태양주기별 흑점수의 프랙탈 차원과 최대흑점수의 상관관계

Abstract

프랙탈 차원은 연속적으로 관측된 불규칙한 자료의 성질을 정량적으로 표현하는 파라메터이다. 본 연구에서는 프랙탈 차원을 이용하여 태양 흑점수의 불규칙한 변동을 분석하고 다가오는 태양주기의 최대흑점수를 예측하였다. 이를 위하여 우리는 SIDC(Solar Influences Data analysis Center)에서 제공하는 1850년부터 2004년까지의 일일흑점수를 이용하여 Higuchi의 방법으로 각 태양주기의 프랙탈 차원을 결정하고 같은 태양주기 동안의 최대 월평균 흑점수와 비교하였다. 그 결과 프랙탈 차원과 최대 월평균 흑점수는 강한 역비례 관계를 보였다. 이러한 관계를 이용하여 태양활동 극소기부터 활동이 증가되는 기간인 4년동안의 흑점수만을 이용하여 프랙탈 차원을 구하고 다가올 극대기의 최대 월평균 흑점수를 예측한 결과 관측된 최대흑점수와 0.89의 좋은 상관관계를 보였다. The fractal dimension is a quantitative parameter describing the characteristics of irregular time series. In this study, we use this parameter to analyze the irregular aspects of solar activity and to predict the maximum sunspot number in the following solar cycle by examining time series of the sunspot number. For this, we considered the daily sunspot number since 1850 from SIDC (Solar Influences Data analysis Center) and then estimated cycle variation of the fractal dimension by using Higuchi's method. We examined the relationship between this fractal dimension and the maximum monthly sunspot number in each solar cycle. As a result, we found that there is a strong inverse relationship between the fractal dimension and the maximum monthly sunspot number. By using this relation we predicted the maximum sunspot number in the solar cycle from the fractal dimension of the sunspot numbers during the solar activity increasing phase. The successful prediction is proven by a good correlation (r=0.89) between the observed and predicted maximum sunspot numbers in the solar cycles.