太阳黑子活动周期的分析

太阳黑子活动周期的分析 一、引言 太黑子是人们最早们们也是人们最熟悉的一们太表面活们。因们太部磁们们阳阳阳内 生们化～太黑子的量不是固定的～着们们的们化而上下波们～每隔一定阳数并它会随 们们到一最高点～们段们们就被之们一太黑子周期。会达个称个阳太黑子的活们呈们阳周期性们化是由施瓦们首次们们的。沃们夫 (R.Wolfer)们而推算出11年的周期们律。们们上～太黑子的活们阳 们呈11年的周期们化～们有海耳在究太黑子磁们分布们们们的研阳22年周期～格莱斯堡等人们们的80年周期以及蒙德小期等。由于太黑子的活们们律其们们～极阳极 们至今日科家们仍在努力究其在的们律和特性。事们上～们太黑子活们们律的学研内阳 研究不们具有理们意们～而且具有直接的们用需求。太黑子的活们呈们周期性们化的阳～沃们夫(R.Wolfer)根据在们去的288 年(1700年~1987 年)们每年太黑子出们的量阳数和大小的们们据推算出数11 年的周期们律。我们利用Matlab强大的据们理数与仿真功能～们Wolfer数从阳们行功率们密度分析而可以得到们太黑子活们周期的们们。二、们们原理 在们们们中～们Wolfer数序列做FFT们们后得到Y;们度们n,～只取其前个数 据的功率们密度的们们。原因是们域们散的们序列的傅立们们们们于具有周期性估离叶 且偶们的们域特性～因此称Y的前据已们包含了个数Wolfer数的全部信息。根 据DFT的们域们位与DTFT的们域们位的表们系式以及达与f们们们系～可以看出与 f呈们性们系～同们地～因们Y的前据已们包含了个数Wolfer数的全部信息～只 取前据分析功率个数-们率们们～们们的坐们们们取。;注,横们采们们率,三、们成流程们与111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111四、们们步们及容内 (1) 们取据们制数并Wolfer们～们察太黑子的活们们象。程序如下,阳 load sunspot_sun.dat %们取据数 year=sunspot(:,1); %们取年信息份 wolfer=sunspot(:,2); %们取黑子活们据数 figure%新建们像 plot(year,wolfer) %画出们域们 xlabel('Years'); ylabel(' Sunspot Data '); title('Sunspot Data') %们注们坐们横和们们 pause 们楚起们～出部分们们段清画(如们们中采取们始50年)的Wolfer 们们行们察。程序如下, figure plot(year(1:50),wolfer(1:50),'b.-'); %用前50年据做们数 xlabel('Years');ylabel(' Sunspot Data '); title('At the first 50 years') %们注横们坐们和们们 (2) 们已们得到的Wolfer数们用FFT 技们分析的们化们律。程序如下,它 Y = fft(wolfer); %们全部据做数FFT Y(1)=[]; %由于算法们们～Y(1)们所有fft数弃个们之和～因此需舍第一点 pause 们察Wolfer数在FFT分析后得到的在们平面中的分布们。程序如下, figure plot(Y,'ro') %在们平面做们～空心点 title('Fourier Coefficients in the Complex Plane'); xlabel('Real Axis'); %们注坐们们’们部’横 ylabel('Imaginary Axis'); %们注们坐们们’部’虚 pause (3) 功率们率的们系曲们们被定们们周期们。用周期们法们 与Wolfer 数们行功率们密度分析。程序如下, figure n=length(Y);%取FFT们果们度们n power = abs(Y(1:n/2)).^2; %取前n/2个数据求其功率 nyquist = 1/2; %取最大们率们0.5 freq = (1:n/2)/(n/2)*nyquist; %将FFT们们们DTFT plot(freq,power) %画周期们 xlabel('cycles/year');title('Periodogram') pause 们楚起们～们功率和们率的前清50个它分量作的周期们。程序如下, figure plot(freq(1:50),power(1:50)) %们们察方便～取前50年据做们数 xlabel('cycles/year') pause (4) 确阳清画与数定出太黑子的活们周期。们楚起们～出功率周期;们率的倒,的们系曲们们。程序如下, figure period=1./freq; %将横坐们们位们们们年/周期 plot(period,power);%画周期们 axis([0 50 0 2e+7]); ylabel('Power'); xlabel('Period (Years/Cycle)');%们位们年/周期 pause (5) 在功率周期们系曲们们中们出功率的最高点～们位置们们的周期们们与太黑子活们周阳期。 hold on; index=find(power==max(power));%找横即阳到们率最大点～们点坐们们太黑子周期 mainPeriodStr=num2str(period(index)); plot(period(index),power(index),'r.', 'MarkerSize',25);%用们心点指出们点 text(period(index)+2,power(index),['Period = ',mainPeriodStr]);%文字们注们点 hold off; 五、们们们果分析们们与 们们得出的太黑子的活们周期们阳11.0385年,与沃们夫得出的11年的周期们律一致～们明们们们果正。我们们们们的建们是老们在们上可以们们们出一段们们们们用于生们行们们～们们确学 会个体会将数比就一人在那做的效率要高。就是上了们们们之后我知道了如何字信号很们理上的知们们用于们们～收们大。