太阳宁静区磁场的功率谱分析

利用１９９８年１０月３日北京天台怀柔太阳观测站的高质量磁图,对给定的太阳宁静区两种不同极性的磁场进行为分析。结果表明,空间功率谱在超米粒和中米粒尺度具有明显的尖峰结构,这对应于空间周期性分布的网络和内网络磁结构。结果也显示出,超米粒边缘所包含的两种极性场中,其中的一种极性占优势。通过瞬态功率谱的分析,得出网络和内网络场寿命之间的比例关系,这一结果和其他学得出的超米粒和中米粒对流寿命之间的关系相     

太阳宁静区磁场的功率谱分析

利用１９９８年１０月３日北京天文台怀柔太阳观测站的高质量磁图,对给定的太阳宁静区两种不同极性的磁场进行了功率谱分析．结果表明,空间功率谱在超米粒和中米粒尺度具有明显的尖峰结构,这对应于空间周期性分布的网络和内网络磁结构．结果也显示出,超米粒边缘所包含的两种极性场中,其中的一种极性占优势．通过瞬态功率谱的分析,得出网络和内网络场寿命之间的比例关系,这一结果和其他学者得出的超米粒和中米粒对流寿命之间的关系相符．     

太阳宁静区磁元的空间结构

利用怀柔太阳磁场望远镜,我们对太阳宁静区光球和色球磁场进行了观测。日面中心到边缘的观测表明,太阳宁静区中的小尺度磁结构在从光球到色球的扩展过程中变化不大。日面边缘的观测表明,小尺度磁结构的水平分量在光球和色球都不大。对极区和赤道边缘纵向磁场的比较发现,极区磁场与赤道边缘磁场有着不同的磁结构特性     

太阳表面小尺度磁场的结构和演化

太阳表面小尺度磁场,是指太阳活动区之外的小尺度磁结构。它们目前被区分为网络磁场、网络内磁场和瞬现活动区(或瞬现区)三类。小尺度磁场遍及太阳表面,在太阳活动的任何位相都组成太阳表面磁通量的主要部分,其生消变化可能对上层大气的加热有重要影响。 瞬现区的浮现是小尺度磁通量产生的重要方式。瞬现区组成了太阳活动区在小尺民一端的谱的延伸。网络内磁场的产生和演化的研究,仍处于刚刚开始的阶段,是一个十分活跃的研究领域。初步研究表明,网络内包含的总磁通量比瞬现区的总和多两个量级。最近被广泛证认和研究的磁场对消现象,可能首次提供了磁力线重联的观测证据,被证明是磁通量从太阳表面消失的主要观测模式。对消磁结构与日冕X-射线亮点相关的间接证据已为Harvey给出。由于浮现、对消、分裂和聚合等各种动力学过程的存在,网络磁场不再被认为仅仅是衰减活动区的残余。     

行星际磁通量绳尺度及能量研究

行星际磁通量绳是太阳风中一种重要的磁结构.从1995-2001年的Wind卫星的观测资料中认证了144个行星际磁通量绳.其时间尺度介于几十分钟到几十小时之间,其空间尺度呈现连续分布.通过估算磁通量绳单位长度的能量和总能量发现:磁通量绳的能量分布和耀斑的类似都呈现很好的幂率谱.通过讨论行星际磁通量绳和太阳活动爆发的关系,建议所有的小、中、大尺度通量绳都直接起源于太阳上的爆发,和磁云对应于通常的日冕物质抛射一样,中、小尺度的通量绳对应相对较小的日冕物质抛射.     

日冕加速区附近射电尖峰辐射的小尺度结构

太阳射电尖峰辐射(spike)的窄频带是一个具有特征性的参数,不但可从它计算出Spike辐射源区的小尺度结构,而且观测结果与Spike辐射理论可相互验证.我们利用云南天文台0.5 MHz频率分辨率的射电频谱观测资料,作出了230—300MHz频段上单个Spike带宽分布,并由此给出一群Spike源区的最可几尺度为151km,最大源区尺度为830km.     

