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太阳活动预测原理及其形成过程

已有 2983 次阅读 2024-10-24 13:59 |个人分类:太阳活动预测原理及其形成过程|系统分类:科研笔记

近年太阳活动状态应验了本人在2019年5月的预测，尤其多个细节的吻合。该预测原理源于多重德拜球层理论，经历了艰难曲折的探索过程。尤其在该过程中，展现出现代太阳物理理论有重大缺陷。

依据多重德拜球层理论，不但展示出太阳活动与星体运动密切相关并据此形成了预测原理，而且揭示出太阳系中星体还受到万有引力以外的一种力作用，即太阳系多重德拜球层相邻层间该星体释电条的驱动力。该力是抵抗引力的力，也是驱动星体自转的力。

背景

太阳活动水平从2015年开始明显下降，并在2018-2020年陷入极低，如图1所示（1）。

图1.近年太阳活动水平实况

截止2024年9月，近年实际太阳活动水平。

权威太阳物理研究机构的预测及所依据的原理（2018-2021）

1. 在2018-2021年，多个世界权威太阳物理研究机构预测，将出现持续70年或多年的极小期。而余下的权威太阳物理研究机构，多为人云亦云，虽有少数有异议，但未提出充分的理由。因为这些机构都用相同的原理及方法研究及预测太阳活动。

2. 目前世界权威太阳物理研究机构研究及预测太阳活动所依据的原理:

太阳活动是太阳上等离子体与磁场相互作用的表现。

太阳周期，又称太阳磁活动周期、太阳黑子周期或施瓦布周期，是太阳活动的一种以近乎11年为周期的变化，以太阳表面观测到的黑子数量变化来衡量（2-8）。

池德龙的预测及所依据的原理及方法（2019年5月）

基于等离子体理论的核心概念-德拜球，池德龙发展出了多重德拜球层理论，包括荷电粒子多重德拜球层理论，星体及星系多重德拜球层理论。依据该理论，在 2019年5月，提出了太阳活动预测原理，方法及对近年太阳活动的预测。

1. 依据太阳系多重德拜球层(CMDS_日)机理，太阳活动与太阳系内星体运动紧密关联；依据星体的空间分布位置及其变化，可对相应的太阳活动状态及变化做出准确的分析与预测。

2. 依据1，太阳活动水平（黑子指数或相对数）正相关于共地空间的日球中低纬度的CMDS_日中表层组（对）相邻层间CMDS_日+^-（+：光球所在层；-:日冕所在层）释电状态，外一层组相邻层间CMDS_日-⁺（-:日冕所在层；+：小行星带所在层）星体释电条抑制表层组相邻层间CMDS_日+^-（+：光球所在层；-:日冕所在层）释电，尤其近同经纬度。与太阳活动有关的外一层组相邻层间主要星体为四大内行星（水星，金星，地球，火星）与彗星。

3. 依据2， 11.1年的准周期的太阳活动，其主因为四大内行星的空间位置及其变化，其次因为彗星的空间位置及其变化。

4. 依据3，在11.1年的准周期的太阳活动中，太阳活动水平高几率与三内行星（水星，金星，火星，尤其金星与火星）的幅角与地球的幅角之差正相关。

5. 依据4，在11.1年的准周期的太阳活动中，太阳活动水平的谷底期，高几率对应四内行星（水星，金星，地球，火星）在共地空间与太阳（近似）成一条直线时，而太阳活动水平的峰值期，高几率对应四内行星也与太阳（近似）成一条直线时，但三内行星（水星，金星，火星，）在背地空间。

6. 依据2和3，在11.1年的准周期的太阳活动中，某时段内太阳活动水平与该时段内的彗星的近日点的时间点的分布数密度反相关。

7. 依据6，彗星主要是由国际天文学联合会（International Astronomical Union，缩写为 IAU）永久编号的周期彗星，至少前200号。

8. 依据2和3，当彗星的近日点位于外1层组相邻层间CMDS_日-⁺共地空间中，该彗星释电条引发太阳活动水平降低，尤其在彗星的近日点的时间点的附近时段；当彗星的近日点位于外1层组相邻层间CMDS_日-⁺内背地空间中，引发太阳活动水平提高，尤其在彗星的近日点的时间点的附近时段。

