Раздел 2). Для точного определения положения максимума спектры вычислялись с шагом по гармонике ?m от 0.01 до 0.001.
При обработке рядов положительных и отрицательных значений СМПС,
А, 10-4 мкТл2
Рис.4.6. Спектры рядов всех измерений СМПС (сплошная линия), положительных и отрицательных значений СМПС (линии с крупными и мелкими штрихами соответственно) для 21 цикла (1975?1986 гг.).
в которых количество значений СМПС равно N* (N+ или N-), шаг по гар-монике равнялся ?m* = ?m ? N*/N. При этом шаг по периоду в районе иссле-дуемого пика был одинаков для ряда всех значений СМПС и рядов поло-жительных и отрицательных значений СМПС.
На рис. 4.6 приведены спектры СМПС для частотного диапазона, соот-ветствующего периодам вращения Солнца для 21 цикла. По оси абсцисс отложен период в сутках, по оси ординат - амплитуда в мкТл2. Как известно, доминирующие пики спектра мощности СМПС этого частотного диапазона отражают квазижесткое вращение крупномасштабных магнитных полей в отдельных широтных зонах. Наиболее мощный пик имеет значение около 27 суток (основной период вращения), он отражает вращение СМПС в приэкваториальных областях. Из рис. 4.6 видно, что несовпадение профилей пиков спектров рядов положительных и отрицательных значений СМПС обу-словлено несовпадением положений максимумов этих пиков и их амплитуд.
Значение периода, соответствующего точному положению максимумов доминирующих пиков пересчитывались в угловую скорость вращения. Напо-мним, что периодам вращения, полученным из спектров СМПС, соответству-ют зоны их квазижесткого вращения. Поэтому можно рассматривать зависи-мость угловой скорости вращения не от широты, а от периода ее вращения.
На рис. 4.7 приведена кривая зависимости разности угловых скоростей вращения магнитных структур противоположной полярности от значения доминирующих пиков спектра (периодов вращения СМПС). По оси ординат отложено разность угловой скорости вращения структур противоположной полярности в градусах, по оси абсцисс - период в сутках.
Разность угловой скорости вращения структур противоположной поляр-ности, полученная по всему станфордскому ряду, т.е. для интервала 1975-2002 гг. (верхний график рис. 4.7), изменяется с широтой и почти всюду сос-тавляет несколько тысячных градуса за сутки. Исключение составляют широ-ты, вращающиеся с периодами 27.35, 28.3 и 28.9 суток (что соответствует широтам ?17?, 30? и 35? согласно формуле Снодграса [125]), где разность угловых скоростей вращения равна нескольким сотым градуса за сутки (треугольники на графике).
Разбиения интервала 1975-2002 гг. на отдельные циклы дает следующие результаты: в 1976-2002 гг. в приэкваториальной области скорость вращения структур положительной полярности превышала скорость вращения струк-тур отрицательной полярности, на высоких широтах (соответствующих пери-одам ?28-29 суток, что соответствует, согласно формуле Снодграса [125], широтам 25?-35?) быстрее вращались магнитные структуры отрицательной полярности (разность ?P отрицательна). Разность угловой скорости враще-ния в 21 цикле в приэкваториальных областях (для широт с периодом враще-ния ?26.8-28.8 суток) составляет ? ?0?.04, для более высоких широт (вра-щающихся с периодом ?29.7 суток) - ??0?.04, что количественно хорошо согласуется с результатом, полученным Латушко для этого же интервала времени [111].
Рис.4.7. Зависимость разности угловой скорости вращения магнитных полей противоположной полярности от значения доминирующих периодов вращения СМПС. Объяснения к рисунку даются в тексте
В 1968-1976 гг. (крымские измерения СМПС) картина противоположная - на низких широтах быстрее вращались структуры отрицательной поляр-ности, на высоких - структуры положительной полярности. Такая же картина следует из маунт-вилсоновского ряда измерений СМПС, однако, более быст-
трое вращение структур положительной полярности наблюдается не только на высоких широтах, но также и на более низких широтах (соответствующих периоду ?27.4 сут или приблизительно 20?). Полученый результат является следствием того, что маунт-вилсоновский ряд (1970?1982 гг.) частью совпадает с крымским рядом (1970?1976 гг.), частью - со станфордским ря-дом, анализ которых дает противоположные результаты.
Таким образом, скорость вращения магнитных структур проти-воположной полярности в исследуемый период времени была различной, причем, если на низких широтах больше скорость вращения магнитных структур одной полярности, то на высоких широтах - другой. В 1975-2002 г. на широтах быстрее вращались магнитные структуры положительной полярности (на ?0.032?0.068 ?/сут), на средних широтах - отрицательной полярности (на ?0.02?0.043 ?/сут). В 1968-1975 гг. на низких широтах скорость вращения отрицательных структур была на ?0.024 ?/сут больше угловой скорости вращения магнитных структур положительной полярности, на высоких широтах - на ?0.023 ?/сут медленнее.
4.5. Долговременные вариации
Группа пиков в низкочастотном диапазоне спектров временных рядов крупномасштабных магнитных полей обусловлена их долговременными ва-риациями. В этом параграфе приведены результаты исследования вариаций СМПС от года до десятилетий. Для этой цели нами исследовались как спек-тры рядов напряженности СМПС так и полярности СМПС.
На рис. 4.8 приведены спектры СМПС низкочастотного диапазона от-дельно для 21, 22 и 23 циклов (1?3 графики сверху), а также для интервала 1975?2003 гг. (нижний график). Для улучшения спектрального разрешения спектры строились с шагом по гармонике ?m=0.01. По оси ординат отложена частота в 1/сут., по оси абсцисс - амплитуда в мкТл2. Для удобства сравнения структуры спектров различных рядов на верхнем графике возле некоторых пиков приведены значения их периодов в годах. Долговременные вариации,
Рис. 4.8. Спектры рядов СМПС для различных интервалов наблюдений в области долговременных вариаций
определенные по ряду напряженности СМП