磁云传播的动力学演化过程研究进展

磁云因其独特的磁场结构经常是重大灾害性空间天气的驱动源. 近来从磁云的边界层结构、环向通量、大尺度结构等方面关于磁云传播的动力学演化过程的研究取得了一些进展. 在磁云边界存在一个由于磁场重联而形成的边界层结构. 在磁云传播过程中, 这种发生在边界处的磁场重联可能会把磁云的磁场剥蚀掉, 进而引起其磁通量绳结构环向通量的减少以及不对称. 在磁云内部, 经常会观测到多个子通量绳结构. 这些特性各异的子通量绳可以通过磁场重联而合并, 进而引起磁云磁结构的改变. 关于磁云大尺度磁场拓扑位形的演化机制, 除了较早提出的交换重联外, 目前的研究表明在行星际空间中, 磁云边界处的重联过程也可以将磁云闭合或半开放的磁场线打开或断开. 尽管在相关研究中已经取得了较大进展, 但关于磁云传播的动力学演化过程还有许多问题尚不清楚. 在行星际小尺度磁通量绳边界也发现了边界层结构, 那么磁云是否会因剥蚀而成为小尺度通量绳? 磁云内子通量绳结构在相互作用中会不会引起某些不稳定性而导致整个通量绳系统的崩溃? 这些问题的解决还有待于进一步的理论、观测和数值模拟研究.     

磁云传播的动力学演化过程研究进展

磁云因其独特的磁场结构经常是重大灾害性空间天气的驱动源.近来从磁云的边界层结构、环向通量、大尺度结构等方面关于磁云传播的动力学演化过程的研究取得了一些进展.在磁云边界存在一个由于磁场重联而形成的边界层结构.在磁云传播过程中,这种发生在边界处的磁场重联可能会把磁云的磁场剥蚀掉,进而引起其磁通量绳结构环向通量的减少以及不对称.在磁云内部,经常会观测到多个子通量绳结构.这些特性各异的子通量绳可以通过磁场重联而合并,进而引起磁云磁结构的改变.关于磁云大尺度磁场拓扑位形的演化机制,除了较早提出的交换重联外,目前的研究表明在行星际空间中,磁云边界处的重联过程也可以将磁云闭合或半开放的磁场线打开或断开.尽管在相关研究中已经取得了较大进展,但关于磁云传播的动力学演化过程还有许多问题尚不清楚.在行星际小尺度磁通量绳边界也发现了边界层结构,那么磁云是否会因剥蚀而成为小尺度通量绳?磁云内子通量绳结构在相互作用中会不会引起某些不稳定性而导致整个通量绳系统的崩溃?这些问题的解决还有待于进一步的理论、观测和数值模拟研究.     

太阳活动区磁场观测的一种新方法

在太阳活动区的物理研究中,特别是在二维动力学光谱分析中,迫切需要相应活动区的磁图资料。本文介绍了在太阳光谱仪的入射狭缝后安装一种新型偏振器进行活动区二维磁场观测的新方法。这种方法不仅能获得日面上任一点的磁场强度,且可快速获得活动区的纵向场磁图。除此之外,还可利用多条谱线的同时观测,获得有关磁力线管结构等方面的资料。     