9. 一种对太阳活动水平极低值期即太阳极小期的预测方法，对于较长时期，当大彗星的近日点的时间点的分布数密度足够高时触发太阳极小期；对于较短时期，当彗星的近日点的时间点的分布数密度足够高时触发太阳极小期。

10.一种对太阳活动水平的11.1年准周期变化的预测方法，主要依据四大内行星（水星，金星，火星，地球）的空间位置及其变化做出预测，并依据彗星的近日点的时间点的分布数密度对该预测进行调整。

11.依据水星，金星，火星的公转周期以及它们与地球曾经的会合时间，推理出它们的幅角与地球的幅角的（时时）差值。

12.依据1-11所述原理及方法的预测：

（1）极小期仅为2018-2020年，不存在长达70年或多年的太阳极小期。

（2）太阳活动水平在2020年6-7月跌至谷底，即第24周的终点，亦为第25周的起点。

（3） 2021年太阳活动水平有明显上升，但幅度不大。

（4）随后，太阳活动水平持续上升，在2024年波动大，在上升中出现大的跌幅。

（5） 2026年1月为第25周的峰值期，太阳活动水平一般。

（6） 2031年11月为第25周的谷底期，即终点。

如图2-4 及附录所示（9-11）。

图2.太阳系多重德拜球层（CMDS_日）

1. 太阳内部的引力势能与核聚变生成的能量转化为CMDS_日相邻层间所蓄电能。

2. CMDS_日相邻层荷电等量异号，相邻层间有电场，并蓄有电能。

3. 由于CMDS_日伴随太阳同步旋转，相邻层荷电等量异号，相邻层会形成反向的环电流，产生相斥的磁场。由于CMDS_日中每层的荷电量Q巨大，旋转半径R巨大，环电流的电流强度（I=QωR）巨大。因此，相邻层间的磁斥力巨大，导致相邻层间的间隙巨大，尤其在太阳外部。

4. 在CMDS_日中，光球在（+）层，日冕在（-）层，小行星带在（+）层，柯依伯带在（-）层，奥尔特云在（+）层，...，无限。 CMDS_日中，表层组（对）[光球所在的（+）层，日冕所在的（-）层 ]；外1层组[日冕所在的（-）层，小行星带所在的（+）层 ]；外2层组[小行星带所在的（+）层，柯依伯带所在的（-）层]，…，无限。

图3. 11.1年准周期太阳活动与内行星的空间位置关系

在11.1年准周期的太阳活动中：太阳活动水平的谷底期，高几率对应四个内行星（水星，金星，地球，火星）在共地空间与太阳近似成一条直线时；而太阳活动水平的峰值期，高几率对应四个内行星也与太阳近似成一条直线时，但三个内行星（水星，金星，火星，）在背地空间。

太阳活动水平的11.1年周期变化.jpg

图4. 池德龙的太阳活动预测的有关文件

A．专利申请文件的封面页

B. 专利申请文件中权利要求书

专利-用2.jpg

C． 专利申请文件中说明书中实施例

专利-用3.jpg

D. 附录. 在专利实审中提交的权利要求书的修改版（2024年5月）

1. 一种对太阳活动分析与预测的系统及方法，其特征在于：依据太阳系多重德拜球层(CMDS_日)机理，太阳活动与太阳系内星体运动紧密关联；依据星体的空间分布位置及其变化，对相应的太阳活动状态及变化做出准确的分析与预测。

2. 依据权利要求1，其特征在于太阳活动水平（黑子相对数）正相关于共地空间的日球中低纬度的CMDS_日中表层组相邻层间CMDS_日+^-（+：光球所在层；-:日冕所在层）释电状态，外一层组相邻层间CMDS_日-⁺（-:日冕所在层；+：：小行星带所在层）星体释电条抑制表层组相邻层间CMDS_日+^-（+：光球所在层；-:日冕所在层）释电，其主要星体为四大内行星（水星，金星，地球，火星）与彗星。

