行星运动与太阳自转角速度22年周期变化

Tlatov(2007)研究认为,太阳活动和太阳磁场变化的22年周期,可能与太阳自转速度的变化有关.可是关于太阳自转速度为什么呈现出22年的变化周期,尚未见到有说服力的解释.本文通过对行星会合指数、行星系质心绕太阳系质心的运动、太阳绕太阳系质心运动以及太阳自转角动量变化的分析,发现行星系统的会合与相互背离,导致了太阳系质心与太阳质心的背离和靠近,从而引发太阳绕太阳系质心旋转角动量与太阳自转角动量的分离与叠加.由此认为,这两种角动量间的转换是太阳自转角速度呈现22年周期性变化的原因.太阳自转速度极小值对应于行星会合指数极大值;而太阳自转速度极大值对应行星会合指数极小值.其中平均11年左右为太阳自转加速期,另外11年则为太阳自转减速期.这一发现,可能为太阳活动与太阳磁场变化22年周期的成因机制的解释提供一个新的线索.     

行星会合指数变化与太阳绕太阳系质心运转的周期

本文创建了行星会合指数(K)运动学方程,通过定义的行星会合指数可以指代行星会合与相背离的程度,进而发现太阳(S)绕太阳系质心(C)运动的轨迹、形态变化特征.对该运动学方程构建的图像分析发现,太阳绕太阳系质心转动有近半程时间,太阳系质心是处于太阳本体之内.以质量为权重求出了行星系质心运日运动的恒星周期,从而获得了太阳绕太阳系质心运转的真正周期为21.8192年(约22年),并得到了太阳绕太阳系质心运动的轨迹.     

太阳轨道运动—太阳磁场变化与地球高层大气温度准22年周期循环的联系

基于创建的行星会合指数运动学方程,获得了太阳绕太阳系质心的运动周期为准22年.太阳轨道运动周期和北半球高空大气温度场准22年变化周期二者具有极大的相关性.在整个太阳系角动量守恒的前提下,得到太阳轨道角动量和太阳自转角动量之和守恒.理论上,通过太阳绕转和自转角动量间的转换,建立了行星会合指数与全球高层大气温度场变化的对应关系,进而在大气温度场变化与太阳活动之间建立了联系,并对全球气候变化的成因机制进行了新的探索.     

行星会合运动与太阳引潮力的周期性分析

行星会合指数和太阳引潮力指数是行星系统相对于太阳的两个重要指标,在分析行星系统对太阳影响方面具有重要意义.为探究行星系统会合运动及其引发太阳引潮力的周期吻合性,本文对行星会合指数和太阳引潮力指数两指标进行数值模拟,提供了百年、千年尺度的时间序列.对1450—2000AD期间的行星会合指数和太阳引潮力指数进行索周分析,显示行星会合指数存在显著的准19.88年、39.37年、12.94年、25.54年的周期规律,其中19.88年、39.37年的周期性较强、12.94年、25.54年的周期性较弱;太阳引潮力指数存在准11.99年、24.04年、35.99年、48.03年的强周期和4.0年、5.97年、7.98年、16.01年的弱周期.同时,利用功率谱和Morlet小波分别对行星会合指数和太阳引潮力指数进行周期性分析,分析结果与索周分析结果一致.行星会合指数和太阳引潮力指数存在相近的周期性规律又存在不同的周期性特征,反映了两指标的变化特征;行星对太阳正、反垂点产生大小近似相等、方向相反的引潮力,当行星会合指数处于极大或极小值时太阳引潮力指数都将达到极大值.行星对太阳引潮力的复杂性导致太阳引潮力...     

地球自转角速度长周期变化对太阳轨道运动特征的一种响应机制

地球自转角速度的季节性和年变化的成因已达成基本共识,但更长时间尺度的周期性变化成因尚无定论,它们或归因于太阳活动、日月引潮力、地壳反弹、大气圈波动或行星摄动的影响等.直至目前,地球自转变化的规律和机制还没有完全弄清楚.研究发现:根据行星会合指数(K)标定太阳轨道运动特征的方法是可行的.通过对行星会合指数(K)的FFT检测发现太阳轨道运动周期与前人研究的地球自转日长(LOD)变化周期具有极强的相关性.太阳轨道运动在受到行星系统力矩作用的同时,致使近日行星轨道运动受到太阳引力作用的波动影响而产生扰动.受太阳巨大引力作用的牵制,导致地球轨道角动量和太阳轨道角动量的变化具有正相关关系.根据地球轨道角动量和自转角动量之和守恒,进而推断地球自转角速度的变化对太阳轨道运动特征的响应,这在思想方法上是一种突破.     

基于行星会合指数对太阳轨道运动特征的分析

运用刘复刚和王建(2013a)创建的行星会合指数K指代太阳绕太阳系质心运动时,一般情况,行星系质心是和木星位于太阳一侧.当其它3颗大质量行星(或其它7颗行星)和木星分居在太阳两侧,并且这4颗大质量行星(或8颗行星)与太阳近似排成直列的状态时,行星系质心则处在木星相反一侧,这时造成了太阳绕太阳系质心顺时针旋转的假象.本文对这一认识进行了澄清,并通过图示的方法定性地解释了太阳在一个行星系统平均轨道会合周期内角速度的变化特征.相当太阳系质心(C)从太阳本体旋出直到C再次旋进太阳本体这一时段,太阳轨道运动是处在减速期;而当C旋进直到旋出太阳本体这一时段,太阳轨道运动处在加速期.并将其运动特征与太阳轨道角动量的变率进行了对比,这将为揭示太阳活动规律的动力学机制提供了一种可能途径和新的思想方法.     

