитного поля в этой точке. В системе СГС единица напряженности называется гаусс (Гс). Физическая размерность напряженности г1/2 /см1/2·с = дин1/2 /см. В земном магнетизме часто употребляется меньшая единица напряженности поля, гамма g 1g = 10-5 Гс. []
3.3 Составляющие магнитного поля
В любой точке О вектор напряженности магнитного поля F (В), может быть разложен на составляющие различными способами
В одном случае этими составляющими будут F, или В, — абсолютная величина (модуль) вектора – и два угла D и I. Угол D образован направлением на север и горизонтальной составляющей Н вектора В, I есть угол между В и Н. D считается положительным, если Н отклоняется к востоку, I положительно при отклонении В вниз от горизонтальной плоскости. Величина D называется магнитным склонением и – наклонением. Вертикальная плоскость, проходящая через Н, называется (местной) плоскостью меридиана.
В другом случае для разложения F (В) используются величины X, Y, Z — северная (Х) и восточная (Y) компоненты Н и вертикальная составляющая Z, которая считается положительной, если В направлена вниз. Напряженность F (В), называемая «полной силой», Н, Z (горизонтальная и вертикальная составляющая) и X, Y измеряются в гауссах или гаммах; D и I измеряются в дуговых градусах и минутах. Все 7 величин В, Н, D, I, X, Y, Z называются магнитными элементами. Между собой они связаны следующими соотношениями
Н = В cos I,Z = B sin I = H tg I,
X = H cos D,Y = H sin D,(1)
X2 + Y2 = H2 ,X2 + Y2 + Z2 = H2 + Z2 = B2.
Для полного описания В достаточно трех независимых элементов. Если эти элементы заданы, то любые другие могут быть получены из соотношения (1).
Обычная стрелка компаса уравновешивается, вращаясь горизонтально на вертикальной оси. Компасная стрелка, уравновешенная до намагничиванию и способная вращаться в плоскости магнитного меридиана вокруг горизонтальной оси, называется буссолью наклонения, или инклинатором. В северной полусфере Земли почти везде северный полюс магнитной стрелки направлен вниз (I положительно), в южном полушарии вниз направлен южный полюс стрелки (I отрицательно). Области положительного и отрицательного I разделены линией (называемой магнитным экватором, или экватором наклонения), вдоль которой I= 0. Магнитная стрелка (уравновешенная до намагничивания) в любой точке на этой кривой располагается горизонтально.
В точках, где горизонтальная компонента В исчезает, магнитная стрелка устанавливается вертикально. Эти точки называются полюсами магнитного наклонения, или полюсами наклонения. Две основные точки такого типа обычно называются магнитными полюсами Земли. Одна из них находится в Арктике, вторая – в Антарктиде. На эпоху 1965г. их координаты были соответственно 75°,6 с.ш., 101° з.д. и 66°,3 ю.ш., 141° в.д.
В любой точке Р на сферической поверхности имеется естественное направление, характеризующее эту точку, — радиальное направление. Поскольку Н, Z и I определяются относительно этого направления, а В вообще не требует для своего определения какого-либо направления, эти четыре составляющие можно назвать собственными магнитными элементами. Но В не может быть определено полностью только этими элементами. Чтобы определить азимут Н, нужно выбрать некоторое нулевое направление, от которого можно отсчитать магнитное склонение D. В качестве такого направления выбрано направление на северный географический полюс. Так как ось вращения Земли не связана непосредственно с конфигурацией геомагнитного поля, D (как и X, Y) определяется относительно условного направления, принятого на основе простого соглашения. Поэтому D, X и Y можно назвать относительными магнитными элементами.
4. Индексы, характеризующие геомагнитные вариации
1) Локальный К-индекс – квазилогарифмический индекс (увеличивается на 1 при увеличении возмущённости ≈ в 2 раза), вычисляемый по данным конкретной обсерватории за 3-х часовой интервал времени. Таким образом, мы имеем 8 К-индексов для каждых гринвичских суток. Для одного интервала используются магнитограммы для трёх компонентов (, D —магнитное склонение, т.е. угол между плоскостями гринвичского и магнитного меридианов; Н —магнитный меридиан, азимут которого определяется по D; Z —показатель напряженности магнитного поля по вертикали, см. рис.10) на каждой станции. Для каждой компоненты оценивается амплитуда r в течении интервала учитывается поправка на вариации солнечно-суточные (Sq), лунно-суточные (L), а когда необходимо, вариации радиационного излучения (Sqа). (Sqа исключаются, т.к. они обусловлены рентгеновским и ультрафиолетовыми излучениями из областей солнечных вспышек, а не потоком солнечной плазмы.)
Наибольшая из трёх амплитуд в каждом временном интервале. используется для К-индекса. Для каждой обсерватории имеется таблица, дающая пределы r, определяемое полулогафмической шкалой, для каждой из 10 величин К. Например, таблица.1 для обсерваторий на широте 50°.