3. 依据权利要求1，2，其特征在于11.1年的准周期的太阳活动，其主因为四大内行星的空间位置及其变化，其次因为彗星的空间位置及其变化。

4. 依据权利要求3，其特征在于在11.1年的准周期的太阳活动中，太阳活动水平高几率与三内行星（水星，金星，火星，尤其金星与火星）的幅角与地球的幅角之差正相关。

5. 依据权利要求4，其特征在于，在11.1年的准周期的太阳活动中，太阳活动水平的谷底期，高几率对应四内行星（水星，金星，地球，火星）在共地空间与太阳（近似）成一条直线时，而太阳活动水平的峰值期，高几率对应四内行星也与太阳（近似）成一条直线时，但三内行星（水星，金星，火星，）在背地空间。

6. 依据权利要求 2和3，其特征在于，在11.1年的准周期的太阳活动中，某时段内太阳活动水平与该时段内的彗星的近日点的时间点的分布数密度反相关。

7. 依据权利要求 6，其特征在于：彗星主要是由国际天文学联合会（International Astronomical Union，缩写为 IAU）永久编号的周期彗星，至少前200号。

8. 依据权利要求 2和3，其特征在于：当彗星的近日点位于外1层组相邻层间CMDS_日-⁺共地空间中，该彗星释电条引发太阳活动水平降低，尤其在彗星的近日点的时间点的附近时段；当彗星的近日点位于外1层组相邻层间CMDS_日-⁺内背地空间中，引发太阳活动水平提高，尤其在彗星的近日点的时间点的附近时段。

9. 一种对太阳活动水平极低值期即太阳极小期的预测方法，其特征在于：对于较长时期，当大彗星的近日点的时间点的分布数密度足够高时触发太阳极小期；对于较短时期，当彗星的近日点的时间点的分布数密度足够高时触发太阳极小期。

10. 一种对太阳活动水平的11.1年准周期变化的预测方法，其特征在于主要依据四大内行星（水星，金星，火星，地球）的空间位置及其变化做出预测，并依据彗星的近日点的时间点的分布数密度对该预测进行调整。

近年太阳活动实况

如图1所示，

（1）极小期仅为2018-2020年，不存在长达70年或多年的太阳极小期。

（2）太阳活动水平在2020年6-7月跌至谷底，即第24周的终点，亦为第25周的起点。

（3） 2021年太阳活动水平有明显抬升，但幅度不大。

（4）太阳活动水平相对平稳地上升至2023年底，在2024年波动大，从该年3月至8月的大幅上升，到9月的大幅下跌。

小结

1. 通过对比，池德龙在 2019年5月准确地预测了近年太阳活动，尤其4个细节与实际吻合，如图1与图4C所示。

2. 这反映出该预测所依据的预测方法正确，而且该方法所依据的原理及其源于的理论-多重德拜球层理论正确。

3. 反之，这也反映出世界权威太阳物理研究机构的预测方法有误，其所依据的原理及其所源于的理论有缺陷，需要进一步完善。

现代太阳物理理论有重大缺陷

1. 现代太阳物理理论建立在有重大视野缺陷的太阳观测基础上。如图5所示。迄今为止，人类在地面，或利用近地空间的各种航天飞行器对太阳的观测，实际上都是观测者乘坐或伴随地球这个“太空船”对太阳的观测，始终没离开共地空间这个范围，而且还局限于日地连线附近。因此，人类对于背地空间的太阳活动状态全然不知。由于现代太阳物理理论根本没有考虑这一点，仅凭这一点，就足以质疑现代太阳物理理论。

图5. 迄今为止，人类观测太阳活动的视野局限

迄今为止，人类在地面，或利用近地空间的各种航天飞行器，包括目前最先进的位于拉格朗日点L₁的太阳观测平台（SOHO或SOHO₁），实际上都是乘坐/伴随地球这个“太空船”对太阳的观测，始终没离开共地空间这个范围，而且还局限于日地连线附近。因此，建议再发射一个太阳观测平台（SOHO₂）到背地空间的拉格朗日点L₃对太阳进行观测，以弥补视野缺陷。

