PREDICTION OF 23rd SOLAR CYCLE USING THE STATISTICAL & PRECURSOR METHOD
저자
발행사항
서울 : 경희대학교 대학원, 2000
학위논문사항
학위논문(석사)-- 경희대학교 대학원: 우주과학과 2000
발행연도
2000
작성언어
한국어
주제어
KDC
443.7 판사항(4)
발행국(도시)
서울
형태사항
67p. : 삽도 ; 26 cm.
소장기관
태양 활동은 지자기 교란(geomagnetic disturbance), 양성자 사태(proton event), 고층 대기 밀도 증가로 인한 위성의 저항력 증가, 전파 통신 장애 등의 문제로 태양-지구 환경에 영향을 주고 있다. 현재 태양 활동 주기 23은 1996년 5월에 시작되었으며 태양 활동의 극대기가 곧 다가올 것으로 예보되고 있다. 태양 활동의 최대 영역에서는 위와 같은 현상들이 상당히 증가하고 따라서 위성 및 전자, 전파, 통신 시스템에 많은 피해가 예상되고 있다.
태양 활동 23주기의 활동성에 대한 예보는 이미 22주기가 끝나기 전부터 많은 학자들이 예보해 왔다. 데이터의 주기성과 통계적인 면에 기초한 학자(Zhang Guiqing & Wang Huaning, 1997; Hanslmeier et al, 1999)들은 극대기의 태양 상대 흑점 수를 130개미만의 평범한 활동에서 160개까지로, 확장 주기(Extend Solar Cycle)에 기초한 Precursor 방법을 사용한 Wilson(1990), Denkmayer & Cugnon(1996), Kane(1997) 등은 137 -177 사이의 큰 값으로 예보했다.
본 연구에서는 일반적으로 잘 알려진 태양 활동의 11년, 22년 주기 외에 주기 21과 주기 22에 대하여 더 짧은 단주기 성분을 분석하여 1000일( = 0.001) 미만의 성분으로 주기 21에서는 27.1일, 28.0일, 52.1일, 156.3일, 333.3일 등과 주기 22에서는 26.5일, 27.1일, 28.9일, 54.1일, 154일, 176.7일, 384.6일 등이 있음을 확인하였다.
또한 태양 활동 예보의 두 가지 방법 - 통계적 방법과 프리커서 방법 - 을 사용하여 태양 활동 주기 23 을 예보했다. 데이터 처리는 회귀분석(Regression Method)과 최소자승법(Least Square Method)을 사용하였는데 그 결과 통계적 방법에 의하면 2000년 2월에서 7월 사이 극대기에 도달하며 상대 흑점 수의 최대값은 114.3 - 122.8 (13달 평균)로 예보했으며, 프리커서 방법을 사용한 경우에는 118 - 171(13달 평균 흑점 수)의 다양한 활동성을 예보했다.
현재 23주기는 33개월이 진행되어 극대기를 얼마 남겨 두지 않았기에 13달 평균 상대 흑점 수와 10.7cm radio flux, 지자기 관련 지수 자료를 지금까지의 패턴들을 역대 주기의 패턴들과 비교한 결과, 13달 평균 상대 흑점 수를 이용한 통계적 방법으로 예측한 상대적으로 작은 예보 수치를 지지해 주고 있으며 프리커서 방법에 사용한 지수 중에서 이 비슷한 결과를 가져와 23주기의 프리커서 방법의 새로운 지수로 사용 가능함을 알 수 있었다.
23rd Solar cycle has already begun at May of 1996 year, it is expected to be reached the maximum amplitude of cycle sooner or later. Maximum activity region of solar cycle will increase solar activity such as geomagnetic disturbance, proton event and so on, and these solar activity will affect solar-terrestrial environment, radio communication, human's health and scientific data. If reliable solar activity forecasts were available, We can protect human life, technical system and satellite's life from many problem occurred from effect of solar activity.
Many solar cycle's predictors have already been published cycle 23's maximum amplitude and the maximum activity's period before cycle 22 finished. Scholars based on periodic, statistical characteristics predicted solar relative sunspot number below about 130 - 160 (Zhang Guiqing & Wang Huaning, 1997; Hanslmeier et al, 1999) and scholars based on precursor method using extended solar cycle predicted about 137 - 177 (Wilson, 1990; Denkmayer & Cugnon, 1996; Kane, 1997).
In this study, we will analysis short term period of solar cycle 21, 22 except for well-known 11 year or 22 year period of solar activity. It found that period's components below 1000day () present 27.1, 28.0, 52.1, 156.3 333.3 day's period in cycle 21, 26.5, 27.1, 28.9, 54.1, 154, 176.7, 384.6 day's period in cycle22. Components included two cycles at the same time are about 27, 28, 53, 155 day's period.
We have made intensive calculations on the maximum relative sunspot number and the date of solar maximum of 23rd solar cycle, by using the statistical and precursor methods to predict solar activity cycle. According to our results of solar data processing by statistical method, solar maximum comes at between February and July of 2000 year and at that time, the smoothed sunspot number will reach to 114.3 ∼ 122.8, while precursor method gives rather dispersed value of 118∼171 maximum sunspot number.
It is found that prediction by statistical method using smoothed relative sunspot number is more accurate than by any method to use any data of 10.7cm radio fluxes and geomagnetic indexes, from the full analysis of solar cycle pattern of these data. In fact, current ascending pattern of 23rd solar cycle supports positively our predicted values. Predicted results by precursor method for indexes show similar values to those by statistical method. Therefore, these indexes can be used as new precursors for the prediction of 23rd or next solar cycle.
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