Sun, solar activity, space weather, solar physics, space science, MHD, magnetohydrodynamics, plasma physics
Discipline
Astronomy (Council of Physical Sciences)
100 %
Ortelius classification: Astrophysics
Panel
Physics 1
Department or equivalent
Department of Astronomy (Eötvös Loránd University)
Participants
Forgácsné Dajka, Emese Zelmíra Korsós, Marianna Brigitta Marschalkó, Gábor Nagy, Melinda Talafha, Mohammed
Starting date
2018-09-01
Closing date
2022-08-31
Funding (in million HUF)
39.772
FTE (full time equivalent)
8.05
state
closed project
Summary in Hungarian
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára. Technikai civilizációnk kitettsége az űridőjárás változásainak egyre fokozódik. Egyre fontosabb ezért a változások fő mozgatórugóját jelentő naptevékenység jobb megértése és előrejelzése a legkülönbözőbb időskálákon. A 20. század utolsó évtizedeit jellemző erős naptevékenységi időszak a 21. század első évtizedében hirtelen véget ért. Ez a markáns változás felélénkítette az érdeklődést a naptevékenység egyik napciklusról a másikra történő változásainak okai, és előrejelzésének lehetőségei iránt.
Tervezett kutatásunk célja a nemlineáris visszacsatolási mechanizmusok illetőleg a véletlen fluktuációk szerepének tisztázása a naptevékenység ciklusközi változásaiban. Különösen azokat az újabb eredményeket szeretnénk alaposabb vizsgálatnak alávetni, melyek szerint egyes, szokatlan jellemzőkkel rendelkező, nagy, "betyár" aktív vidékek képesek lehetnek a naptevékenység rendes menetének erős és tartós befolyásolására. A vizsgálatok során elméleti modellezésre és az elérhető napmegfigyelésekre támaszkodunk. Szisztematikus megközelítési módunktól azt reméljük, az előrejelzési módszerek megbízhatóságának javulását eredményezheti, és így a következő napciklusra vonatkozó pontosabb előrejelzéseket is lehetővé tehet.
Mi a kutatás alapkérdése? Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek. Tisztázandó a paraméterek és és egyéb tényezők megválasztásának hatása felszíni fluxustranszport-modellekben és dinamómodellekben a nemlineáris visszacsatolásra és az egyes aktív vidékek dinamó-effektivitására.
Egyes aktív vidékek adatainak a modellekbe történő asszimilálásával javítandó a napciklusok előrejelzésének megbízhatósága.
Mi a kutatás jelentősége? Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának! Szisztematikus megközelítési módunktól azt reméljük, az előrejelzési módszerek megbízhatóságának javulását eredményezheti, és így a következő napciklusra vonatkozó pontosabb előrejelzéseket is lehetővé tehet.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára. Technikai civilizációnk kitettsége az űridőjárás változásainak egyre fokozódik. Egyre fontosabb ezért a változások fő mozgatórugóját jelentő naptevékenység jobb megértése és előrejelzése a legkülönbözőbb időskálákon. A 20. század utolsó évtizedeit jellemző erős naptevékenységi időszak a 21. század első évtizedében hirtelen véget ért. Ez a markáns változás felélénkítette az érdeklődést a naptevékenység egyik napciklusról a másikra történő változásainak okai, és előrejelzésének lehetőségei iránt.
Tervezett kutatásunk célja a különböző visszacsatolási mechanizmusok illetőleg a véletlen szerepének tisztázása a naptevékenység ciklusközi változásaiban. Különösen azokat az újabb eredményeket szeretnénk alaposabb vizsgálatnak alávetni, melyek szerint egyes, szokatlan jellemzőkkel rendelkező, nagy, "betyár" aktív vidékek képesek lehetnek a naptevékenység rendes menetének erős és tartós befolyásolására. A vizsgálatok során elméleti modellezésre és az elérhető napmegfigyelésekre támaszkodunk. Szisztematikus megközelítési módunktól azt reméljük, az előrejelzési módszerek megbízhatóságának javulását eredményezheti, és így a következő napciklusra vonatkozó pontosabb előrejelzéseket is lehetővé tehet.
