Long-term solar variability in a hybrid Babcock-Leighton solar dynamo model
Thèse ou mémoire
2018-10 (octroi du grade: 2019-03-13)
Directeur·trice·s de recherche
Cycle d'études
MaîtriseProgramme
PhysiqueRésumé·s
Le but de cette étude est d’élucider le comportement à long terme du cycle d’activité magnétique
solaire, en particulier l’origine physique des épisodes prolongés d’activité fortement
réduite ou amplifiée (Grand Minima et Maxima). Les principales questions abordées dans ce
mémoire sont les suivantes: Les Grand Minima / Maxima relèvent-ils d’un processus stochastique?
Sont-ils associés à des modes dynamo distincts? Est-ce que leur déclenchement peut
être représenté par un processus de Poisson? Quels sont les mécanismes physiques à l’origine
de ces événements irréguliers? Comment la dynamo sort-elle de ces modes extrêmes? Quel
est le mécanisme qui favorise l’aggrégation des Grand Minima? Quel est le mécanisme responsable
du changement de parité lors de ces événements extrêmes? Les réponses à ces
questions sont recherchées via une approche de modélisation numérique basée sur un modèle
hybride de la dynamo solaire Babcock Leighton. Les séries temporelles résultantes de
l’activité solaire simulée et les statistiques de Grand Minima et Maxima sont comparées
à leurs homologues déduits des reconstructions cosmogéniques de l’activité solaire passée
basée sur les radionucléides cosmogéniques. On constate qu’avec différentes combinaisons de
valeurs de paramètres dans des intervals raisonables, il est possible de reproduire un comportement
solaire à long terme en accord avec les données des radionucléides cosmogéniques. The purpose of this study is to shed some light on the long-term behavior of the solar magnetic
activity cycle, in particular the physical origins of the extended episodes of strongly suppressed
or enhanced activity (so-called Grand Minima and Maxima). The primary questions
that are tackled in this thesis are as follows: Is the occurrence of Grand Minima/Maxima
a stochastic process? Are they associated with distinct dynamo modes? Is their triggering
due to a Poisson-like processes? What are the physical mechanisms that cause these irregular
events? How does the dynamo enter and exit from these extreme modes? What is the
underlining mechanism that makes Grand Minima cluster? What is the mechanism which
is responsible from parity change during these extreme events? Answers to these questions
are sought via a modelling approach based on a hybrid Babcock Leighton solar dynamo
model. The resulting simulated solar activity time series and the statistics of Grand Minima
and Maxima are compared to their counterparts inferred from reconstructions of the past
solar activity based on cosmogenic radionuclides. With different combination parameter values
within a reasonable range, it is possible to reproduce solar-like long-term behavior in
agreement with radionuclide data.
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