Новая модель Пермского политеха позволяет предсказывать солнечные циклы с беспрецедентной точностью
Специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали уникальную математическую модель для точного прогнозирования солнечной активности на полный 11-летний цикл.
Солнечные явления – вспышки, пятна и выбросы массы – напрямую влияют на земную инфраструктуру, климат и самочувствие людей. Наиболее мощные из них провоцируют геомагнитные бури, способные нарушать работу космических спутников и энергосетей. В целях защиты критически важных систем и углубленного изучения процессов на Солнце и в космосе, ученые по всему миру ведут постоянный мониторинг и прогнозирование солнечной активности.
Большинство современных прогностических моделей дают прогнозы только на короткие интервалы – от нескольких часов до полугода. По данным пермских исследователей, существующие модели часто не учитывают в полной мере сложные физические процессы, происходящие внутри Солнца, такие как движение плазмы, конвекция и механизмы формирования магнитного поля.
Группа ученых из ПНИПУ совместно с учениками Политехнической школы разработала математическую модель, которая, в отличие от существующих аналогов, способна предсказывать солнечную активность на полный 11-летний период, учитывая динамику плазмы и трансформацию магнитных полей.
Основой их работы стала теория солнечного динамо, которая изучает эволюцию магнитных полей на Солнце.
Как объясняет научный руководитель проекта, магистрант кафедры «Математическое моделирование систем и процессов» ПНИПУ Георгий Ташкинов: «Солнце – это не твердое тело. Оно состоит из раскаленной плазмы, слои которой могут двигаться относительно друг друга. В результате этого движения формируются и постоянно изменяются магнитные поля – они вращаются и растягиваются то вдоль экватора, то поперек. Этот процесс и есть солнечное динамо, которое определяет 11-летний цикл звезды, силу и конфигурацию ее магнитного поля, а также появление пятен и вспышек».
Модель, созданная командой Ташкинова, базируется на уравнениях, описывающих эти процессы, что позволяет точно воспроизводить 11-летний солнечный цикл.
Для проверки эффективности модели специалисты сравнили полученные результаты с данными наблюдений за последние 40–50 лет. Модель показала высокую степень совпадения с реальными показателями – свыше 90 процентов. Новый отечественный продукт продемонстрировал более высокую точность прогнозов по сравнению с популярными зарубежными аналогами.
