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．     

太阳宁静区小尺度磁场的二维功率谱(英文)

以1988年9月5日北京天文台怀柔太阳观测站高分辨率和高灵敏度磁强图为基础,首次给出了对一太阳宁静区小尺度磁场空间分布的二维功率谱。 尽管从总体上,功率谱的分布呈现从低频分量向高频分量迅速衰减的趋势,但是,反映小尺度磁场分布的不同尺度空间周期性的分离的尖峰,是功率谱的最主要特征。 本文的主要结果可概括为下列两点: (1)太阳宁静区的磁通量不仅凝聚在分离的、具有相对较强磁通量密度的磁结构内,而且磁结构的空间分布也呈现分离的尺度不同的周期。 (2)小尺度磁场空间分布的最显著的周期,具有超米粒的空间尺度。这与以往磁对流理论与有关观测结果相一致。在功率谱中,还可以证认相应于亚超米粒,及亚超米粒和超米粒之间尺度的空间周期的大量尖峰。这是本文首次得到的。 包含更多观测资料的进一步工作是必须的,特别是获得对同一宁静区的速度场和磁场同时性的二维功率谱,对研究磁场和对流速度场的相互作用是有重要意义的。观测的功率谱与理论预测谱的比较,将有助于理解太阳光球分离磁结构形成的物理过程。     

色球磁场极性反转结构的某些观测特征

利用怀柔太阳观测站的３００余对球和色球的观测磁图，分析得出色球极性反转结构是存在于太阳大气中的真实物理现象的结论，根据对活动区两个层次上的磁场精细结构的分析，发现球磁场反转结构可能有４种不的存在形式。     

色球磁场极性反转结构的某些观测特征

利用怀柔太阳观测站的300余对光球(FeIλ5324.19A)和色球(H_βλ4861.34A)的观测磁图,分析得出色球极性反转结构是存在于太阳大气中的真实物理现象的结论.根据对活动区两个层次上的磁场精细结构的分析,发现色球磁场反转结构可能有4种不同的存在形式.     

基于支持向量机的太阳磁场活动区极性反转线位置的探测

太阳磁场的极性反转线(Polarity Inversion Line, PIL)是研究太阳活动、分析太阳磁场结构演变和预测太阳耀斑最重要的日面特征之一.磁场极性反转的位置是太阳耀斑和暗条可能出现的位置."先进天基太阳天文台(ASO-S)"是中国首颗空间太阳专用观测卫星,其搭载的"全日面矢量磁像仪(Full-Disk Vector Magnetograph, FMG)"主要任务是探测高空间、高时间分辨率的全日面矢量磁场.为了提高观测数据使用效率、快速监测太阳活动水平、提高太阳耀斑与日冕物质抛射的预报水平以及更好地服务于FMG数据处理与分析系统,采用了图像自动识别与处理技术,更加精确有效地检测极性反转线.从支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的模型出发,将极性反转线位置的探测问题转化为一个模式识别中的二分类问题,提出了一种基于支持向量机的极性反转线检测算法,自动探测与识别太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory, SDO)日震和磁成像仪(Helioseismic and Magnetic Imager, HMI)磁图的极性反转线位置.与现有算法的对比结果表明,此算法可以精确直观地检测太阳活动区的极性反转线.     

SMM资料的太阳振荡低阶声模研究

本文提出分段零平均方法,引用点间加零方法,利用周期图以及自相关功率谱,对八十年代美国SMM卫星所采集的太阳总辐照度资料中1980年与1984年的两段数据做太阳振荡谱分析,对频谱进行等步长叠加证认的结果,除了得出l=0,1,2等低阶声模以外,还清楚地得出了以在对SMM资料的研究所未得到的l=3声波模式,而由相干及谱峰半宽,推出了低阶声模的相干时间即激发寿命近似为3至9天.另外,比较1980年与1984年两段数据的分析结果,发现太阳活动峰年1980年的模式频率比谷年1984年高出零点几至几个微赫兹(μHz),这意味着太阳短周期的振荡受长周期磁场变化的影响.     

磁塌缩不稳定与自生间歇磁流

太阳和天体物理吸积盘中的场是一种空间间歇的磁流。在整个太阳上都可发现这种间歇磁流片，其中光球上90%以上的磁流呈现为强场形态，其强度为0.1-0.2T，大小为50-300km；在吸积盘中，已知脉动磁场比宏观磁场强几个数量级。磁场的重联湮灭，导致在薄电流片区形成小尺度的磁环胞以及同涨的横等离激元。磁流和等离激元之间的非线性相互作用引起自类似塌缩，形成更为空间间歇的塌缩的磁环元胞。而横等离激元诱发的自生磁场具有调制不稳定性，导致磁场塌缩，形成高度间歇的磁流。分别在磁流力学和等离子体动力论两种情况下，分析了这种磁塌缩不稳定性，并用于解释太阳上的间歇磁流以及寻求天体物理吸积盘中的反常粘滞。     

用状态空间模型递推模拟振荡器噪声

对振荡器的五种噪声之间的关系作了介绍,并对相位时间信号的状态空间模型的基本理论作了描述.在此基础上导出了五种噪声的递推模拟方法.最后模拟了这五种噪声并分析了它们的功率谱.结果表明,功率谱符合这几种噪声的定义.     

太阳目标哈特曼波前探测研究

分别对Hinode光学望远镜SOT观测太阳黑子的本影和半影图像以及太阳米粒组织图像进行了空间频谱计算和相关计算,分析了太阳不同结构区域图像的时域和空域特性对哈特曼波前探测精度的影响。计算和分析结果表明,在子孔径波面倾斜小于0.25″情况下,米粒组织图像采样时间在2 min内、本影和半影采样时间在4 min内,对子孔径波面倾斜探测精度的影响极小;并且由太阳目标特性引起的哈特曼波面探测误差随波面畸变量的增大而增大。这些研究结果可为太阳望远镜哈特曼波前探测器研制和应用提供依据和参考。     

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.     

