[論文レビュー] Estimates of the Height and Date of the 25th Cycle of Solar Activity

В. Н. Обридко, Dmitry D. Sokoloff+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2023

Solar and Space Plasma Dynamics被引用数 2

ひとこと要約

本研究では、太陽黒spot数の最大値が125.2 ± 5.6で、2023年後半から2024年初期にかけてピークに達する第25周期を中程度低周期と予測している。太陽周期の強度低下傾向は2000年以降に顕著であり、これを裏付けるために第5ゾナル磁気調和（l=5）の振幅と極地方の磁場反転時期を予測指標として用いている。

ABSTRACT

Further development of the work of Obridko et al. [1] based on recent data confirms the assumption that the 25th cycle of solar activity is a medium-low cycle. Its height is expected to be $125.2\pm5.6$, and the expected date of the maximum phase is the end of 2023 or the first quarter of 2024.

研究の動機と目的

• 磁気場調和解析を用いて第25周期の振幅とピーク時期を予測すること。
• 2000年代初頭以降、特に第23周期以降に顕著な太陽周期強度の低下傾向を評価すること。
• 第5ゾナル調和（l=5）と極磁場反転を、周期最大の指標として有効に使えるかどうかを検証すること。
• 極磁場強度と将来の黒spot数最大値を結びつけることで、太陽周期予測の精度を高めること。

提案手法

• 1976年から2022年までの太陽磁気場の変化をWMO（ウィルコックス太陽観測所）データを用いて分析。
• 軸対称磁場の第5ゾナル調和（l=5）を、太陽周期が重複する段階の代理指標として定量化。
• 太陽最小期に測定された極磁場強度（Bpol）を用い、線形回帰によりその後の黒spot数最大値を予測。
• 経験的式 SSNmax = 36.405 + 1.3666 × Bpol を適用し、第25周期のピークを推定。
• 2023年3月の極磁場反転イベントを追跡し、2023–2024年の黒spot数最大値のタイミングと整合することを確認。
• 第21周期から第24周期にかけての調和振幅の傾向を比較し、第25周期の予想される挙動を推測。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ゾナル調和および極磁場データに基づき、第25周期の予想される振幅は何か？
• RQ2 近年の周期において、極磁場反転のタイミングと黒spot数最大値の相関はどの程度か？
• RQ3 第5ゾナル調和（l=5）は、太陽周期最大の予測にどの程度信頼できる指標として機能するか？
• RQ4 2000年以降に顕著な低下が見られるg5,0調和振幅の変化は、第25周期の予測にどのように影響するか？
• RQ5 極磁場強度と将来の黒spot数最大値の間の経験的関係は、第25周期に信頼性を持って適用できるか？

主な発見

• 第25周期は中程度低周期と予測され、黒spot数最大値は125.2 ± 5.6である。
• 第5ゾナル調和（l=5）のピークは2022年半ばに達しており、これは低振幅周期と整合し、過去の周期と同様に黒spot数最大値の1～1.5年前に位置する。
• 2023年3月の極磁場反転と2023年6月の平均極磁場ゼロクロスは、黒spot数最大値の予想タイミングと整合している。
• 第22周期から第24周期にかけてのデータで校正された経験的式 SSNmax = 36.405 + 1.3666 × Bpol を用いることで、第25周期の最大値は125.2 ± 5.6と予測された。
• 最後の極磁場強度ピーク（65 µT）は2019年夏に記録され、予測された振幅を支持する。
• 2000年以降に顕著な低下が見られるg5,0調和振幅、特に第23周期以降の変化は、持続的な弱体化傾向を示しており、第24周期の低振幅と第25周期の予測と整合的である。