Таблица 1.
r(g)
0 ô 5ô 10ô 20ô 40ô 70 ô 120 ô 200ô 300 ô >500ô
K
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2) Трёхчасовой планетарный Кр- индекс, введенный Бартельсом в 1939г., усреднённые К–индексы для 12 выбранных обсерваторий, расположенных в северном и южном полушариях, от умеренных широт вплоть до 63°(изменяется от 0 до9).
Таблица 2.
Обсерватория
Широта
Обсерватория
Широта
Минук (Канада)
61,8°N
Руде Сков (Дания)
55,9°N
Ситка (Аляска)
60,0
Вингст (Ирландия)
51,6
Лервик (Шотландия)
62,5
Виттевин (Голландия)
54,1
Эксдалемьюр (Шотландия)
58,5
Хартланд (Англия)
54,6
Лёво (Швеция)
58,1
Ажинкоурт (Канада)
55,1
Фредериксбург (США)
49,6
Амберлей (Новая Зеландия)
47,7°S
Кр – индекс отражает флуктуации электрического тока, не учитывая структуру поля возмущения. Интерпретация связи между Кр – индексом и другими геомагнитными данными не всегда прямая. Одна из причин заключается в том, что 12 станций, участвующих в определении Кр – индекса, расположены в субавроральной зоне. Это указывает на то, что большие значения Кр, как 6, 7, 8, 9, обусловленные главным образом полярными магнитными возмущениями. С другой стороны, низкие значения Кр могут быть следствиями других типов геомагнитных возмущений.
Количественно состояние магнитного поля в зависимости от Кр можно приблизительно охарактеризовать данным образом
Таблица 3.
Кр £= 2 и менее
спокойное
Кр = 2 …3
слабо возмущенное
Кр = 4
возмущенное
Кр = 5 …6
магнитная буря
Кр ⊃3;= 7 и более
большая магнитная буря
Кр — индекс обладает полулогарифмической связью с амплитудой r. Для того, чтобы Кр перевести в линейную шкалу Бартельс ввел следующую таблицу для получения трехчасового ар – индекса, измеряющего изменчивость индукции (индуктивность) геомагнитного поля в нанотесла (нТл),
Таблица 4.
Кр
= 00 0+ 1- 10 1+ 2- 20 2+ 3- 30 3 4- 40 4+
ар
= 0 2 3 4 5 6 7 9 12 15 18 22 27 32
Кр
= 5- 50 5+ 6- 60 6+ 7- 70 7+ 8- 80 8+ 9- 90
ар
= 39 48 56 67 80 94 111 132 154 179 207 236 300 400
Эта таблица составлена таким образом, что ар – индекс станций на геомагнитной широте ~ 50° может рассматриваться как амплитуда наиболее возмущенной из трех компонентов поля, выражаемая в единицах 2g. Ежедневный Ар –индекс получается в результате суммирования восьми величин ар для каждого дня. Именно он использован в данной работе.
5. Постановка задачи
Цель работы
Статистический анализ Ар и Rw- индексов, описывающих солнечную и геомагнитную активности, c помощью их автокорреляционных и взаимокорреляционной функций.
Вычитая из функции Х(t) ее среднее значение по 365 точкам, приводим исходную реализацию к виду Y(t), близкой к стационарному в смысле математического ожидания. Очевидно, что это ожидание центрирует реализацию, т.е. my(t) = 0.
Систематика оценок оценки характеристик случайных функций обознацим символом «тильда», K(t) – оценка приближенного значения корреляционной функции, полученного по реализации конечной длины.
Оценка параметра несмещённая, если при увеличении объема выработки и ее реализации математическое ожидание оценки стремится к истинному значению параметра, т.е. оценка не имеет систематической ошибки, оценка параметра состоятельна, если при увеличении длины реализации дисперсия оценки стремится к нулю. Несмещенная оценка является эффективной, если она обладает свойством минимума дисперсии по сравнению с другими оценками. В предположении эргодичности изучаемого процесса в качестве оценки корреляционной функции можно принять следующее выражение
где (1)
Из-за конечности реализации, что предполагает y(t) = 0 при t < 0 и t > T, при вычислении Kх(t) при конкретном t верхний предел интеграла и нормированный множитель превращаются T-t, т.е.
(2)
При равномерном дискретном задании реализации интервал между отдельными t равен T/n, n—общее число измеренных значений. Тогда t = m·∆t = m·T /n, T-t =( n – m) T /n, а выражение (2) превращается в
(3)
Эта оценка корреляционной функции является несмещенной, но, к сожалению, несостоятельной. Последнее утверждение чего понять, если учесть, что при m → n в формировании оценки принимает участие всего несколько сомножителей, из-за чего дисперсия оценки (3) не будет стремиться при больших m к нулю каким бы большим не было число n. По этой причине подобная оценка обычно используется при m £ n /5/
Чтобы получить состоятельную оценку корреляционной функции, приходится вводить весовую функцию, которую часто называют окном данных. Смысл подобного преобразования заключается в уменьшении веса значений корреляционной функции при больших m пропорционально числу точек, принимающих участие в формировании этих значений.