SMM资料的太阳振荡低阶声模研究

本文提出分段零平均方法，引用点间加零方法，利用期图以及自相关功率谱，对八十年代美国ＳＭＭ卫星所采集的太阳总辐照度资料中１９８０年与１９８４年的两段数据做太阳振荡谱分析，对频谱进行等步长叠加证认的结果，除了得出Ｌ＝０，１，２等低阶声模以外，还清楚地得出了以往对ＳＭＭ资料的研究所末得到的Ｌ＝３声波模式，而由干及谱峰半宽，推出了低阶声模的相干时间即激发寿命近似为３至９天，另外，比较１９８０年与１９８４年     

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.     

太阳射电爆发U形谱与质子事件能谱

本文根据第20太阳活动周内地面和空间观测的有关资料,按文[1]中探讨太阳射电Ⅳ型爆发U形谱产生机制的理论和模型,经分析统计,发现累积流量U形谱与质子事件能谱(幂律谱)的物理量之间存在着密切的相关关系,从而提出了一个完整而较有效的警报质子事件能谱的方法。     

太阳大气中的光球亮点

首先是对太阳光球亮点近年来研究工作的总结。光球亮点是一种发生在太阳光球上宁静区域的的小尺度和短寿命增亮现象,平均直径在100～300knm之间,平均寿命约为几分钟。光球亮点的研究对于光球辐射和磁场性质的认识具有重要意义。过去的观测显示,绝大多数光球亮点的产生和演化与磁场,特别是光球上的小尺度磁场的演化密切相关,比如,两个同极性磁场的合并,或者反极性磁场的对消,或者一个同极性磁场的分裂,均可以促使光球亮点产生或消失。基于这样的观测结果,统计研究了2722个光球亮点(1600A)与光球上偶极磁元的关系,发现大约有1/3的光球亮点出现在偶极磁元中心附近。     

一个新型分米波太阳微耀斑现象的观测分析

本介绍一组短分米波（１．４２ＧＨｚ）太阳微耀斑的射电和光学辐射特征，它们包含３个叠加在连续辐射背景上的射电快速精细结构（ＦＦＳ），即准周期快速脉冲链（称微耀斑）它们的形态相似，强度大约在１５０－２００ｓｆｕ范围内，其寿命（半功率宽）大多为１５－５０ｍｓ，有１８个分离的双峰结构，该事件产生的７６４６活动区中出现两处新浮现的几个小黑子，呈现复杂极性，可能存在多重交叉小磁流环多次重联的复杂状况，本定     

基于盲退卷积的AIA图像增强方法

太阳图像中存在各种不同尺度、亮度和结构的物理活动现象,由于太阳日冕高动态活动和传感器设备等因素的影响,太阳图像成像质量不佳。根据太阳动力学天文台(Solar Dynamic Observatory,SDO)的大气成像仪(Atmospheric Imaging Assenbly,AIA)拍摄不同波段数据结构的动态范围大、噪声大、结构相对模糊等特点,提出一种基于盲退卷积的图像增强方法。首先对图像进行去噪和降低动态范围的处理,基于图像功率谱的分布假设,从原图中估计点扩散函数(Point Spread Function,PSF)的功率谱;然后使用相位提取算法恢复点扩散函数的相位,再退卷积得出较高质量的目标图像;最后通过轮廓切片分析、功率谱分析以及点扩散函数分析对增强结果进行定量和定性评价。实验结果表明,相比现有的图像增强方法,该方法在有效增强太阳日冕图像细节结构的同时,能够复原原图中因模糊无法识别的结构。     

太阳表面米粒结构观测对比度分析

分析以观测系统焦面上和探测器测到的太阳表面米粒结构的对比度与观测系统口径，大气湍流相干长度以及系统探测灵敏度的关系，给出了不同口径，不同大气湍流相干长度以及不同系统探测灵敏度时的米粒结构对比值计算结果，此外还给出了实验结果。     

一个新型分米波太阳微耀斑现象的观测分析

本文介绍一组短分米波（1．42GHz）太阳微耀斑的射电和光学辐射特征，它们包含53个叠加在连续辐射背景上的射电快速精细结构（FFS），即准周期快速脉冲链（称微耀斑），它们的形态相似，强度大约在150－200sfu范围内，其寿命（半功率宽）大多为15－50ms，有18个分离的双峰结构，该事件产生的7646活动区中出现两处新浮现的几个小黑子，呈现复杂极性，可能存在多重交叉小磁流环多次重联的复杂状况．本文定性地讨论了其产生机制，支持电流环爆炸性聚合模型的理论。     

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。     

太阳磁场观测研究

简要回顾了近几年国际上太阳磁场研究的一些重要进展，包括耀斑与磁切和电流的关系，电流螺度和磁螺度，磁场拓扑性，三维磁场外推，色球磁场研究，日冕磁场研究，内网络磁元，磁流和振荡，极区磁场观测以及色球磁元观测等方面内容，同时也介绍了怀柔太阳观测站最近所取得的主要成果，自20世纪90年代以来，YOHKOH高分辨率的太阳X射线数据，SOHO的多波段大尺度观测，TRACE的高分辨太阳过渡区资料，为研究太阳磁场从内部到距离几十太阳半径处的大范围演化提供了依据，高效的空间资料结合长期的地面资料，将是正派推动太阳磁场研究的重要手段和必然趋势。