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太陽ダイナモ

索引 太陽ダイナモ

太陽ダイナモ(たいようダイナモ、solar dynamo)とは、太陽磁場を生成する物理機構である。 太陽には、地球や他の多くの天体と同じように、双極磁場が存在している。この双極磁場は、アンペールの法則に従い、太陽内部を流れる環状電流によって励起されている。さらにこの電流は、太陽内部での、異なる自転速度を持つ領域間の剪断によって作り出されている。事実、太陽を構成するプラズマの電気伝導率は極めて高く、よってこのプラズマ流体は電磁流体力学によって記述できる。.

13 関係: 太陽太陽磁場太陽黒点太陽活動周期地球レンツの法則ダイナモダイナモ理論アンペールの法則タコクライン磁気双極子磁気流体力学電気伝導率

太陽

太陽(たいよう、Sun、Sol)は、銀河系(天の川銀河)の恒星の一つである。人類が住む地球を含む太陽系の物理的中心尾崎、第2章太陽と太陽系、pp. 9–10であり、太陽系の全質量の99.86%を占め、太陽系の全天体に重力の影響を与えるニュートン (別2009)、2章 太陽と地球、そして月、pp. 30–31 太陽とは何か。 太陽は属している銀河系の中ではありふれた主系列星の一つで、スペクトル型はG2V(金色)である。推測年齢は約46億年で、中心部に存在する水素の50%程度を熱核融合で使用し、主系列星として存在できる期間の半分を経過しているものと考えられている尾崎、第2章太陽と太陽系、2.1太陽 2.1.1太陽の概観 pp. 10–11。 また、太陽が太陽系の中心の恒星であることから、任意の惑星系の中心の恒星を比喩的に「太陽」と呼ぶことがある。.

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太陽磁場

太陽磁場(たいようじば)とは、太陽内部で生成され、太陽光球面、彩層、コロナ、さらには太陽系内空間へと伸びている磁場を指す。磁場は、太陽フレアなどの突発的な活動現象、黒点の11年周期変動、コロナ加熱問題などの、太陽のエネルギー輸送変動の鍵となる物理量である。 太陽は磁場とプラズマにより構成されているため、太陽における磁場の時間変化は磁気流体力学によって記述される。また、太陽磁場の増幅・変動に関わる物理機構を太陽ダイナモと呼ぶ。太陽磁場は、太陽内部の流体速度をそのエネルギー源としていると考えられているが、完全には理解されていない。ガス対流の乱雑さがある程度まで大きくなると、太陽全体に表れる磁場変動が出現するという。.

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太陽黒点

2004年に現れた太陽黒点 太陽黒点(たいようこくてん、sunspot)とは、太陽表面を観測した時に黒い点のように見える部分のこと。単に黒点とも呼ぶ。実際には完全な黒ではなく、この部分も光を放っているが、周囲よりも弱い光なので黒く見える。太陽黒点は、約9.5年から12年ほどの周期で増減を繰り返している。 黒点が暗いのは、その温度が約4,000℃と普通の太陽表面(光球)温度(約6,000℃)に比べて低いためである。発生原因は太陽の磁場であると考えられている。 黒点は太陽の自転とともに東から西へ移動する。大きな黒点群の中には太陽の裏側を回って再び地球から見える側に出てきても消えていない、1ヶ月ほど存在する寿命の長いものがある。(太陽の東西という言葉は地球から観測した場合の地球上での方位を指す。その天体に立った場合の方位ではない).

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太陽活動周期

400年間の太陽黒点の歴史 現在の第24太陽周期の予測では、2013年9月に約66個で極大を迎えるとされたが、2011年末に強いピークがあったため、2012年2月に既に黒点の数は67個に達し、少なくとも公式な最大値となっている。この数は、第14太陽周期の1906年2月に最大値64.2個だった時以来の少なさである。 太陽活動周期(たいようかつどうしゅうき、Solar cycle)は、太陽の活動(太陽放射のレベルや物質の放出等)や見かけ(太陽黒点の数やフレア等)の周期的な変化である。約11年周期となる。太陽の見かけの変化やオーロラの変化として、数百年に渡って観測されてきた。 太陽の変化は、太陽から地球に達する放射の量を周期的に変化させ、宇宙天気、地球の天気や気候等の変化を引き起こす。 非周期的変動とともに、太陽変動の1つである。 太陽の磁場の進化 内部の太陽流によって誘導される磁気流体力学的ダイナモ作用によって、太陽活動周期は以下の役割を担う。.

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地球

地球(ちきゅう、Terra、Earth)とは、人類など多くの生命体が生存する天体である広辞苑 第五版 p. 1706.。太陽系にある惑星の1つ。太陽から3番目に近く、表面に水、空気中に酸素を大量に蓄え、多様な生物が生存することを特徴とする惑星である。.