2. 太阳活动的准周期11.1年明显与四大内行星的公转周期（水星：88.0天，金星：224.7天，地球：365.2天，火星：687.0天）的最小公倍数相近。对此，现代太阳物理理论不但无法解释太阳活动与行星运动的关系，而且还否定。因为若引力触发，明显内行星的质量太小了（12）。

3. 在较长的太阳极小期内，如在著名的蒙德尔极小期和道尔顿极小期内，大彗星云集出现。对此现象，现代太阳物理理论更是茫然不知所措。因为相比于内行星，彗星的质量更小了。

4. 由于1-3所述，现代太阳物理理论有重大缺陷。

形成多重德拜球层理论的思想线索

1. 在创造发明过程中所树立的多重层空间结构分布的思想意识。例如，

（1）在1991年，发明了双室皂盒（CN2119879U）。目前市场上仍在销售。

（2）在2002年，发明了三层折叠手机（CN3272053D）及多层折叠手机（CN2533624Y）。目前市场上三层折叠手机的基本创意就源于此。如图6所示（13-15）。

图6. 三层折叠手机

2.多重荷电球层信息的启迪。如，

（1）地壳荷负电，地面上方有正电层（16）。

（2）地球辐射带的内带中正电粒子主导，而外带中负电粒子主导。因此，内带整体上荷正电，而外带整体上荷负电（17）。

那么，地球内部可能还有正电球层，…；地球外部可能还有更多的荷电球层，相邻层荷电异号；地球辐射带的内外带分别位于地球多重德拜球层中正电层与负电层。

3. 离子氛（德拜球）形成机制图解的启迪。由于离子氛整体荷电，则其必然对外有静电作用，可衍生出多重离子氛（德拜球层）（18，19）。

4. 在著名的密立根油滴试验中，油滴的电荷，来自于捕捉空气中荷电粒子。空气的电阻不是零，空气是弱电离的等离子体。油滴的电荷多为负电荷，这正好是地球多重德拜球层机制的表达。因为地球多重德拜球层中负电层中及其附近，负电粒子占主导，而地表正处于负电层中（20）。

5. 丁肇中领导的反物质-暗物质探测恰好验证了地球多重德拜球层机制。因为相关探测器巡测的空间范围在内辐射带及其附近，探测到的正电子异常高的分布，这正是地球多重德拜球层机制的表达。因在地球多重德拜球层中正电层中及其附近，正电粒子占主导，而正电粒子包括正电子。因此，在该区域内，正电子的数密度高于电子（21-23）。

6. 陈月娟的《大气-海洋学概论》，阐述了气旋的动力机制，地表与电离层之间的大气电路。而依据地球多重德拜球层机制，可很好地对之解释。

由于大气的电导率不为零，在地球多重德拜球层相邻层间（地壳(-)；电离层D(+)）电场作用下，该相邻层间一个螺旋上升的气流条中必然存在电流。气旋就是地球多重德拜球层相邻层间的强电流条。而气流螺旋上升的动力来源于地球多重德拜球层中地壳所在层（-）的下层（+）的向外斥力和科里奥利力对释电条的驱动（24，25）。

7. 设想在气旋中心有一个大的球体，那它肯定会被驱动而旋转且上升。若该球的质量足够大，那它旋转中略上升或不上升。

8. 对于地球多重德拜球层的放大版-太阳系多重德拜球层，设想太阳系多重德拜球层（CMDS_日）相邻层间的地球，在相邻层间地球释电条的驱动中旋转且上升，…

旋转太阳系的科里奥利力中地球释电条，在太阳系南北半球的纬度不太低的情况下呈气旋式运动并驱动地球旋转。地球绕日公转中穿梭于太阳系南北半球，所获得的角动量的方向近同。由此，地球获得了持续旋转的角动量。

9. 太阳系多重德拜球层（CMDS_日）相邻层间有较强磁场的星体的分布，是否遵循该星体的磁矩的方向必须顺向于CMDS_日相邻层间该星体释电条的磁场的方向？果然如此，内外行星的分布遵循这一规则。行星的磁场数据，在2018年前，参考了胡中为的《行星科学》，英国的《自然》与美国的《科学》的历史期刊，以及维基网站中有关行星的条目。