Простейший вид весовой функции – это «треугольник»
Λ(m) =, которая обеспечивает линейное уменьшение веса.
В этом случае оценка корреляционной функции запишется как
(4)
Оценка вида (4), часто называемая усеченной оценкой, будет состоятельной, но смещенной, со смещением (n-m)/n .
При получении оценок взаимных корреляционных функций двух случайных процессов, X(t) и Y(t), к стационарному в указанном выше смысле виду, следует учесть, что функция Kxy(t) не является четной функцией, поэтому она должна быть получена в интервале – T … + T.
На практике используют соотношение Kxy(t) = Kxy(-t), т.е. учитывают зеркальную симметрию взаимной корреляционной функции. Несмещенные оценки находят на интервале 0…-Т с помощью выражений
(5)
(6)
Если ввести весовую функцию в треугольник, то выражение (5) и (6) перепишутся в виде
(7)
(8)
Чтобы из этих выражений сформировать, например взаимную корреляцию функции Kxy(t) на интервале – T … + T, необходимо отразить выражение (8), полученное на интервале 0 … -Т относительно оси координат в положение 0…-Т, а выражение (7) оставить без изменений.
6. Реализация задачи
Для прослеживания внутригодовых вариаций изменчивости чисел Вольфа и Ар-индекса был взят год максимума солнечной активности 2002 год за прошедший цикл (1997г.-2008г). В приложении (таблица 5) находятся исходные данные к построенным диаграммам №1- №3.
Автокорреляционная функция Ар показывает полугодовые пики, связанные с достижением Землей в ее годичном движении наибольших гелиоцентричный широт в , которые сопровождаются постепенно затухающими всплесками. Как и ожидалось, проявляется 25-27 дневная цикличность.
Как видно из диаграммы №3, четкая цикличность Ар индекса не полностью совпадает с внутригодовыми циклами показателя солнечной активности, т.к. изменчивость индексов Ар больше чем чисел Вольфа.
Между тремя наибольшими положительными пиками в точках 19, 104, 195 имеется периодичность около 90 дней (диаграмма №2). Подобное наблюдается с тремя наибольшими отрицательными пиками в точках 47, 133, 236 (период между ними так же около 90 дней). Исходя из данных фактов следует предположение, что данная периодичность является внутригодовым циклом чисел Вольфа.
Из взаимной корреляционной функции Ар и Rw видна наибольшая взаимосвязь с 27 дневной цикличностью. Исходя из подобного разброса, можно сделать вывод, что некая взаимосвязь между числами Вольфа и Ар-индексом существует, но довольно слабая.
Выводы
Основной задачей настоящей работы являются статистические оценки автокорреляционных функций Ар и Rw и связи между изменениями солнечной активности и предполагаемыми результатами их воздействий – проявлениями природных процессов на Земле.
Для того, чтобы более детально отобразить характер солнечно-земных связей был рассмотрен год максимума прошедшего цикла, т.е. 2002 год. Как и ожидалось, автокорреляционная функция Ар-индекса выявила 25-27 дневную цикличностью со смещением в 2-5 дня, а также полугодовые пики , связанные с достижением Землей наибольших гелиографичных широт. Автокорреляционная функция чисел Вольфа за данный год показала, что между положительными и отрицательными пиками имеется цикличность примерно равная 90 дням.
Изменчивость процессов, происходящих в биосфере, бесспорно, связана с солнечной активностью. В наше время существуют предположение, что солнечная активность (её минимумы) влияет на физиологию, психологию людей, а как следствие, на все факторы, связанные с человеческой деятельностью.
Литература
1. http/www/krugosvet.ru/articles/125/1012579/10125/a4.htm Гелиофизические связи
2. С.-И. Акасофу, C. Чепмен. Развитие центра активности. Солнечно-земная физика. 2-я часть. М. «Мир» — 1974. —с. 194-197.
3. И.П. Дружинин, Н.В. Хомянова. Выбор характеристик солнечной активности.// Солнечная активность и переломы хода природных процессов на Земле. М. «Наука» — 1969г. – с.13.
4. В.П Вязыцин. Природа пятен //Курс астрофизики и звездной астрономии том №3 М. «Мир» — 1964. — с. 61-62.
5. В.П Вязыцин. Магнитное поле пятен. Общее магнитное поле Солнца..//Курс астрофизики и звездной астрономии том №3 М. «Мир» — 1964. — с. 57.
6. Бакулин П.И., Канонович Э.В., Мороз В.И. Общие сведения о Солнце.// Курс общей астрономии. 5-е изд. М. «Наука» 1983 — с.265.
7. С.-И. Акасофу, C. Чепмен. М-потоки; межпланетная секторная структура и разрывы. Солнечно-земная физика. 2-я часть. М. «Мир» — 1974. —с.280-293.
