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Teoria de Interação Não Linear de Ondas de Rossby e Ondas de Rossby-Escoamento Médio para as Modulações de Longo Período do Ciclo Solar

Resumo

O ciclo de Schwabe da atividade magnética solar exibe modulações e flutuações em sua frequência em escalas de tempo de séculos e milênios. As explicações físicas para a causa dessas modulações de longo período da atividade solar ainda não são bem compreendidas, com as possíveis teorias sendo baseadas na aleatoriedade do efeito alfa e nas flutuações no perfil de rotação diferencial do sol. Recentemente, foi sugerida na literatura a existência de uma possível relação entre a variabilidade espaço-temporal do ciclo solar e a dinâmica não linear de ondas de Rossby magneto-hidrodinâmicas (MHD) na tacoclina solar, incluindo tanto a interação não linear onda-onda quanto a interação onda-escoamento médio. Neste trabalho, estendeu-se a teoria não linear de ondas de Rossby MHD apresentada num artigo anterior de modo a considerar os efeitos da modulação de longo período devidos a um mecanismo teórico recém-descoberto que permite uma transferência significativa de energia entre diferentes tripletos de ondas que interagem: a chamada resonância de precessão. Foi encontrado um número grande de tripletos de ondas de Rossby-Haurwitz cujas defasagens das frequências características são compatíveis com a frequência principal do ciclo solar. Consequentemente, analisando a dinâmica reduzida de dois tripletos acoplados por meio de um único modo em comum, demonstrou-se que num regime de amplitude das ondas no qual ocorre a ressonância de precessão, a transferência de energia entre os tripletos leva a expressivas modulações de longo período no ciclo principal de aproximadamente onze anos associado às trocas de energia dentro de um único tripleto. Além disso, mostrou-se ainda que tais modulações possuem uma relação inversa entre a amplitude característica das ondas e o período das trocas de energia intra-triádicas, resultado este consistente com a Lei de Waldmeier referente ao ciclo solar. Na presença de forçante e dissipação, o sistema reduzido de cinco ondas no regime da ressonância de precessão apresenta flutuações irregulares de amplitude, com alguns períodos similares aos grandes mínimos solares. (AU)

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