Abstract

Solar activity changes with about 11-year periodicity, two 11-year cycles form a complete 22-year magnetic cycle of the Sun. Solar cycle 25 has recently begun, and it is important to know in advance what and when it will be at its maximum. The paper predicts the maximal sunspot (Wolf) number in solar cycle 25 separately in the northern and southern hemispheres. The absolute value of the polar magnetic field near the cycle minimum was used as a precursor of the cycle maximum. The values of solar polar magnetic field measured at the Wilcox Solar Observatory of Stanford University since 1976 and sunspot numbers in the N- and S-hemispheres in 1975–2020 (in solar cycles 21–24) are analyzed. For the time interval 1992–2020, sunspot numbers in the N- and S-hemispheres were used according to SILSO (http://sidc.oma.be/SISLO, Version 2.0), and for the time interval 1975–1992, sunspot numbers were taken from the paper (Temmer et al., 2006, Astron. Astrophys. 2006, 447, 735) and reduced to the modern SILSO scale. Sunspot numbers in minima and maxima as well as corresponding times in solar cycles 21–24 in the N- and S-hemispheres were found. The correlation coefficient at different time lags between the smoothed monthly sunspot number and the modulus of the Sun’s polar magnetic field in the northern and southern hemispheres has been calculated. It was found that maximal correlation coefficients between these parameters are 0.587 at a time lag of 4.76 years in the N-hemisphere and 0.680 at a time lag of 5.45 years in the S-hemisphere. A qualitative forecast of maximal sunspot numbers in solar cycle 25 in the N- and S-hemisphere was obtained when the graphs of the polar fields were shifted forward in time relative to the sunspot numbers graphs by 4.76 and 5.45 years, respectively. This indicates that solar cycle 25 will be slightly stronger than the previous cycle. Using the absolute values of the mean polar magnetic fields during the 2 years interval just before the cycle minimum in the N- and S-hemispheres as precursors we found that predicted maximal sunspot numbers in the N- and S-hemisphere are 66 ± 17 and 83 ± 21, respectively. This quantitatively confirms that solar cycle 25 will be slightly (4–10%) more active than the previous one.

中文翻译：

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太阳周期25的预测：N半球和S半球的最大值

摘要

太阳活动以大约11年的周期变化，两个11年的周期构成了完整的22年的太阳磁周期。太阳周期25最近已经开始，重要的是要事先知道什么以及何时将达到最大。本文分别预测了北半球和南半球太阳周期25中的最大太阳黑子（Wolf）数。接近最小循环的极磁场的绝对值被用作最大循环的前兆。自1976年以来在斯坦福大学威尔科克斯太阳天文台测得的太阳极磁场值和N，S上的太阳黑子数。分析了1975–2020年的半球（太阳周期21–24）。在1992–2020年的时间间隔中，根据SILSO（http://sidc.oma.be/SISLO，版本2.0）使用了N和S半球的黑子数，而在1975–1992年的时间间隔中，则使用了黑子数量取自论文（Temmer等，2006，Astron。Astrophys。2006，447，735），并缩减为现代的SILSO规模。在南半球和南半球发现了太阳黑子数的最大值和最小值以及太阳周期21-24的相应时间。计算了北半球和南半球平滑的每月黑子数与太阳极性磁场模量之间在不同时间滞后的相关系数。发现这些参数之间的最大相关系数在4个时间滞后为0.587。在北半球是76年，在北半球是5.45年，时差为0.680。当极地图相对于黑子数图分别向前移动4.76年和5.45年时，就获得了N和S半球太阳周期25中最大太阳黑子数的定性预测。这表明太阳周期25将比前一个周期稍强。使用在N和S半球最短周期之前的2年间隔内的平均极性磁场绝对值作为前兆，我们发现N和S半球的最大太阳黑子数的预测值为66±17和分别为83±21。这从数量上证实了太阳周期25的活跃度将比前一个周期稍高（4–10％）。在S半球有45年的历史。当极地图相对于黑子数图分别向前移动4.76年和5.45年时，就获得了N和S半球太阳周期25中最大太阳黑子数的定性预测。这表明太阳周期25将比前一个周期稍强。使用在N和S半球最短周期之前的2年间隔内的平均极性磁场绝对值作为前兆，我们发现N和S半球的最大太阳黑子数的预测值为66±17和分别为83±21。这从数量上证实了太阳周期25的活跃度将比前一个周期稍高（4–10％）。在S半球有45年的历史。当极地图相对于黑子数图分别向前移动4.76年和5.45年时，就获得了N和S半球太阳周期25中最大太阳黑子数的定性预测。这表明太阳周期25将比前一个周期稍强。使用在N和S半球最短周期之前的2年间隔内的平均极性磁场绝对值作为前兆，我们发现N和S半球的最大太阳黑子数的预测值为66±17和分别为83±21。这从数量上证实了太阳周期25的活跃度将比前一个周期稍高（4–10％）。当极地图相对于黑子数图分别向前移动4.76年和5.45年时，就获得了N和S半球太阳周期25中最大太阳黑子数的定性预测。这表明太阳周期25将比前一个周期稍强。使用在N和S半球最短周期之前的2年间隔内的平均极性磁场绝对值作为前兆，我们发现N和S半球的最大太阳黑子数的预测值为66±17和分别为83±21。这从数量上证实了太阳周期25的活跃度将比前一个周期稍高（4–10％）。当极地图相对于黑子数图分别向前移动4.76年和5.45年时，就获得了N和S半球太阳周期25中最大太阳黑子数的定性预测。这表明太阳周期25将比前一个周期稍强。使用在N和S半球最短周期之前的2年间隔内的平均极性磁场绝对值作为前兆，我们发现N和S半球的最大太阳黑子数的预测值为66±17和分别为83±21。这从数量上证实了太阳周期25的活跃度将比前一个周期稍高（4–10％）。这表明太阳周期25将比前一个周期稍强。使用在N和S半球最短周期之前的2年间隔内的平均极性磁场绝对值作为前兆，我们发现N和S半球的最大太阳黑子数的预测值为66±17和分别为83±21。这从数量上证实了太阳周期25的活跃度将比前一个周期稍高（4–10％）。这表明太阳周期25将比前一个周期稍强。使用在N和S半球最短周期之前的2年间隔内的平均极性磁场绝对值作为前兆，我们发现N和S半球的最大太阳黑子数的预测值为66±17和分别为83±21。这从数量上证实了太阳周期25的活跃度将比前一个周期稍高（4–10％）。