8. С.-И. Акасофу, C. Чепмен. Магнитосферные бури.// Солнечно-земная физика. 2-я часть. М. «Мир» — 1974. —с.319-322.
9. С.-И. Акасофу, C. Чепмен. Солнце и межпланетные магнитные поля. Солнце как источник межпланетной секторной структуры. // Солнечно-земная физика. 2-я часть. М. «Мир» — 1974. —с.13.
10. С.-И. Акасофу, C. Чепмен. Магнитное поле Земли. Составляющие магнитного поля. // Солнечно-земная физика. 2-я часть. М. «Мир» — 1974. —с. 96-99.
11. С.-И. Акасофу, C. Чепмен. Геомагнитные индексы. // Солнечно-земная физика. 2-я часть. М. «Мир» — 1974. —с. 293-301.
12. А.М. Грецкий,Н.Н. Евсюков. Корреляционный анализ солнечно-земных связей.//Астрофизические приложения методов теории случайных функций. Харьков ХГУ 1988 —с.10-14.
13. И.П. Дружинин, Н.В. Хомянова.. Солнечная активность и переломы хода природных процессов на Земле. М. «Наука» — 1969г. – с.323.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Таблица 5
Автокорреляционная функция
Взаимнокорреляционная функция
Ар
Rw
m
Ар
Rw
Ap и Rw
8
136
0
1
1
-0,043418337
8
135
1
0,479214
0,891484405
-0,032346353
2
136
2
0,2362601
0,75712881
-0,006358507
3
142
3
0,2212125
0,603324564
0,037205603
2
118
4
0,0964894
0,457647913
0,082522988
2
98
5
0,0393132
0,32324094
0,10987131
7
90
6
0,0656402
0,207290476
0,117568707
11
100
7
0,0039018
0,109998494
0,092385046
2
121
8
-0,0375195
0,048297058
0,059495084
19
115
9
-0,0351303
0,004253873
0,02682969
27
129
10
-0,0524914
-0,010780692
0,001864774
17
129
11
-0,0636552
-0,024308911
0,000603082
13
124
12
-0,0180339
-0,023297191
0,006025588
8
122
13
-0,0913351
-0,015678333
0,022763809
7
104
14
-0,1147042
0,011263122
0,036970394
4
87
15
-0,0900614
0,045129909
0,055126233
8
74
16
-0,0203419
0,089272458
0,071638867
5
86
17
0,0410715
0,128538273
0,07249978
14
99
18
0,0474759
0,15623411
0,076967666
10
109
19
0,0540686
0,162322499
0,05540944
11
118
20
0,0754446
0,159601194
0,045723299
6
120
21
0,0996992
0,150926147
0,029195898
8
140
22
0,0857559
0,138651926
0,014629419
4
115
23
0,1812762
0,109614039
0,008907192
10
94
24
0,2494436
0,076498445
-0,005239299
8
106
25
0,1530436
0,047347525
-0,045942437
8
118
26
0,1761347
0,035047614
-0,029064068
7
121
27
0,217776
0,031960456
-0,021164192
4
116
28
0,0884773
0,030478354
-0,022349424
3
119
29
0,0744265
0,020734717
-0,038802115
6
112
30
0,12363
0,003535305
-0,087335761
14
113
31
0,0044973
-0,012855953
-0,11738497
19
135
32
-0,0335014
-0,028683285
-0,109299685
4
159
33
0,0684985
-0,047862021
-0,117414507
6
153
34
0,0085433
-0,068890926
-0,123895245
23
151
35
-0,0375829
-0,084925279
-0,114150682
22
125
36
-0,0100632
-0,100522647
-0,119140025
15
104
37
-0,063348
-0,096154562
-0,112206678
11
104
38
-0,0781112
-0,093039943
-0,092163737
11
110
39
-0,0682877
-0,087322278
-0,071548518
9
105
40
-0,0587905
-0,099526075
-0,081282005
14
109
41
-0,0576537
-0,118081799
-0,041537316
9
110
42
-0,0270442
-0,135020862
0,012954569
12
104
43
0,0084534
-0,166505443
0,066783526
3
92
44
0,0557459
-0,193146244
0,106890041
3
103
45
0,0447363
-0,220788931
0,132614053
5
79
46
0,0548359
-0,239884132
0,146020753
12
91
47
0,0805798
-0,251149379
0,152486723
11
80
48
0,0847666
-0,234010116
0,120250916
6
78
49
0,0630902
-0,201826605
0,07819627
8
95
50
0,1209761
-0,166331819
0,080623072
8
81
51
0,0990873
-0,129527758
0,04863746
8
84
52
0,0145549
-0,092981477
-0,028102599
4
94
53
0,0113397
-0,060652334
-0,044156542
5
99
54
0,0024735
-0,031708788
-0,071434715
6
121
55
-0,0608464
-0,003848406
-0,085279907
8
123
56
-0,0541288
0,021702056
-0,114540308
6
107
57
-0,0414586
0,024324856
