Die Sonnenfleckenhäufigkeit im elfjährigen Zyklus

3. Verlauf der elfjährigen Zyklen

In Abb. 2 wird die Fleckenhäufigkeit in den Zyklen -4 bis 22 durch eine Treppenlinie der im vorigen Abschnitt erläuterten Zyklusmittel dargestellt. Die Werte der Zyklen -4 bis 0 sind nicht sehr sicher. Das Auf und Ab der Sonnenaktivität fällt sofort auf. Es ist aber auch unschwer zu erkennen, dass Gruppen von Zyklen mit großen Relativzahlen mit solchen kleiner Relativzahlen abwechseln. Diese Erscheinung führt auf den von Gleissberg beschriebenen achtzigjährigen Zyklus [3].

    Abb. 2  Mittlere Relativzahlen R_Zy (Zyklusmittel) der Zyklen 1 bis 22

Von Interesse im Verlauf der elfjährigen Zyklen sind Epochen und Ordinaten der Maxima und Minima. Aus diesem Grunde wurde

 Tabelle 1 

beigegeben, die auf Veröffentlichungen von Gleissberg [3, 5] basiert und durch Zyklusmittel ergänzt wurde. 

Zykluslänge (P; M-M), Maximums- und Minimumordinaten (R_M ; R_m1), Zyklusmittel (R_Zy) und Asymmetrie (A) weisen eine erhebliche Schwankungsbreite auf, wie die folgende kleine Übersicht zeigt:

                            Tabelle 2  Mittelwerte der Zyklen -9 bis 22

Der Mittelwert ist hervorgehoben; links von ihm ist der kleinste und rechts der größte beobachtete Wert aufgeführt. Mit Ausnahme von A wurde in Klammern die Schwankungsbreite in Prozent, bezogen auf den Mittelwert, angegeben. Es ist zu entnehmen, dass die Zykluslänge wegen der geringsten Schwankungsbreite wohl doch am besten definiert ist, sich darum also für statistische Untersuchungen gut eignet.

Eine Tendenz in der langfristigen Entwicklung der Fleckenhäufigkeit müsste erkennbar sein, wenn Mittelwerte aus Gruppen mehrerer Zyklen gebildet und miteinander verglichen werden. So habe ich für jeweils 10 Zyklen die Mittelwerte bestimmt und teile diese in Tab. 2 mit. Es ist zu erkennen, dass sowohl die Maxima als auch die Zyklusmittel in dem betrachteten Zeitraum größer geworden sind. Damit im Einklang, wenn auch nicht so ausgeprägt, steht die Verkleinerung der Zykluslängen. Hierbei sollte man nicht nur F, sondern auch M-M betrachten. Ein besonders augenfälliges Merkmal für Veränderungen von Eigenschaften der Sonnenfleckenzyklen ist die Asymmetrie. Auch hier ist ein deutliches Anwachsen der Größe A feststellbar.

Da nicht zu erwarten ist, dass die Maximumhöhen ins Unermessliche wachsen, und auch die Zykluslängen nicht ungewöhnlich klein werden können, muss angenommen werden, dass es sich bei den aufgezeigten Erscheinungen um periodische Auswirkungen eines ultralangen Zyklus handelt.

Unser Wissen über den Ablauf des elfjährigen Sonnenfleckenzyklus basiert überwiegend auf Beobachtungen nach Erfindung des Fernrohres. Nun sind sehr große Sonnenflecke auch mit bloßem Auge zu beobachten, wenn das Sonnenlicht durch Wolkenschleier, Nebel oder Horizontdunst ausreichend gedämpft wird. Besonders in chinesischen Chroniken wurden in vorteleskopischer Zeit derartige Beobachtungen großer Sonnenflecke aufgezeichnet. In einer interessanten Arbeit hat Wittmann mehrere hundert Einzelbeobachtungen aus dieser Zeit zusammengestellt und ausgewertet [6].

Um Sonnenflecke mit bloßem Auge beobachten zu können, müssen sie eine Größe von etwa 1000 MH (Millionstel der Hemisphäre) haben. Kontrast zur Umgebung und perspektivische Verkleinerung am Sonnenrand sind von Bedeutung. Sehr große Sonnenflecke treten im Zeitraum von 3 Jahren vor bis 5 Jahre nach einem Maximum mit einer deutlichen Häufung zur Zeit des Maximums selbst auf [7]. Die Epochen der Maxima sind durch die großen Flecke also ausreichend genau bestimmbar.

Wittmann konnte die Zeitpunkte von 20 ausgeprägten und 29 schwächeren Maxima vor 1600 festlegen. Über einen Zeitraum von mehr als 2500 Jahren ergab sich eine mittlere Periode der Fleckenhäufigkeit von 11,135 Jahren. Die Epochen der Fleckenzyklen lassen sich durch die Gleichung

                        E = 1,2 + 11,135 N                    (10)

darstellen. Die laufende Nummer N ist nicht mit der sonst in diesem Aufsatz verwendeten Zyklusnummerierung identisch! Dem gegenwärtigen Zyklus entspräche N = 181. Zu beachten ist, dass die Epoche E der Schwerpunktabszisse der Relativzahlkurve entspricht, also nicht mit dem absoluten Maximum der Relativzahlen zusammenfällt.

                            Tabelle 3  Mittelwerte aus Gruppen von jeweils 10 Zyklen