10.既然地球内外可形成多重德拜球层，那么其放大版，太阳系，银河系也一样。即存在太阳系多重德拜球层，银河系多重德拜球层，…。而其缩小版，微观粒子多重德拜球层也存在，即原子多重德拜球层，质子多重德拜球层，中子多重德拜球层，电子多重德拜球层，…。因此自然形成了多重德拜球层理论，包括荷电粒子多重德拜球层理论，星体及星系多重德拜球层理论，微观粒子多重德拜球层理论等。

太阳活动预测原理的形成过程

1. 从1989-2003年，基于大学物理专业知识，对中国大百科全书第一版自然科学系列所涵盖的广泛且系统的知识的学习，又潜心钻研庄洪春的《空间电学》，林元章的《太阳物理学导论》，刘振兴的《空间物理学进展》，胡英的《物理化学》，胡中为的《行星科学》等著作。在2004年形成了多重德拜球层理论的雏形。用它可对地球辐射带的状态相对完美的解释，但对于太阳活动的11.1年准周期变化和极小期的成因的解释却陷入困境。

2. 在2008年，受陈月娟的《大气-海洋学概论》等著作关于气旋动力机制的启发，有了太阳系多重德拜球层理论的改进版。依据它，展示出太阳系多重德拜球层相邻层间星体释电条的驱动力是抵抗引力的力，行星自转的动力。同时星体释电条的磁场驱动行星必须按照其磁矩的方向顺向于该星体释电条的磁场方向。但用它来解释太阳活动的11.1年准周期变化和极小期的成因依然不行。

3. 这种困境到了2016年有了转机。由于对彗星感兴趣，无意中在网上搜索太阳极小期内的彗星情况，发现在著名的两个极小期（蒙德尔极小期与道尔顿极小期）内大彗星都云集出现。另外，哈雷彗星回归近日点时的1911年与1986年太阳活动水平也很低。这强烈表明彗星对太阳活动有调节作用！既然大彗星云集出现可能触发极小期，那么许多小彗星云集出现呢？通过统计确认，在极小期（2008-2009）果然如此。尤其该时期内已编号的周期彗星的近日点的时间点的数密度出奇的高。再进一步统计发现在2018-2020期间也是如此。

4. 虽然初步统计明显显示，在某段时期内彗星的近日点的时间点的数密度上升/下降，可触发该段时期内的太阳活动水平下降/上升，但这是不是通用规律？在2017年，搜索在1957年-太阳极大期内彗星的情况，发现在该年内出现两颗近日点在背地空间的彗星。这可能触发了太阳活动水平大幅上升？这反映出彗星在共地空间与背地空间的出现会引发太阳活动水平的相反状态？

5. 那么行星呢？在共地空间与背地空间的出现会不会也引发太阳活动水平的相反状态？在此时，突然顿悟：迄今为止，人类观测太阳活动存在天然的视野局限，即一直伴随地球观察太阳活动，对于与日地连线成180度角的另一侧的背地空间的太阳活动全然不知。而现代太阳物理理论就建立在对太阳活动的观测有重大视野盲区的基础上。这与盲人摸象同理！因此，只能质疑或否定之。

6. 在2018年，太阳系多重德拜球层理论日渐完善，依据该理论排除了外行星运动对11.1年准周期太阳活动有较大影响，确定了主要由内行星运动触发11.1年准周期的太阳活动，而彗星运动对之调节。对400多年的太阳黑子记录，与内行星及彗星的轨道数据进行统计比对，验证了所发现的规律。同时，也形成了太阳活动预测的原理。很明显，它需要经过实践应用中验证后，才能成为真正的太阳活动预测的原理。

7. 在2018-2019年，多个世界权威太阳物理研究机构宣称太阳活动将进入70年或多年的极小期，同时地球进入小冰期。我经过反复推理计算，获得了与这些机构的预测大相径庭的预测，即不存他们所言的极小期。为了使该预测更具说服力，并通过客观事实来充分检验太阳活动预测原理，就打包连第25周的太阳活动一起预测。因为只有足够多的预测节点吻合实际，才能表明太阳活动预测原理正确，以及该原理所源于的多重德拜球层理论正确。