Summary
Summary of the research and its aims for experts Describe the major aims of the research for experts. Space weather has an increasing impact on our technology-based civilisation. Understanding and forecasting its main driver, solar activity, on various time scales is therefore of prime importance. The period of strong solar activity characterizing the late 20th century came to an abrupt end in the first decade of the 21st century. This marked change has prompted increased interest in the origin of cycle-to-cycle variations in solar activity and in possibilities of predicting the amplitude of upcoming solar cycles.
The objective of our research proposal is to clarify the respective role played by nonlinear feedback mechanisms and stochastic fluctations in intercycle variations of solar activity. In particular, we wish to test and further constrain the recent proposal that large "rogue" solar active regions with unusual properties have the potential to disrupt the normal patterns of cyclic solar activity, triggering major changes in the behaviour of the Sun. For this, we will employ theoretical modeling and analysis of the solar observational record. Our systematic approach is expected to improve the reliability of solar cycle forecasting techniques, resulting in improved predictions for the upcoming solar cycle.
What is the major research question? Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments. Clarify the influence of parameters and other choices in surface flux transport and dynamo models on the general characteristics of the solar magnetic cycle, on nonlinear feedback effects and on the dynamo effectivity of individual active regions.
Improve solar cycle forecasting by assimilating actual observations of individual active regions into the source term of optimalized flux transport and dynamo models.
What is the significance of the research? Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field. Our systematic approach is expected to improve the reliability of solar cycle forecasting techniques, resulting in improved predictions for the upcoming solar cycle.
Summary and aims of the research for the public Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others. Space weather has an increasing impact on our technology-based civilisation. Understanding and forecasting its main driver, solar activity, on various time scales is therefore of prime importance. The period of strong solar activity characterizing the late 20th century came to an abrupt end in the first decade of the 21st century. This marked change has prompted increased interest in the origin of cycle-to-cycle variations in solar activity and in possibilities of predicting the amplitude of upcoming solar cycles.
The objective of our research proposal is to clarify the respective role played by feedback mechanisms and random fluctations in intercycle variations of solar activity. In particular, we wish to test and further constrain the recent proposal that large "rogue" solar active regions with unusual properties have the potential to disrupt the normal patterns of cyclic solar activity, triggering major changes in the behaviour of the Sun. For this, we will employ theoretical modeling and analysis of the solar observational record. Our systematic approach is expected to improve the reliability of solar cycle forecasting techniques, resulting in improved predictions for the upcoming solar cycle.
Final report
Results in Hungarian
A projekt keretében a naptevékenység hosszú távú változásainak eredetét vizsgáltuk, valamint előrejelzésének lehetőségeit. Ennek során elsősorban szoláris dinamómodellekre ill. a mágneses fluxusnak a napfelszínen zajló transzportját leíró elméleti modellekre támaszkodtunk. A projekt legfontosabb eredménye egy egyszerűbb, algebrai módszer kifejlesztése volt arra, hogy elõrejelezzük a Nap dipólmomentumának naptevékenységi minimumban felvett értékét, amelyrõl ismeretes, hogy a következő napciklus amlitúdóját jelzi előre. Ennek kapcsán bevezettük a dinamó-effektivitási szélesség fogalmát: ez azt a legnagyobb naprajzi szélességet jelöli, melyen szokatlan tulajdonságokkal rendelkező aktív vidék jelentős hatást gyakorolhat a következő napciklus menetére. Emellett kiterjesztettük (lényegében megdupláztuk) a poláris prekurzoron alapuló napciklus-előrejelzési módszer időbeli hatósugarát.
Results in English
The project investigated the origin of long-term variations in solar activity and possibilities of its forecasting, relying mainly on theoretical models of the solar dynamo and magnetic flux transport on the solar surface. The most significant individual achievement of the project has been the development of an algebraic method for the reconstruction and potentially prediction of the solar dipole moment value at sunspot minimum, known to be a good predictor of the amplitude of the next solar cycle. In relation with this the concept of dynamo effectivity range was introduced as the maximal heliographic latitude where an individual solar active region with unusual properties can have a major impact on the subsequent solar activity cycle. We also extended (effectively doubled) the temporal range of the polar precursor method for the solar cycle prediction.
