1610年,伽利略发现了太阳黑子现象。从此,人类开始了对太阳黑子活动的探索。
1926年,德国的天文爱好者施瓦贝用一架小型天文望远镜观测太阳,并仔细计算每天在日面上出现的黑子数目,并绘出太阳黑子图,他发现每经过约11年,太阳活动就很激烈,黑子数目增加。
也很多,有时可以看到四五群黑子,这时称作“黑子极大”;接着衰弱,到极衰弱,到后来太阳几乎没有一个黑子。因此,每经过11年,就称作一个“太阳黑子周”。
为了更准确地研究太阳黑子活动的规律,国际天文学界为黑子变化周期进行了排序,从1755年开始的那个11年称作第一个黑子周,1998年进入第二十三个黑子周。
1861年,德国天文学家施珀雷尔发现,在每一黑子周,黑子出现是遵从一定规律的:每个周期开始,黑子与赤道有段距离,然后向低纬度区发展,每个周期终了时,新的黑子又出现在高纬区,新的周期也就开始了。
20世纪初,美国天文学家海耳研究黑子的磁性,发现磁性由强到弱直至消失的周期恰好是黑子周期的2倍,即22年。
人们将这个周期称作磁周期或海耳周期。 但也有人对太阳黑子活动周期持续的时间提出异议。
19世纪80年代,德国天文学家斯波勒发现1645~1715年里,人们很少看到太阳黑子活动,紧接着,英国天文学家蒙德尔指出,这70年太阳活动一直处于极低水平,太阳黑子平均数比通常11年周期中黑子极少的年份还要少,有时连续多年竟连一个黑子也没有。被称为“蒙德尔极小期”。
关于太阳黑子活动周期问题,争论一直在继续,新观点不断涌现,有人提出22年的变化周期,有人提出80年的变化周期,甚至有人提出了200年、800年的周期。
总的说来,太阳黑子活动是有一定规律的,但又是复杂多变的,就目前的科学研究水平来看还很难统一。
针对太阳黑子活动趋势预测问题,以提高预报可信度、减少预测误差为目标,基于1700年以来太阳黑子相对数月、年资料,依据太阳黑子活动周期特征分析,得出太阳黑子具有100a大周期、11a小周期、100a大周期之间存在2~3个连续低值小周期的活动规律,进而对318a太阳黑子相对数系列进行阶段划分并进行周期性规律特征分析。
采用拟合优度和纳什效应系数对2019—2030年太阳黑子相对数所在小周期轨迹段与历史小周期片段进行相关性分析、挑选最相似的历史小周期轨迹段的方法,以预报2019—2030年太阳黑子活动趋势。
结果表明:2024年为下一小周期峰值年、2030年为下一小周期谷值年份。
研究成果可以为以用太阳黑子相对数作为影响因子进行洪水灾害预报提供基础信息。