8. 由于个人经常申报专利，而且申请文件皆自己撰写。在2019年，将上述编辑成专利文件并申报了发明专利。但依据专利法，涉及科学发现的发明专利不会授权。而明知这一点，为何在2019年依然付费申请专利？因为发明专利付费申请，在初审合格后的专利内容必须公开，与论文发表等效，即拥有一种涉及太阳活动预报原理及方法的知识产权（26）。

9. 在2020年3月该发明专利公开，在中国知识产权局的官网，知网以及谷歌皆可查到。

10. 在2020年12月在三亚在由华中科技大学主办的国际天体物理研讨会上宣讲了论文，题目为《多重德拜球层与宇宙》。

11.在2021年，连续发表了两篇涉及多重德拜球层理论的论文。依据荷电粒子多重德拜球层理论阐述了万有引力的起源，依据地球多重德拜球层理论阐述了地球辐射带性状的成因（27，28）。

12.在2024年7月，在科学网上发表了博文《荷电粒子多重德拜球层理论在空间物理上的应用》，展示多重德拜球层理论的推理过程，及其在空间物理上的一些应用。尤其着重展示了太阳系中星体还受到万有引力之外一种力的作用，迄今为止人类观测太阳活动的视野局限，太阳周期活动的成因，以及对太阳活动的预测等。很明显，这是对多重德拜球层理论及太阳活动预测原理的完善。

讨论

1. 现代太阳物理理论，建立在对太阳观测有重大视野缺陷的基础上，不能解释太阳活动与星体运动之间的关系。因此，现代太阳物理理论有重大缺陷，需要进一步完善。

2. 多重德拜球层理论，摒弃了现代太阳物理理论的重大缺陷，展示了太阳系多重德拜球层（CMDS_日）外一层组（或对）相邻层间星体释电条，而不是该星体的质量所涉及的引力，对太阳活动有调节作用。

3. 多重德拜球层理论清晰地解释了太阳活动与星体运动之间的关系。尤其太阳活动的11.1年准周期的成因，其主因为内行星的运动，次因为彗星的运动。

4. 彗星的近日点在CMDS_日外一层组相邻层间，即日冕与小行星带之间。当某时期内彗星的近日点的时间点的数密度足够高，即表明该时期内有足够多的彗星以其最近距离汇聚在太阳附近，它们的喷发物所形成的大量等离子体粒子，使CMDS_日外一层组相邻层间电导率大幅上升，引发该组相邻层间释电大幅增强，而造成表层组相邻层间释电大幅减弱。因此，太阳活动水平大幅下降并形成极小期。

5. 太阳活动的11.1年准周期的成因中次因或次次因，还有倭行星和小行星的运动。对倭行星和小行星的运动对太阳活动的影响的分析，有待于今后补充。

6. 多重德拜球层理论，不但展示了太阳活动的成因，而且揭示了太阳系中星体受到两种力作用，即万有引力和太阳系多重德拜球层（CMDS_日）相邻层间星体释电条的驱动力。而后者不但是抵抗引力的力，而且是星体自转的动力。

总结

多重德拜球层理论，源于等离子体理论的核心概念-德拜球。依据该理论，不但揭示了万有引力之外的一种力对太阳系中星体的作用，而且展示了太阳活动的成因，预测太阳活动的原理及方法。

致谢

1. 感谢林元章老师的著作《太阳物理导论》引导我探索宇宙奥秘。

2. 感谢胡英老师的著作《物理化学》中对离子氛概念的杰出图解，启迪我悟出了多重离子氛（德拜球层）机制。

3. 感谢郑永军，汪强，崔锦华，李海增等物理化学领域的专家的肯定与鼓励。

4. 感谢张东才，龚碧平，朱伯靖，于迎军，吕和发，杨宝华，盛德富，徐树奎，余关关，朱凤景，贾克，关绍先，李耀鸾老师和从科学网结识的多位老师以及科学网站的老师们的鼓励和指导！

参考文献

1. Solar Cycle Progression, https://www.swpc.noaa.gov/products/solar-cycle-progression

2. Solar cycle, https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cycle