Солнечная активность – это совокупность физических процессов, происходящих на Солнце и в его окрестностях, которые проявляются в виде солнечных пятен, вспышек, корональных выбросов массы (КВМ), радиационных всплесков и полярных сияний․ Данные о солнечной активности собираются в течение десятков лет, а в некоторых случаях – более двух столетий․ Их архивы являются фундаментом для исследований в области космической погоды, климатологии и геофизики․

Зачем нужен архив солнечной активности?

• Научные исследования – анализ длительных временных рядов позволяет выявлять циклические закономерности (например, 11‑летний солнечный цикл) и редкие экстремальные события․
• Прогнозирование космической погоды – исторические данные служат обучающей базой для моделей, предсказывающих геомагнитные бури, которые могут влиять на спутники, энергосистемы и связь․
• Климатология – связь солнечной радиации с климатическими изменениями исследуется на основе многолетних наблюдений․
• Техническое планирование – космические миссии, полёты в верхних слоях атмосферы и наземные инфраструктуры используют архивные данные для оценки рисков․

Основные источники архивных данных

Международный центр солнечной активности (SIDC / SILSO)

Сайт SILSO предоставляет графики и таблицы числа солнечных пятен начиная с 1700 года․ Данные включают:

• Годовые и месячные средние значения․
• Смoothed Sunspot Number (SSN) – сглаженное число пятен, используемое в большинстве прогнозов․
• Индексы активности (например, Wolf number)․

Мировая сеть наземных радиационных наблюдений (МЦРД)

МЦРД издаёт бюллетень «Солнечная радиация и радиационный баланс», в котором собраны результаты наблюдений за:

• Солнечной радиацией․
• Радиационным балансом земной поверхности․
• Продолжительностью солнечного сияния․

Данные доступны с 2018 года, однако из‑за технических сбоев отдельные записи могут быть временно недоступны․

Архив полярного сияния и солнечной активности

Содержит информацию с 1996 года по настоящее время․ Включает годовые индексы SAMax – максимальное число солнечных пятен и полярных сияний за год․ Особый интерес представляют годы, когда SAMax ≥ 3 (т․н․ «пиковые» годы)․

Исторические проконсервированные данные

Для более глубокого анализа используют:

• Реконструкцию концентраций нитратов в ледяных кернах (данные 1576‑1991 гг․) – позволяют оценить солнечную активность до начала систематических наблюдений․
• Космогенный радиоуглерод – показатель галактических космических лучей, коррелирующий с солнечной активностью․

Как выглядит архивный набор данных?

Форматы файлов

• CSV / TXT – простые таблицы с датой, числом пятен, индексами F10․7, K‑индексом и др․
• NetCDF – используется для пространственно‑временных наборов (например, карты солнечной радиации)․
• JSON – удобен для веб‑приложений и API‑запросов․

Пример строки CSV

2022-07-01, 84, 73․5, 2․3, 6

Где столбцы означают: дата, число солнечных пятен, радиофлюенс 10․7 см (F10․7, в с․у․), K‑индекс, аппаратный индекс полярного сияния․

Ключевые параметры солнечной активности

1. Число солнечных пятен (Sunspot Number) – основной показатель, измеряемый визуально и автоматически․
2. Радиофлюенс 10․7 см (F10․7) – измеряется в солнечных единицах (с․у․) и коррелирует с уровнем ультрафиолетового излучения․
3. К‑индекс (Kp) – глобальный геомагнитный индекс, отражающий интенсивность магнитных бурь․
4. AE‑индекс – локальный показатель активности авроральных электросфер․
5. Скорость и направление КВМ – важны для оценки риска для спутников․

Циклы солнечной активности

Исследования, проведённые Робертом Вольфом, показали, что средний период солнечного цикла составляет ≈ 11․11 лет․ На основе архивных данных (1700‑настоящее время) выделяют следующие типы циклов:

• Сильные циклы – максимумы > 150 SSN (например, цикл 19, 1957‑1968, максимум 201 SSN)․
• Слабые циклы – максимумы < 70 SSN (цикл 24, 2008‑2019, максимум 116 SSN, но с длительным минимумом)․
• Гранд‑минумы и минимумы – длительные периоды низкой активности (Мауна, Дейл, Гольдман)․

Таблица примеров (год, среднее годовое число пятен):

Проблемы и ограничения архивных данных

• Технические сбои – как указано в источнике, некоторые записи могут быть временно недоступны из‑за проблем с оборудованием․
• Разнородность методов – до 1970‑х годов наблюдения велись визуально, позже – автоматизировано, что приводит к небольшим систематическим смещениям․
• Географический охват – наземные станции сконцентрированы в умеренных широтах; полярные регионы менее покрыты․
• Калибровка инструментов – необходимость периодической перекалибровки радиометров и спектрометров․

Как получить доступ к архиву?

1. Перейдите на официальный сайт SILSO и выберите раздел Data → Sunspot Number․
2. Для полярных сияний используйте Archive of Aurora and Solar Activity (доступен через NASA Aurora Archive)․
3. Если требуется автоматический доступ, используйте API SILSO: https://api․sidc․be/silso/․

Пример практического применения

Исследователи из Института космических исследований использовали архивные данные 1996‑2025 гг․ для построения модели предсказания геомагнитных бурь на 3‑дневный срок․ Модель была обучена на комбинации:

• Число солнечных пятен (SSN)․
• F10․7 см․
• K‑индекс․
• Исторические события КВМ․

Результат: точность предсказания Kp ≥ 5 достигла 78 %․

Архив солнечной активности – это неоценимый ресурс для науки и практики․ Он охватывает более чем три столетия наблюдений, включает разнообразные параметры (от числа пятен до радиационных измерений) и постоянно пополняется новыми данными․ Несмотря на технические ограничения, современные онлайн‑платформы позволяют быстро получать нужную информацию, а открытые API делают возможным автоматизацию анализа․

Для всех, кто интересуется космической погодой, климатом или просто хочет понять, как Солнце влияет на нашу планету, рекомендуется регулярно обращаться к указанным архивам и использовать их в своих проектах․

Полезные ссылки:

• SILSO – международный центр солнечной активности
• NASA Aurora Archive