尖峰爆发标度律及其对新一代太阳射电望远镜参数的约束

射电观测是太阳物理和日地空间科学的重要探测手段,尤其是对于太阳爆发过程中的太阳非热粒子加速、发射和传播等过程.迄今,世界各地研制建成了上百台太阳射电望远镜,包括射电流量计、射电动态频谱仪和射电日像仪等.基于技术进步和新的科学设想,人们还在不断提出新的太阳射电望远镜计划.研制新的太阳射电望远镜时,需要考虑观测频率、带宽、时间分辨率、频率分辨率、空间分辨率、偏振精度等设计参数.事实上,过度追求高参数往往会无法实现期望的科学目标.如何合理地选择太阳射电望远镜的参数呢?长期的观测研究发现太阳射电爆发常常可分成一系列从长到短不同时标的爆发过程,其中,尖峰爆发是最小时间尺度的爆发现象,同时也是太阳上目前发现的最小空间尺度上的爆发过程,可看成一种元爆发过程,可能对应于单一的磁场重联和磁能释放.根据太阳射电天文学研究,识别尖峰爆发是对新一代太阳射电望远镜的基本要求.尖峰爆发的时间尺度和空间尺度又是随频率而变化的.从分析不同频段太阳射电尖峰爆发的时间和带宽的标度律来说明如何为新一代望远镜的设计选择合理的参数指标,并提出谱-像结合观测模式,最大程度地保证望远镜科学目标的实现.这种观测模式或将成为未来太阳射电观测的主要方式,对揭示太阳爆发现象中的非热过程的物理本质具有非常重要的意义.     

太阳表面磁场的分布与演化研究进展

太阳磁场、较差自转和内部对流使得日面磁场与磁活动在很大的时间尺度和空间尺度范围均表现得相当复杂.其中最有名的是太阳活动的11年周期,或22年磁周期.在较小时间尺度上,从几秒到几小时,有时太阳大气中会发生一些壮观的爆发事件,如耀斑、日珥爆发、日冕物质抛射等.所有这些形式的事件都与太阳磁场紧密关联.简单评述了太阳磁场起源与观测方法,重点论述了不同尺度太阳磁场的空间分布与演化,介绍了从太阳磁活动现象统计得到的有关太阳磁场的几个典型特征,同时讨论了进一步研究的方向.     

通过建立自然坐标系确定磁云边界方法的探讨

通常卫星探测到的关于行星际空间磁场的数据都是在GSE坐标系(地心太阳黄道坐标系)里表示出来的．磁云是行星际日冕物质抛射事件的一个重要子集,它们的边界认证一直是磁云研究中感兴趣的问题之一．通过讨论坐标系转换确定磁云边界的方法,由磁云的磁通量管特征建立磁云自然坐标系,然后把行星际空间的磁场转换到磁云自然坐标系里．在磁云自然坐标系里磁云作为一个磁通量管的结构能够清晰地显示出来．结合磁云的等离子体特征就可以比较容易地把磁云和背景太阳风分辨出来,即确定了磁云的边界．     

AR5572中一个宁静暗条的缠绕运动与磁场的关系

1989年7月8日,在AR5572中,北京天文台怀柔太阳观测站观测到宁静日珥的缠绕运动。磁场观测表明,它与磁对消密切相关。     

太阳的空间观测与研究Ⅱ—太阳高能粒子和等离子体云的抛射

太阳空间观测揭示出太阳的高能电子、高能质子发射以及γ射线爆发。证实了有关的太阳射电辐射理论、揭示出太阳耀斑中的核反应。日冕物质抛射和耀斑等离子体云的空间观测揭示出它们之间的区别和联系, 认识到耀斑的热区和冷区。太阳和日球磁场观测发展了磁流体动力学理论     

太阳的空间观测与研究Ⅱ—太阳高能粒子和等离子体云的抛射

太阳空间观测揭示出太阳的高能电子,高能质子发射以及γ射线爆发。证实了有关的太阳射电辐射理论,揭示出太阳耀斑中的核反应。日冕物质抛射和耀斑等离子体云的空间观测揭示出它们之间的区别和联系,认识到耀斑的热区和冷区。在阳和日球磁场以观测发展了磁流体动力学理论。     

