De Nederlandse samenvatting Magnetische activiteit van de zon heeft de volgende inhoud:
1. Inleiding
2. De zonnecyclus
2.1 De zonnevlekkencyclus
2.2 Andere periodes
3. De zonnedynamo
3.1 Het dynamo-proces
3.2 Plaats van de dynamo
3.3 Stellaire dynamo's
4. De aardse dynamo
5. Schets van de aanpak gevolgd in dit proefschrift
5.1 Problemen in de traditionele aanpak
5.2 Ensemble-middeling
5.3 De eindige magentische energie methode
5.4 Samenvatting van het proefschrift
Literatuur
De paragraven die hier beschikbaar zijn, zijn aangegeven met de gebruikelijke verwijzingen. (Vanwege typografische redenen moest de notatie in de teksten hier en daar ietwat aangepast worden.) De rest van deze samenvatting bevat teveel details voor weergave hier, waardoor enkele begrippen in de beschikbare teksten enigszins uit de lucht komen vallen. Als u geïnteresseerd bent, zend me een boodschap en ik stuur u een kopie van deze samenvatting.

 

Magnetische activiteit van de zon

1. Inleiding

De aarde bezit een magneetveld met globaal gesproken een dipoolstructuur: een noord- en zuidpool die ongeveer samenvallen met de geografische polen. De zon heeft ook een magneetveld, maar dat lijkt op het eerste gezicht chaotisch over het oppervlak verdeeld te zijn. Met name in een brede band rond de evenaar komen zowel magnetische noord- als zuidpolen voor. Het magnetisch veld nabij de polen van de zon is meestal wel van één polariteit, en bij de ene pool tegengesteld aan de polariteit bij de andere pool. Maar het magneetveld van de zon heeft niet een echt duidelijke dipoolstructuur.

Het grootschalige magneetveld van de zon vertoont een cyclisch gedrag met een periode van circa 22 jaar. Dat wil zeggen dat de noord- en zuidpool van het magneetveld elke 11 jaar van plaats verwisselen. De oorzaak van deze magnetische cyclus is nog lang niet duidelijk. De belangrijkste processen die een rol spelen zijn turbulentie in een bolvormige schil (de zgn. convectiezone) direct onder het oppervlak van de zon en rotatie in die schil. Zowel turbulentie als rotatie verplaatsen materiaal (geïoniseerd gas) in de convectiezone en het magneetveld wordt daarbij meegesleept: de magnetische veldlijnen worden uitgerekt, vervormd en verspreid. De combinatie van processen die de magnetische cyclus in stand houden heet een dynamo.

De reden om dynamo-processen in de zon te bestuderen is in de eerste plaats fundamenteel van aard: 's mensens nieuwsgierigheid naar de vraag hoe het allemaal werkt. De magnetische activiteit van de zon heeft echter ook merkbare invloeden op aarde. Een grotere magnetische activiteit van de zon betekent bijvoorbeeld, dat er meer geladen deeltjes vanuit de ruimte in de hogere lagen van de aardatmosfeer terechtkomen, waar zij elektrische stromen opwekken die het aardmagneetveld verstoren. Deze zgn. geomagnetische stormen zijn de oorzaak van onder andere het noorder- en zuiderlicht boven de polen (aurorae), en van storingen in het radioverkeer en in (satelliet-)electronica.

Een markant voorbeeld is de geomagnetische storm van 12-14 maart 1989, welke veroorzaakt werd door een verhoogde stroom deeltjes afkomstig van zonnevlammen (uitbarstingen van gas aan het oppervlak van de zon welke verbonden zijn met sterke magneetvelden) op 5, 9 en 10 maart 1989. De geomagnetische activiteit bleef gedurende enkele dagen op een extreem hoog niveau; recordwaarden werden daarbij waargenomen. Tijdens deze storm waren er aurorae zichtbaar tot beneden 40 graden breedte, kompasnaalden weken enkele graden af, en een groot aantal communicatie- en navigatiesystemen raakte verstoord. In oost-Canada vond de ernstigste verstoring plaats: enkele elektriciteitscentrales -- met een totaal vermogen van 21.500 MW -- vielen binnen een paar minuten uit, waardoor 6 miljoen gebruikers zo'n 9 uur verstoken waren van elektriciteit.

Als de zon magnetisch actiever is zet de aardatmosfeer iets uit, waardoor laagvliegende satellieten sterker afgeremd worden en dus sneller naar de aarde terugvallen. Zo ging de satelliet SMM (Solar Maximum Mission), gebouwd om de magnetische activiteit van de zon te bestuderen, in december 1989 ten onder juist door een verhoogde zonne-activiteit. Ook de samenstelling van de aardatmosfeer verandert met de zonnecyclus als gevolg van veranderingen in de ultravioletstraling afkomstig van de zon. Zo neemt de ozonconcentratie in de hogere luchtlagen iets toe als de zon actiever is. Verder is het mogelijk dat de gemiddelde temperatuur op aarde varieert met veranderingen in de zonne-activiteit op langere termijn.

Veranderingen in de magnetische activiteit van de zon hebben dus duidelijke effecten op de aarde en haar omgeving. Omdat de fysische verbanden tussen oorzaak en gevolg slecht bekend zijn, is het leggen van een directe relatie tussen de individuele processen nogal lastig. Daarnaast is de relatie tussen opeenvolgende periodes van de zonnecyclus onzeker, zowel qua duur van de periode als sterkte van de activiteit. De belangrijkste reden voor dit laatste probleem is dat er nog maar sinds kort (ca. 300 jaar) waarnemingen beschikbaar zijn. Voorspellingen van bijvoorbeeld geomagnetische stormen zijn derhalve moeilijk te geven.

Enkele aspecten van de zonnecyclus worden hierna kort beschreven, alsmede in globale zin de dynamo-processen die verantwoordelijk geacht worden voor de magnetische cyclus van de zon. Er zijn nog meer processen in de zon die (mogelijk) betrokken zijn bij de dynamo-werking, maar die vallen buiten het bestek van deze tekst. Dynamo-processen zoals die in de zon voorkomen, spelen ook een rol bij het aardse magneetveld. Dat veld lijkt constant te zijn, maar is het niet: in het verleden zijn er omkeringen van de magnetische polen geweest; bovendien is het veld niet constant in richting en sterkte tussen twee van dergelijke ompolingen in.

Door naar paragraaf 2. De zonnecyclus

Terug naar de proefschrift pagina

 
Jos van Geffen -- Home  |  Site Map  |  Contact Me

last modified: 26 May 2001