太阳轨道运动长周期性韵律的成因

太阳轨道运动具有双世纪(约200年)和哈尔斯塔(约2500年)长周期规律.这两个周期可以通过行星会合指数方程获得.根据图像获知,这两个太阳轨道运动周期都是由太阳最基本的22年轨道运动周期集合而成.太阳轨道运动的22年周期和太阳活动的22年磁周期是一一对应的.本文通过行星会合指数图像与太阳轨道运动角动量变率(Jose,1965)图像和树木年轮-珊瑚综合指标所指代的太阳活动图像(Charvátová,2000)的比对,以及对太阳轨道运动角动量与太阳自转角动量呈负相关关系的分析,认为太阳的自转运动规律决定着太阳自身的活动规律.从而得出,行星会合指数不但可以指代太阳的轨道运动规律,同时也可指代太阳的活动规律.     

太阳活动Hallstatt周期及太阳活动周强弱变化的预测

基于之前创建的行星会合指数运动学方程,发现太阳质心具有平均准22年向太阳系质心靠近(有时近似重合)的轨道运动周期.在整个太阳系角动量守恒的前提下,推出太阳自转角动量和太阳绕转角动量之和守恒.二者角动量转换造成太阳自转角动量变化和太阳绕转角动量变化具有互为反向的准22年变化规律.太阳自转角速度变化(dω/dt)图像与太阳黑子磁性指数图像具有一致对应关系,这种对应关系可以从物理机制上对太阳活动周相位变化和太阳活动强弱变化进行解释,这为预测太阳活动提供了一种有效方法.本研究为太阳活动替代性指标指代的双世纪周期和2403年哈尔斯塔(Hallstatt)周期规律找到了理论根据.     

基于行星会合指数对太阳系结构变化的自禀赋特征的辨析

基于太阳系质心坐标系论证了太阳和行星系质心同步绕太阳系质心运动的命题.对K指数的研究发现,太阳系结构演变可导致选定的太阳质心坐标系的性质具有周期性变化的特征.太阳系结构变化可以从K指数的量值上予以区分.当行星系统处在K=Kmax和K=Kmin分布状态时,所揭示的正是整个太阳系结构演变的两种性质相反的极端状态.太阳轨道运动的复杂性主要是指太阳轨道运动具有向太阳自转运动转变的周期性变化特征.K指数除了具有指代太阳轨道运动极半径的变化特征之外,还近似具有与木星同步绕转的方向周期.理论分析获得:太阳轨道运动角动量的变化可导致太阳自转角动量和行星系统轨道角动量的变化,这对进一步探讨地球轨道运动扣自转运动的变化机制具有重要的参考价值.     

论太阳轨道运动三定律及运动特征

日心说是一种思想革命,它将太阳系坐标原点从地心移到日心.但这种革命并不彻底,因为日心又在绕太阳系质心运动.其实,太阳系的其他天体都是绕太阳系质心运动.类比行星轨道运动特征,本文将太阳轨道运动概括为三个基本定律:第1定律,太阳和行星系质心相对太阳系质心同步运动,其运行轨迹近似为绕太阳系质心旋进和旋出的连续变化的叶形曲线....     

天文气候学10万年问题的研究

为了研究第四纪晚更新世(约100万年前到2万年前)古气候的周期变化以及在轨道尺度上气候系统对太阳辐射的响应,本文发展了适合于非线性非平稳数据的分析方法即经验模态分解(EMD),对太阳辐射古气候记录进行了分析,进而重新认识了地球轨道周期变化影响下的太阳辐射的气候意义.研究结果表明,太阳辐射中偏心率的影响是相当大的,而不是以前认为的不到1%的影响,至少它是和太阳辐射的黄赤交角,岁差波段的信号是可以相比拟的.     

太阳绕太阳系质心运动22年周期及其与太阳活动的联系

对于太阳活动22年周期的成因机制长期存在着争论.本文借助于行星会合指数以及开普勒第三定律,对太阳绕太阳系质心运动周期进行了分析计算.结果发现,太阳绕太阳系质心运动存在22.1826年显著周期,这与太阳磁场变化的22.20年周期相吻合.并从太阳系角动量守恒的角度解释了两者之间的成因联系:在太阳绕太阳系质心运动的准22年周期中,太阳系质心与太阳质心逐步接近而后逐步分离.当两个质心之间的距离接近零的时候,太阳轨道角动量与自转角动量叠加,会导致太阳自转角速度的加快;当两个质心之间的距离逐渐远离的时候,则导致太阳自转角速度的减慢.这可能是引发太阳活动和太阳磁场变化的原因.这一新认识为太阳活动准22年周期成因机制的解释提供了新的线索和依据.