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レンツの法則

レンツの法則 (Lenz's law) とは、19世紀のロシアの物理学者、ハインリヒ・レンツ (Lenz)によって発見された電磁誘導に関する法則。 何らかの原因によって誘導電流が発生する場合、電流の流れる方向は誘導電流の原因を妨げる方向と一致するというもの。例えばコイルに軸方向から棒磁石を近づけると誘導電流が流れる。コイルに電流が流れると磁場が生じるが、この磁場はレンツの法則が示唆する向き、すなわち棒磁石の接近を妨げる向きとなる。 E ,コイルを境界とする面を貫く磁束を\Phi, コイルの巻き数をNとすれば, --> E.

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ダイナモ

ダイナモ(dynamo)は本来は発電機の別名だが、現在では整流子を使って直流を生成する整流子発電機を意味する。初期の産業用発電に使われたのはダイナモであり、電動機、交流発電のオルタネーター、回転変流機などの電力変換装置はすべてダイナモから派生した。現在では大規模な発電は全て交流の電力を発生させており、交流から直流への変換は半導体などを使って簡単にできるため、整流子のあるダイナモはそういった用途にはほぼ全く使われなくなっている。 地域によっては、「発電機」と同義に使われ続けている。日本語では、特に自転車や自動車に付けられる直流の発電機や、発電式の懐中電灯・ラジオなどの発電機を指す。.

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ダイナモ理論

ダイナモ理論(ダイナモりろん、)とは、地球や太陽などの天体が内部の流体運動によって大規模な磁場を生成・維持する働きを記述する理論である。ダイナモ効果、ダイナモ作用とも呼ばれる。天体の磁場は、大規模な電流によって支えられているという意味で、電磁石であると考えられている。電流が電磁石を作るという意味では、磁場は、発電機(ダイナモ)のように生成・維持されている。.

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アンペールの法則

アンペールの法則(アンペールのほうそく; Ampère's circuital law)は電流とそのまわりにできる磁場との関係をあらわす法則である。1820年にフランスの物理学者アンドレ=マリ・アンペール(André-Marie Ampère)が発見した。.

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タコクライン

タコクライン(Tachocline)とは、太陽内部の、一定の角速度で回転している放射層と、差動回転をしている対流層の間の遷移領域である。太陽の構造は、内側から、太陽核、放射層、対流層である。対流層は半径の1/3を占める(図のおおよそ0.67≤r/R≤1.0の領域)。放射層から対流層にかけては自転速度が急激に変化するため、タコクラインでは太陽プラズマが大きな剪断(shear、シア)を起こしている。対流層の自転速度は、南北の極地域で遅く、赤道付近で速い。図の460nHzは周期に置き換えるとおよぞ25.2日、360nHzは32.2日に相当する。一方で放射層(図のr/R≤0.67の領域)の自転速度の周期は430nHz付近のほぼ一定値であり、固体のような剛体回転を見せる。これは、fossil fieldと呼ばれる磁場に起因すると考えられる。この放射層の自転速度は、中緯度の対流層の自転速度と同等である。日震学の研究成果によると、タコクラインはr/R.

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磁気双極子

磁気双極子(じきそうきょくし、英語:magnetic dipole)は、正負の磁極の対のことを言う。単独の磁極(磁気単極子)の存在は現在に至るまで確認されていないので、磁気についての基本的な要素はこの磁気双極子となる。.

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磁気流体力学

磁気流体力学または磁性流体力学(英語:magnetohydrodynamics)とは、電導性の流体を扱うように拡張された流体力学であって、電磁流体力学とも呼ばれ、またしばしばmagneto-hydro-dynamicsの頭文字をとってMHDと称せられる。.

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電気伝導率

電気伝導率(でんきでんどうりつ、electrical conductivity)とは、物質中における電気伝導のしやすさを表す物性量である。導電率(どうでんりつ)や電気伝導度(でんきでんどうど)とも呼ばれる。理学系では「電気伝導率」、工学系では「導電率」と呼ばれる傾向がある。また、『学術用語集』では「電気伝導率」が多く、次いで「電気伝導度」である。 農学分野において肥料濃度の目安として用いられるが、この場合は英語の頭文字をとり、「EC濃度」もしくは単に「EC」と呼ぶことが多い。 なお、英語の は電気伝導度と訳されることがあるが、標準的な用語はコンダクタンスである。 電気伝導率は物質ごとに値が異なる物性量である。金属の電気伝導率は非常に大きいが水晶などの絶縁体では電気伝導率は非常に小さい。例えば、金属である銀は銀の電気伝導率は であるが、ガラスでは S/m から S/m である。.

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