Evolución Temporal, Caracterización y Asimetría Norte-Sur de la Actividad Solar mediante Registros del Observatorio del Ebro sobre Grupos de Manchas y Playas Solares durante 1910-1937

Els butlletins d'heliofísica publicats anualment per l'Observatori de l'Ebre en el període 1910—1937 (ambdós inclusivament) han estat digitalitzats recentment mitjançant l'ús de tecnologia de reconeixement òptic de caràcters amb l’objectiu d'analitzar les dades computacionalment. Això ha permès estudiar simultàniament alguns aspectes de l'activitat solar en termes de dues estructures solars diferents situades a diferents capes de l'atmosfera solar: els grups de taques (Fotosfera) i els grups de platges solars (Cromosfera).
La Tesi es compon de tres temes o blocs principals. El primer és l’estudi de l’evolució en el temps de la taxa d’ocurrència diària (TOD) i distribució percentual dels grups de taques i platges solars classificats segons les diferents classes morfològiques i segons quatre intervals d’àrees. Per a cada estructura solar, també s’ha analitzat l’evolució en el temps de l’asimetria nord-sud (N-S) derivada del nombre total d’ocurrències diàries anuals de cada morfologia i interval d’àrea. Durant tot l'interval d'estudi, s'ha observat que els grups de taques i platges solars més freqüents són els més petits. De la mateixa manera, l'activitat solar pel que fa el nombre total d'ocurrències diàries sembla, de mitjana, un 23% més elevada a la Cromosfera. Pel que fa l'asimetria N-S, s'ha observat que l'hemisferi solar nord és dominant respecte l'hemisferi solar sud durant intervals de temps més llargs i també presenta nivells d'asimetria més grans. D’altra banda, l'evolució temporal de l'índex normalitzat d'asimetria nord-sud (NNSAI) derivat del nombre total d'ocurrències diàries no és exactament igual en ambdues estructures, ja que els grups de platges presenten valors de l'índex més baixos al llarg de tot l’interval de temps considerat. No obstant això, els NNSAI associats a cada estructura segueixen aproximadament el mateix comportament independentment de la classe morfològica considerada, encara que mostren una subtil dependència amb l'àrea, ja que els grups més grans presenten una asimetria N-S més elevada.
El segon bloc de la Tesi tracta l'evolució morfològica dels grups de taques i platges solars al llarg de les seves vides mitjançant un model de cadenes de Màrkov de primer ordre. L'ús d'aquest model ha permès estimar i realitzar prediccions de diverses propietats que presenten aquestes estructures, com la probabilitat de mantenir o canviar la seva morfologia durant dues observacions consecutives, l'expectativa d'evolucionar cap a una determinada classe morfològica en algun moment de les seves vides, el temps que romanen a les diferents classes morfològiques a les que evolucionen al llarg de les seves vides, la distribució percentual de grups que moren o s'oculten, i la TOD associada a cada classe morfològica. Els resultats del model s'han complementat amb l'estudi de la distribució percentual de les diferents classes morfològiques que els grups de les dues estructures solars presenten al néixer i morir. Finalment, s'estudia l'homogeneïtat temporal i espacial de les dades, concloent que ambdues estructures evolucionen de manera similar en ambdós hemisferis solars, però presenten petites desviacions en totes les propietats en funció del cicle solar o fase del cicle solar que es consideri, arribant a afectar alguns aspectes de la seva evolució morfològica.
El tercer i últim bloc de la Tesi se centra en l'estudi del comportament cíclic detectat a l'asimetria N-S de la suma mensual d'àrees i ocurrències diàries de grups de taques i platges solars enregistrats a l'Observatori de l'Ebre. Analitzant l'evolució temporal dels índexs d'asimetria N-S absoluts i normalitzats a l'interval 1910—1937, s'ha descobert un comportament cíclic en què l'hemisferi solar dominant canvia sistemàticament amb un període global de 7,9±0,2 anys. Amb l'objectiu de verificar i quantificar amb precisió aquesta periodicitat, i estudiar-ne la seva prevalença en el temps, s'ha emprat la sèrie sobre grups de taques solars del RGO-USAF/NOAA (1874—2016). Posteriorment, s'ha examinat cada sèrie temporal de l'índex d'asimetria absolut mitjançant diferents tècniques com l'anàlisi de l'espectre de potència, el mètode CEEMDAN (Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition With Adaptive Noise) o la transformada wavelet de Morlet. La combinació de resultats revela que l'asimetria N-S presenta un comportament cíclic en diferents escales temporals, que consisteix en dues periodicitats aproximadament estables de 1,47±0,02 anys i 3,83±0,06 anys, que coexisteixen amb tres components discontínues amb períodes variables de 5,4±0,2 anys, 9,0±0,2 anys, i 12,7±0,3 anys. D'altra banda, durant 1910—1937, només s'observen clarament dues senyals periòdiques de 4,10±0,04 anys i 7,57±0,03 anys. De la mateixa manera, les dues senyals presenten períodes lleugerament més llargs a l'asimetria N-S associada als grups de platges en comparació amb l'associada als grups de taques.

Paraules clau: Activitat Solar, Asimetria N-S, Cadenes de Màrkov, Evolució Morfològica, Periodicitats en l’Activitat Solar, Platges Solars, Taques Solars.