-0,149752173
25
97
58
-0,0696189
0,020426976
-0,186051037
10
109
59
-0,0389993
0,022246583
-0,167098137
6
78
60
0,0656977
0,008545165
-0,142760838
11
112
61
-0,0219932
-0,00733864
-0,096748902
10
114
62
-0,0935731
-0,041139369
-0,063192189
21
106
63
-0,0614018
-0,067154588
-0,042466642
17
112
64
-0,0125294
-0,090177788
-0,009331003
9
93
65
-0,0375005
-0,100496957
0,023005533
4
79
66
-0,0014797
-0,105168
0,085112459
5
74
67
-0,0187064
-0,111633758
0,103032872
9
78
68
-0,0718499
-0,119338808
0,116183732
10
103
69
-0,0677408
-0,132155164
0,132387748
11
90
70
-0,0290101
-0,139219751
0,127473985
5
92
71
0,0217804
-0,134610717
0,13211084
3
87
72
0,0257696
-0,130858292
0,135095584
5
100
73
0,0192042
-0,128915641
0,137508921
3
94
74
0,0172377
-0,125149043
0,096499576
2
88
75
0,0019482
-0,113245989
0,043337328
14
92
76
-0,0085841
-0,099870667
0,025763105
19
76
77
0,0111599
-0,078285542
0,024869614
9
85
78
0,0218238
-0,047810908
0,039937981
7
95
79
0,0147391
-0,008286029
0,018103042
6
93
80
0,0176358
0,030317929
0,002735658
13
106
81
-0,011677
0,066952439
-0,040115854
45
111
82
-0,0526823
0,091704093
-0,087744933
7
109
83
0,0336655
0,107460558
-0,080271018
11
101
84
0,0627905
0,115806072
-0,097679314
4
115
85
-0,0497856
0,109428012
-0,096211809
2
107
86
-0,0651392
0,086566567
-0,080303161
5
114
87
-0,0385303
0,070373028
-0,044545734
20
111
88
-0,0388218
0,045501785
-0,030106111
20
125
89
-0,0523814
0,016975028
-0,015378244
18
116
90
-0,0177286
-0,003703376
-0,019953549
14
130
91
-0,0324916
-0,01375774
-0,052840166
14
126
92
-0,0275614
-0,019941712
-0,060901995
5
127
93
0,0011895
-0,017907731
-0,058831374
3
127
94
0,0241376
-0,007747783
-0,04355538
4
136
95
0,0241313
0,01184636
0,001208944
7
138
96
0,0043356
0,013464792
0,017315645
2
134
97
-0,0193706
0,015457404
0,034599191
3
148
98
-0,0214708
0,029523417
0,051956449
5
142
99
-0,0018771
0,051929806
0,076098935
15
152
100
-0,0142455
0,088650598
0,038783871
16
162
101
-0,0376194
0,122096433
-0,002087532
17
144
102
-0,0738232
0,142632013
-0,037045322
13
150
103
-0,0545084
0,162310984
-0,041888284
6
138
104
0,0248139
0,161644831
-0,036964747
7
113
105
-0,0424543
0,150911974
-0,019140264
62
94
106
-0,0218078
0,12259339
-0,005778694
63
106
107
0,056215
0,088849912
0,001749819
62
104
108
-0,0318495
0,057137403
-0,019424383
70
102
109
-0,0935358
0,039717948
-0,058198503
5
95
110
0,0010615
0,02451044
-0,08873203
11
93
111
0,0221797
0,018165422
-0,101385106
27
114
112
-0,0430894
0,013809296
-0,122796299
7
150
113
-0,0428667
0,003870924
-0,136255993
3
147
114
-0,0544136
-0,013758803
-0,132356256
3
101
115
-0,0437658
-0,026875371
-0,111233047
10
88
116
-0,0191289
-0,03483448
-0,072086263
20
71
117
-0,0276266
-0,033693959
-0,040042881
9
87
118
-0,0380482
-0,015874901
-0,024506919
7
85
119
0,0141197
0,009950393
-0,001317955
4
102
120
0,02684
0,041080372
0,019788642
5
114
121
0,0233023
0,077495903
0,000974991
5
149
122
0,0363263
0,09614216
0,031285849
4
166
123
0,0626462
0,101572369
0,021754125
3
172
124
0,021443
0,094654832
0,003125609
8
149
125
-0,0452167
0,066488613
0,001710189
8
157
126
-0,0687121
0,034504062
0,022846773
8
142
127
-0,0653697
0,005782552
0,041557949
6
126
128
-0,0558907
-0,024367996
0,053492583
15
133
129
-0,0753275
-0,050213665
0,045497212
49
138
130
-0,023204
-0,074709488
0,048391826
15
130
131
0,0331099
-0,093543986
0,025367832
8
104
132
-0,0013426
-0,103240409
0,001995983
29
76
133
-0,0224513
-0,103261669
-0,030834108
12
74
134
0,0022782
-0,094203053
-0,053132277
7
84
135
-0,0586191
-0,080248301
