Analisi delle proprietà geometriche ed evolutive di strutture fotosferiche solari tramite algoritmi paralleli di riconoscimento e tracciamento

1. Il fenomeno  La granulazione solare 
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Fig. 1.6 Intensità media dei granuli in funzione dell’area [HIRZBERGER97]. 
I valori pubblicati in letteratura per le dimensioni della granulazione variano tra 
0,8 e 1,4 Mm. Le discordanze tra i valori delle dimensioni tipiche della granulazione 
proposti dai vari autori dipendono in larga parte dalla mancanza di una definizione univoca 
di “granulo” come oggetto di misurazione e di analisi. Per tale motivo riteniamo più 
opportuno trattare nel seguito di generiche “strutture fotosferiche”. Evidentemente tali 
strutture sono associabili ai massimi di intensità luminosa, anche se non in modo assoluto: 
è stato per esempio mostrato come la luminosità media cresca con le dimensioni per 
strutture “piccole”, mentre non si osserverebbe alcuna variazione per strutture più “grandi” 
(figura 1.6) [HIRZBERGER97]. 
Infine uno schema interpretativo per studiare la fisica di tali processi è la relazione area-
perimetro, base dell’analisi frattale delle strutture. Questa inoltre può caratterizzare 
ulteriormente lo studio della scala tipica della granulazione. Tale relazione, nella forma 
P ~ A
D/2
, con D dimensione frattale, mostra un valore D = 1 per forme “regolari” come 
cerchi o quadrati; al variare dell’irregolarità del perimetro, si può raggiungere il valore 
D = 2, che indicherebbe la copertura dell’area da parte della curva perimetrale. 
L’andamento di D è anche interessante per valutare l’incidenza delle teorie della 
turbolenza   sulla struttura e sull’evoluzione del campo di granulazione solare 
[MÜLLER89, HIRZBERGER99]. Roudier et al., trovando un netto cambio di pendenza 
nella relazione perimetro-area in corrispondenza di ~ 1,37 ” ≈  1 Mm, hanno identificato i 
granuli al di sotto di questa soglia come vortici irregolari generati dalla turbolenza e i 
granuli al di sopra come elementi convettivi veri e propri, individuando quindi il valore di 
1 Mm come limite inferiore per la granulazione (figura 1.7) [ROUDIER87]. In merito agli 
effetti del particolare algoritmo utilizzato, è stato evidenziato che i valori di D variano 
poco al variare della soglia del valore di intensità utilizzata per separare le regioni dal 
fondo delle immagini [SCHRIJVER97].