[논문]1987-2002년 태양흑점 관측자료 분석

김록순; 조경석; 박영득; 문용재; 김연한; 심경진

doi:10.5303/pkas.2003.18.1.025

1987-2002년 태양흑점 관측자료 분석
THE RELATIVE SUNSPOT NUMBERS FROM 1987 TO 2002 원문보기

In this paper, we have re-examined the relative sunspot numbers from June 1987 to December 2002 observed at Korea Astronomy Observatory. For this we determined conversion factors (K) for each year data to derive the relative sunspot numbers. The estimated conversion factor ranges from 0.57 to 1.09 and has a trend to decrease with time, which seem to depend on the several effects such as observational system, observation methods, and experience of an observer. Our analysis shows that the newly-determined relative sunspot numbers are in much better agreements with the international sunspot numbers than the previously-determined ones in which the conversion factors were determined only four times. This result implies that we should determine the conversion factor for each year data. From these investigations, we also identified one and half solar cycles form our relative sunspot number.

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문제 정의

이러한 방법을 통해 결정된 16년 동안의 흑점 상대수를 국제 흑점 상대수와 비교해보면 커다란 차이를 보여준다. 본 연구에서는 이러한 차이의 원인을 분석하고 그 차이를 최소화 할 수 있는 흑점상대수 계산 방법을 제시하고자 한다. II 장에서는 2002년의 관측자료를 정리하고 규격화 상수를 결정하여 흑점상대수를 구한다.

제안 방법

1987년 6월부터 2002년 12월까지 총 2, 987개의 흑점 관측 자료를 이용하여 매년 규격화 상수를 다시 결정함으로서 보다 명확한 11년 태양활동주기를 확인함으로써 문제점을 개선하였다. 그림 4와 그림 7을 비교하면 그 오차가 많이 줄어들었음을 볼 수 있다.
2002년은 태양활동이 극대기를 지나 감소하고 있는 시기이기 때문에 흑점상대수가 감소하는 것이 타당한 것으로 보인다. 그래서 2001년의 흑점관측 자료를 이용하여 새로운 규격화상수를 구하고 총흑점수에 적용하여 연평균 흑점상대수를 다시 구하였다. 그 결과 국제흑점상대수 Ⅲ.
본 연구에서는 먼저 2002년 관측된 자료를 정리하고 분석하여 흑점상대수를 계산하였으며 그 과정에서 그 동안의 규격화상수의 결정의 문제점이 있음을 확인하게 되었다. 16년간의 월별 흑점상대수를 월별 국제 흑점 상대 수와 비교한 결과 무시할 수 없는 오차가 있었다.
본 장에서는 그동안 축적된 자료로부터 태양의 주기성을 확인하기 위하여 이미 매년 논총(심경진 등, 1990~2002) 을 통하여 발표된 1987년 6월부터 2002년 12월까지 총 2, 987개의 흑점 관측 자료를 조사해서 문제점을 파악하고 새로운 상대흑점수를 구해서 그 문제점을 개선하였다.
그림 5 흑점상대수와 국제 흑점상대수의 차이

이러한 오차를 줄이기 위하여 16년 전체에 대하여 매해 총흑점수와 국제 흑점상대수 사이의 규격화상수를 새로 구하였다. 그림 6은 그 중 1999년부터 2002년까지 의총 흑점 수와 국제흑점상대 수에 대한 선형 회귀분석 은결과이다.
81)를 보여준다. 이를 부록에 포함된 92개의 총 흑점 수에 적용하여 흑점상대수를 계산하였다. 부록의 제12열의 국제 흑점상대수 Ri 는 National Geophysical Data Center ( ftp://ftp.

대상 데이터

2002년 1월 2일부터 12월 30일까지 1년간의 흑점관측 자료 166개를 부록에 나타내었다. 한국천문연구원의 20cm 굴절망원경의 관측 자료는 모두 74개였고, 건물공사 중이던 3월부터 6월 사이에는 관측을 할 수 없어 보현산의 태양 플레어 망원경(SOFT)의 자료 92개를 사용하였다.
166개를 부록에 나타내었다. 한국천문연구원의 20cm 굴절망원경의 관측 자료는 모두 74개였고, 건물공사 중이던 3월부터 6월 사이에는 관측을 할 수 없어 보현산의 태양 플레어 망원경(SOFT)의 자료 92개를 사용하였다. 부록에서 관측 일시 다음의 제3, 4열, 제5, 6열은 태 양면 북반구, 남반구에서 관측된 흑점 군과 개개의 흑점 수 이며 제 7, 8열은 태양 남북 반구의 합으로 주어진 그날 관측된 총 흑점군과 흑점 수 값이다.

데이터처리

흑점상대수(Rk)를 구하기 위하여 망원경으로 관측된 총 흑점 수(R=10g+f)와 국제흑점상대수(Ri) 사이의 선형 회귀분석(Linear Least Square Method)을 이용하였다. 그림 2 와 3은 두 망원경으로부터 구한 흑점수와 국제 흑점상대수 사이의 관계를 각각 보여준다.

이론/모형

흑점상대수 Re R=K(10g+f)로 정의되며 여기서 g는 흑점 군의 수, f는 개개 흑점의 총수, K는 어떤 기준값에 맞추기 위한 계수로서 각 태양천문대의 규격화상수가 된다. 이때 기준값으로 Brussel에 있는 흑점지수 자료센터 (Sunspot Influences Data analysis Center ; SIDC)가 발표하는 국제 흑점상대수 (International Relative Sunspot Number) Ri를 사용한다. 따라서 규격화 상수 K값은 많은 관측 자료에 의하여 얻어진 관측소 고유의 값이 된다.

성능/효과

그림 5는 흑점상대수와 국제 흑점상대수의 차이를 그린 것으로 규격화상수를 새로 결정한 시점들을 표시하였다. 16 년간의 월별 흑점상대수를 월별 국제흑점상대수와 비교한 결과 무시할 수 없는 오차가 있음을 알 수 있다. 그리고 흑점수가 작은 극소기보다 흑점 수가 큰 극대기에 더욱 큰 오차가 있음을 볼 수 있다.

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