-0,086838195
5
86
136
-0,0699612
-0,05816303
-0,101005253
14
93
137
0,0237704
-0,029783146
-0,10494343
11
93
138
0,0083415
0,000938142
-0,100070932
10
107
139
-0,0045553
0,037386147
-0,085886499
10
121
140
0,0550228
0,075229123
-0,099606812
8
137
141
0,0307604
0,093319869
-0,095464048
78
136
142
0,058634
0,099736019
-0,069626015
2
128
143
0,1269622
0,101964797
-0,065461968
4
127
144
0,1086436
0,093043486
-0,024429602
7
121
145
0,0390211
0,066468681
0,016906625
22
123
146
0,036576
0,035110597
0,051793562
9
119
147
0,0114217
0,000240565
0,074391877
7
114
148
-0,0043813
-0,039380442
0,110156689
6
103
149
0,0161049
-0,073966267
0,151432517
3
120
150
-0,0086075
-0,090682718
0,168137357
4
124
151
-0,0600387
-0,085409657
0,152793168
16
129
152
-0,0800478
-0,082960128
0,117816078
10
133
153
-0,0738563
-0,075546963
0,07775756
13
150
154
0,0026852
-0,06274478
0,052886209
6
126
155
-0,0227987
-0,048118738
0,029014333
4
135
156
-0,0469697
-0,027205613
0,020459672
5
135
157
-0,0502587
-0,014904019
0,008729927
14
127
158
-0,0811191
-0,003669209
-0,00532463
8
113
159
-0,079125
0,001567337
-0,015782247
14
88
160
-0,0522484
0,00900334
-0,025817835
8
68
161
-0,0214382
0,028625174
-0,043393361
6
75
162
-0,0498675
0,043401897
-0,053873088
7
55
163
-0,001672
0,046172013
-0,05878772
4
73
164
0,101091
0,049738145
-0,04496468
4
70
165
0,1033242
0,042944449
-0,020232412
7
80
166
0,1681775
0,042837528
0,000735494
4
60
167
0,2343454
0,042432875
0,01056888
10
87
168
0,1634896
0,038017309
0,008727169
11
79
169
0,0826404
0,033938009
-0,001300209
5
74
170
0,1038285
0,028229203
0,029040829
7
57
171
0,0847623
0,020166538
0,042583703
6
57
172
0,0779898
0,017296323
0,076355645
9
65
173
0,0716859
0,01084341
0,102689723
5
74
174
-0,0043393
-0,002754294
0,103662051
8
76
175
-0,0488913
-0,016183883
0,09920611
5
74
176
-0,0462658
-0,031437367
0,098992402
2
66
177
-0,0615796
-0,036613428
0,089144894
2
60
178
-0,0552991
-0,037438678
0,085297065
5
66
179
-0,0305243
-0,03437216
0,068477987
12
72
180
-0,0391724
-0,026999212
0,057631655
14
58
181
-0,0486296
-0,016321011
0,050783661
5
61
182
-0,0128944
-0,005450397
0,064450981
4
80
183
-0,0338942
0,00576589
0,07299626
5
82
184
-0,0237459
0,01302134
0,065610738
12
88
185
-0,0154427
0,019054718
0,042569152
22
75
186
-0,0339494
0,023917457
0,014862521
8
66
187
0,0195921
0,026091844
0,014032426
8
63
188
0,0710448
0,033316945
-0,003929664
12
64
189
0,0540186
0,039562129
-0,029883282
7
58
190
0,0941402
0,047839698
-0,019606816
5
61
191
0,1089652
0,05855156
-0,005164023
19
52
192
0,0372673
0,058794635
0,010335995
6
72
193
0,0166457
0,07060813
0,029944527
2
78
194
0,066014
0,078758582
0,035101752
4
96
195
0,0172031
0,094702667
0,024290605
12
99
196
0,010791
0,101946194
0,015604852
20
91
197
0,0393637
0,08897393
0,013824365
5
92
198
0,0232185
0,065556619
0,024070816
10
83
199
0,0096718
0,051877807
0,037300295
18
77
200
-0,0107769
0,03463118
0,042297022
20
77
201
-0,0594354
0,014832443
0,039769665
16
91
202
-0,0645327
-0,011868151
0,038648566
17
121
203
-0,074246
-0,019179711
0,032887138
7
129
204
-0,0812464
-0,03268224
0,029905869
12
133
205
-0,0689304
-0,031674329
0,013446684
12
164
206
-0,0410754
-0,0264794
-0,011532282
17
182
207
-0,0417905
-0,020513522
-0,017994146
11
192
208
-0,0594247
-0,016199119
-0,012634485
10
181
209
-0,0713307
-0,013415717
0,010292732
6
174
210
-0,0335097
-0,01041856
0,052055701
7
148
211
-0,0389379
-0,009201237
0,060856821
25
137
212
-0,0295624
-0,013191333
0,037631716
42
132
213
-0,040322
-0,028320267
0,012471533
14
121
214
0,0549605