关于第廿和第廿一太阳周的划分

太阳黑子的佛耳夫相对数存在平均11年的周期变化,这个周期称为太阳活动周。黑子磁场长期观测的结果表明,在同一活动周内,太阳南北两半球上的黑子群,其极性分布是稳定的,但前导和后随的磁场排列刚好相反。到了下一个活动周,这种黑子群极性的分布将完全颠倒过来。这就是所谓“太阳黑子磁周期”,磁周期平均22年。     

磁扩散率的随机不均匀分布对增大湍流磁扩散率的作用

在太阳物理学中,磁场的湍流扩散过程一般被认为是如同烟、热和流体中其他物理属性被湍流扩散一样的过程。但这种基于湍流的运动特性而得到的湍流磁扩散率还不能很好地与太阳观测事实与湍流理论相符合。 本文提出,如果在磁流体中存在着磁扩散率的随机分布不均匀,则从磁场的扩散万程中可以看出,由这一不均匀而形成的磁扩散率梯度会使磁力线弯曲,即把平均磁场扩散成湍流磁场,从而增大了磁扩散率的数值。这种效应是在小尺度范围内对湍流磁扩散率增大起着决定性的作用。     

太阳光球层磁重联的直接证据

本文首次给出了发生在太阳光球磁重联的一个直接的观测证据。 这一磁重联的观测特征是:(1)重联发生在一新浮现磁通量区的一极与极性相反的老磁通量之间;(2)重联前中性线附近磁剪切明显;(3)被重联两极为一对消磁结构,重联发生在稳定的磁通量损失数小时之后;(4)一个级别为C2.9的亚耀斑发生在重联之前。该耀斑以重联区为中心,双带离重联位置2～3万公里,直到耀斑极大相后14分钟,重联仍未发生;(5)重联后,磁对消速率呈增大趋势。     

太阳日冕加热事件的多波段分析

随着大熊湖太阳天文台的1.6 m口径的新太阳望远镜(BBSO/NST)的成功运行,太阳观测已经进入了优于O.1″的高分辨率时代.这有助于详细分析单个曰冕加热事件,从而为日冕加热问题的最终解决提供原始的高分辨率的观测证据.利用NST所获得的在中性氦10830 A谱线、氧化钛7057 A谱线和H_α蓝翼(-0.7A)高分辨率成像观测数据,结合太阳动力学天文台上搭载的大气成像仪(SDO/AIA)和曰球磁场成像仪(SDO/HMI)同时观测到的极紫外和纵向磁场成像数据,分析了源自太阳米粒间通道的两个小的曰冕加热事件(磁环增亮)中的磁场演化.发现:这两个增亮磁环的足点都处于磁场中性线附近的一侧,一个磁环的足点伴随着一个小的纵向磁场单元的消失和两个米粒之间新形成的连接;在另一磁环的足点伴随着纵向磁场的微弱变化和一个米粒的破碎.据此,倾向于认为发生在太阳米粒之间底层大气的重联同时产生了高温和低温物质的外流.同时指出高分辨率和高偏振测量精度的光球磁场观测对于最终解决曰冕加热问题是至关重要的.     

大天线太阳射电观测和流量归算的一种方法

本文介绍了高空间分辨率的太阳射电观测流量的归算方法，即对观测的太阳天线温度值作天线功率方向图Ｋ因子的修正，即可得到太阳射电流量值．文中推导了不同温度分布模型下的Ｋ因子表达式，并计算了日面宁静太阳流量值和部分射电源的ＳＶＣ辐射流量值．对日面宁静区的射电辐射而言，因Ｋ的年变化（０．０２３６—０．０２５２）不大，因此按其平均值０．０２４４可计算出２２ＧＨｚ频率上宁静太阳流量ｓ。＝０．１５Ｔａ。（以ｓｆｕ为单位，Ｔａ。是宁静区辐射的太阳天线温度），相应的宁静太阳温度为１０１００土３００Ｋ．１９９０年７月２日源区的ＳＶＣ辐射计算结果表明：日面源区的ＳＶＣ辐射总和为２０ｓｆｕ，约占日面总辐射的２．４％．