VARIATION OF GLOBAL AND LOCAL FLOWS IN THE SOLAR CONVECTION ZONE DURING ACTIVITY CYCLES 24 AND 25

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Convection, differential rotation, and meridional circulation of solar plasma are studied based on helioseismic data covering the period from May 2010 to August 2024, significantly prolonged compared to that previously considered. Depth variation in the spatial spectrum of convective motions indicates a superposition of differently scaled flows. The giant-cell-scale component of the velocity field demonstrates a tendency to form meridionally elongated (possibly banana-shaped) structures. The integrated spectral power of the flows is anticorrelated with the solar-activity level in the near-surface layers and positively correlates with it in deeper layers. An extended 22-year cycle of zonal flows (“torsional oscillations” of the Sun) and variations of the meridional flows are traced. A secondary meridional flow observed at the epoch of the maximum of Solar Cycle 24 to be directed equatorward in the subsurface layers is clearly manifest in Cycle 25.

About the authors

A. V. Getling

Lomonosov Moscow State University, Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics

Email: a.getling@mail.ru
Moscow, Russia

A. G. Kosovichev

New Jersey Institute of Technology

Newark, USA

References

  1. . S. Couvidat, J. Zhao, A.C. Birch, A.G. Kosovichev, T.L. Duvall, K. Parchevsky, and P.H. Scherrer, Solar Phys. 275(1–2), 357 (2012).
  2. J. Zhao, S. Couvidat, R.S. Bogart, K.V. Parchevsky, et al., Solar Phys. 275(1–2), 375 (2012).
  3. A.V. Getling, A.G. Kosovichev, and J. Zhao, Astrophys. J. Letters 908(2), id. L50 (2021).
  4. A.V. Getling and A.G. Kosovichev, Astrophys. J. 937(1), id. 41 (2022).
  5. W. Herschel, Proc. Roy. Society London Ser. I 1, 20 (1800).
  6. A.B. Hart, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 114, 17 (1954).
  7. R.B. Leighton, R.W. Noyes, and G.W. Simon, Astrophys. J. 135, 474 (1962).
  8. А.В. Гетлинг, А.А. Бучнев, Астрон. журн. 87(3), 286 (2010).
  9. L.J. November, J. Toomre, K.B. Gebbie, and G.W. Simon, Astrophys. J. Letters 245, L123 (1981).
  10. V. Bumba, R. Howard, and S.F. Smith, Astron. J. 69, 535 (1964).
  11. G.W. Simon and N.O. Weiss, Zeitschrift fur Astrophysik 69, 435 (1968).
  12. G.A. Glatzmaier and P.A. Gilman, Astrophys. J. Suppl. 45, 351 (1981).
  13. J.G. Beck, T.L. Duvall, and P.H. Scherrer, Nature 394(6694), 653 (1998).
  14. D.H. Hathaway, L. Upton, and O. Colegrove, Science 342(6163), 1217 (2013).
  15. F.H. Busse, Astrophys. J. 159, 629 (1970).
  16. F.H. Busse, Phys. Fluids 14, 1301 (2002).
  17. F.H. Busse and C.R. Carrigan, J. Fluid Mech. 62, 579 (1974).
  18. R. Muller, H. Auffret, T. Roudier, J. Vigneau, G.W. Simon, Z. Frank, R.A. Shine, and A.M. Title, Nature 356(6367), 322 (1992).
  19. M. Rieutord, T. Roudier, H.G. Ludwig, A. Nordlund, and R. Stein, Astron. and Astrophys. 377, L14 (2001).
  20. D.H. Hathaway and L.A. Upton, Astrophys. J. 908(2), id. 160 (2021).
  21. O.V. Shcheritsa, A.V. Getling, and O.S. Mazhorova, Phys. Letters A 382(9), 639 (2018).
  22. J.H. Jeans, Proc. Roy. Society London Ser. A 102, 554 (1923).
  23. R. Carrington, Observations of the Spots on the Sun: From November 9, 1853, to March 24, 1861, Made at Redhill (London: Williams and Norgate, 1863).
  24. H.W. Newton and M.L. Nunn, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 111, 413 (1951).
  25. H.B. Snodgrass, Astrophys. J. 270, 288 (1983).
  26. R. Howard, J.M. Adkins, J.E. Boyden, T.A. Cragg, T.S. Gregory, B.J. Labonte, S.P. Padilla, and L. Webster, Solar Phys. 83(2), 321 (1983).
  27. H.B. Snodgrass and R.K. Ulrich, Astrophys. J. 351, 309 (1990).
  28. N. Meunier, Astrophys. J. 527(2), 967 (1999).
  29. J. Zhao, A.G. Kosovichev, T.L. Duvall, Jr., Astrophys. J. Letters 607(2), L135 (2004).
  30. M.J. Thompson, J. Toomre, E.R. Anderson, H.M. Antia, et al., Science 272(5266), 1300 (1996).
  31. А.И. Лебединский, Астрон. журн. 18(1), 10 (1941).
  32. Л.Л. Кичатинов, Успехи физ. наук 175(5), 475 (2005).
  33. R. Howard and B.J. Labonte, Astrophys. J. Letters 239, L33 (1980).
  34. P.R. Wilson, R.C. Altrocki, K.L. Harvey, S.F. Martin, and H.B. Snodgrass, Nature 333(6175), 748 (1988).
  35. B.J. Labonte and R. Howard, Solar Phys. 75(1–2), 161 (1982).
  36. H.B. Snodgrass, Astrophys. J. Letters 383, L85 (1991).
  37. A.G. Kosovichev and V.V. Pipin, Astrophys. J. Letters 871(2), id. L20 (2019).
  38. R. Kippenhahn, Astrophys. J. 137, 664 (1963).
  39. T.L. Duvall, Jr., Solar Phys. 63(1), 3 (1979).
  40. R.W. Komm, R.F. Howard, and J.W. Harvey, Solar Phys. 147(2), 207 (1993).
  41. J. Zhao, R.S. Bogart, A.G. Kosovichev, T.L. Duvall, Jr., and T. Hartlep, Astrophys. J. Letters 774(2), id. L29 (2013).
  42. L. Gizon, R.H. Cameron, M. Pourabdian, Z.-C. Liang, D. Fournier, A.C. Birch, and C.S. Hanson, Science 368(6498), 1469 (2020).
  43. D.A. Haber, B.W. Hindman, J. Toomre, R.S. Bogart, R.M. Larsen, and F. Hill, Astrophys. J. 570(2), 855 (2002).
  44. J. Zhao and A.G. Kosovichev, Astrophys. J. 603(2), 776 (2004).
  45. V.V. Pipin and A.G. Kosovichev, Astrophys. J. 887(2), id. 215 (2019).
  46. V.V. Pipin, Geophys. and Astrophys. Fluid Dyn. 102(1), 21 (2008).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».