-0,042550338
0,010915526
13
95
215
0,073122
-0,047543207
0,011774853
4
84
216
0,0467915
-0,046522452
0,015273648
4
87
217
0,0655843
-0,039335707
0,039927122
4
88
218
0,0839476
-0,033681735
0,024342294
6
76
219
0,0005831
-0,023849602
-0,000195763
14
73
220
-0,0332249
-0,016176973
0,005174209
15
73
221
-0,0153628
0,000604875
-0,012111009
13
99
222
-0,0245943
0,019404892
-0,02913639
12
117
223
-0,0098293
0,047011613
-0,015182583
8
134
224
-0,0181159
0,065857185
-0,022145272
12
177
225
-0,0441091
0,075725371
-0,036262378
22
185
226
-0,039035
0,067651811
-0,022315543
11
174
227
-0,0427505
0,049904418
-0,009951147
8
186
228
-0,0511994
0,022971733
-0,020305863
21
179
229
-0,0757508
-0,013448138
-0,015005058
30
164
230
-0,0707062
-0,056012295
-0,01565109
30
140
231
-0,0579844
-0,098190226
-0,013355597
32
127
232
-0,046613
-0,128177735
-0,009455166
8
114
233
-0,0357756
-0,144306253
-0,012786252
7
123
234
-0,0482159
-0,157073002
-0,002058197
4
99
235
-0,0508083
-0,162743274
-0,008873898
5
98
236
-0,042032
-0,164856006
-0,014651506
16
79
237
-0,0442165
-0,159058173
0,003921845
13
80
238
-0,02232
-0,144543659
0,024604
7
81
239
-0,0145757
-0,12315147
0,043496306
8
82
240
-0,00985
-0,104439838
0,053592053
8
97
241
-0,0238497
-0,083434762
0,059578483
7
106
242
-0,024697
-0,065208749
0,040176665
11
120
243
-0,0233243
-0,05329976
0,02852502
8
136
244
-0,0192933
-0,046015307
0,020039271
7
147
245
-0,0185415
-0,031121387
0,011336817
42
144
246
-0,037692
-0,019225154
0,028410347
7
132
247
-0,0265572
0,000531198
0,01445552
7
118
248
-0,0052209
0,008478284
-0,009311131
57
120
249
-0,0292401
0,019068183
-0,007836763
36
124
250
-0,027161
0,019650801
-0,011364421
9
116
251
-0,0084985
0,031802422
0,010016454
24
118
252
-0,0201959
0,039541134
0,014162389
26
109
253
-0,0195217
0,029752939
0,020143171
14
109
254
-0,0119997
0,021349757
0,010546337
11
109
255
-0,0342476
0,009834082
-0,010662942
8
87
256
-0,0513297
0,000542148
-0,024941502
6
97
257
-0,0534701
-0,01207597
-0,029268871
6
99
258
-0,0474275
-0,026896188
-0,028573017
11
116
259
-0,0394863
-0,04096167
-0,017831346
14
121
260
-0,0210223
-0,058832461
0,002497364
15
112
261
-0,0135992
-0,065361822
0,02661077
4
114
262
-0,0165691
-0,065661325
0,039310757
6
106
263
-0,0041214
-0,072781454
0,050559745
6
108
264
0,0121846
-0,068972335
0,047097416
2
112
265
0,009205
-0,062982451
0,05044377
2
103
266
0,0062812
-0,057382781
0,042241857
2
111
267
-0,0219313
-0,046882812
0,038862709
5
90
268
-0,0409263
-0,036995314
0,044591994
6
90
269
-0,0390833
-0,02936246
0,050495025
5
80
270
-0,0204422
-0,027628248
0,050670509
4
76
271
-0,0399021
-0,028585488
0,063642626
28
64
272
-0,0408476
-0,029036116
0,0586674
67
58
273
-0,0643431
-0,024413706
0,066881475
53
70
274
-0,0523951
-0,015918131
0,063790962
45
67
275
-0,0433397
-0,00884217
0,047463369
64
60
276
-0,028799
0,004467724
0,0440688
28
76
277
-0,0205533
0,017237769
0,030582393
15
81
278
-0,0069036
0,033973265
0,022620902
48
79
279
-0,0269719
0,043664461
0,012912088
33
101
280
-0,0348378
0,049745941
-0,011964215
20
106
281
-0,0339474
0,045702782
-0,022957102
16
129
282
-0,032648
0,04330977
-0,022888906
6
121
283
-0,0197308
0,041306705
-0,002554332
6
122
284
-0,020512
0,038933712
0,004756284
5
119
285
-0,0219801
0,032396644
0,01140725
23
114
286
-0,00772
0,030811785
0,014592476
18
116
287
0,0037648
0,027143161
0,012186415
18
128
288
-0,0029743
0,026634245
0,016973865
13
110
289
0,009056
0,021574229
0,011027071
14
118
290
-0,0076661
0,021023679
0,007419142
14
120
291
-0,0182709
0,022833099
0,013827232
10
122
292
-0,0169825
0,014226793
0,012626319
8
93
293
-0,0164551
-0,003048314
0,023672068
10
88
294
-0,0221362
-0,013903284
0,031592945
11
77
295
-0,0158594
-0,022064897
0,050751518
63
73
296
-0,0055941
-0,021801979
0,05573478
39
77
297
-0,0025389
-0,024630648
0,046881536
27
81
298
0,000308
-0,026686244
0,035571736
25
84
299
-0,0051976
-0,032597819
0,018046075
19
87
300
-0,0191277
-0,035844694
0,003662442
14
114
301
-0,0263008
-0,035616501
0,01200624
16
120
302
-0,0153011
-0,037374454
0,021260425
20
110
303
-0,0212088
-0,03751734
0,01915095
7
124
304
-0,0130932
-0,03122317
0,020463885
28
115
305
-0,0111547
-0,029137899
0,019500006
35
123
306
-0,0121729
-0,019599245
0,002971801
23
107
307
-0,0221724
-0,011125285
-0,013122017
24
122
308
-0,0178035
0,001862969
-0,029405262
21
137
309
-0,0146722
0,011963291
-0,033855557
13
145
310
-0,0150848
0,016383286
-0,025095702
5
122
311
-0,0112956
0,01480321
-0,014892275
6
129
312
-0,0026837
0,020059174
-0,006121105
17
126
313
0,0035081
0,020844384
-0,000472798
12
114
314
0,0082665
0,021373852
-0,004820331
17
100
315
0,0056806
0,02316963
-0,007087417
13
94
316
-4,31E-05
0,016378945
-0,014728693
8
104
317
0,0065953
0,00929673
-0,013629465
12
102
318
5,848E-05
0,002103351
-0,006069741
7
89
319
-0,0062003
-0,00579111
0,00204441
7
91
320
-0,0028173
-0,006988617
0,013303669
10
93
321
0,0001706
-0,019078548
0,021970657
14
74
322
-0,0050465
-0,033619372
0,020663498
25
94
323
-0,0043359
-0,047484741
0,018048616
50
82
324
0,0013451
-0,059982549
0,018376997
26
79
325
0,0044386
-0,068062664
0,016896765
17
77
326
-0,0054047
-0,071427179
0,01776124
15
67
327
-0,0070953
-0,069659394
0,019243448
15
56
328
-0,0010882
-0,06722767
0,00835116
13
49
329
-0,000471
-0,061741476
0,002811715
24
68
330
-0,0012286
-0,053917546
0,006890193
12
70
331
-0,0051929
-0,051431874
0,004559342
14
61
332
-0,0088191
-0,046989202
0,004799438
16
61
333
-0,0061379
-0,044251862
0,004516166
18
72
334
-0,000827
-0,044485725
0,00483106
13
66
335
-0,0019963
-0,045380425
-0,003368181
11
64
336
0,0002286
-0,041214755
-0,010549898
12
80
337
-0,0027406
-0,031884274
-0,007147859
9
82
338
-0,0005492
-0,020555511
-0,002946564
9
82
339
-0,0047573
-0,008299556
-0,00259425
18
79
340
-0,0003674
-0,004311134
-0,004443432
12
98
341
0,0036426
-0,006444179
-0,008601095
6
107
342
0,0109473
-0,005696511
-0,009552312
5
94
343
0,0090491
-0,001359829
-0,008407519
4
74
344
0,0043624
0,001227582
-0,006689168
5
65
345
0,0018635
0,003235164
-0,005806754
4
75
346
0,0036543
0,005176655
-0,003887465
13
124
347
0,0042451
0,0059851
-0,002248408
8
119
348
-0,0009587
-0,001033777
-3,30869E-05
5
129
349
0,000175
-0,008019267
0,004631664
3
140
350
0,0034437
-0,012879428
0,005502546
3
134
351
-0,0013197
-0,014681673
0,00540414
25
134
352
-0,0111238
-0,013590582
0,009160471
21
124
353
-0,0075515
-0,015615173
0,005407224
21
112
354
-0,0090024
-0,017407939
0,001686469
10
104
355
-0,0082947
-0,019915579
0,000981504
24
75
356
-0,0067102
-0,024721359
0,006272394
20
57
357
-0,00624
-0,025655478
0,009993367
12
35
358
-0,0050479
-0,029505523
0,008575337
15
32
359
-0,001991
-0,033039677
0,007694378
37
29
360
-0,0011758
-0,034476955
0,00604559
19
27
361
0,0010245
-0,030861481
-0,00084647
13
31
362
0,0014704
-0,021783376
-0,002016537
11
29
363
0,0007777
-0,014456758
-0,001967605
7
33
364
0,0005798
-0,007137491
-0,001501542
Диаграмма №1 Автокорреляционная функция Ар-индекса за 2002 год
Диаграмма №2 Автокорреляционная функция Rw за 2002 год
Диаграмма №3 Взаимнокорреляционная функция Ар и Rw за 2002 год