对数耀斑指数的统计性质:分布和演变

鉴于中等时间尺度(10~1—10~2天)耀斑活动研究和预报的需要,首先应确立恰当的描写耀斑活动的方式。 我们发现,美国国家海洋和大气管理局发表的每天耀斑指数I_f,严重偏离正态分布。我们经变换得到对数耀斑指数(它对应于耀斑辐射积分通量的量级) 遵从正态分布,其时段平均值F_L和标准差σ_F便可完备地统计描写该时段的耀斑活动水平。 依据概率论,利用随机数发生器,我们推求了低于报导阈的F_L近似值,构成F_L的完整的时间序列,描写了耀斑活动的连续变化。 我们计算了1642—1684太阳自转周每周的F_L和σ_F。发现它们与太阳缓变成分(2800兆赫射电流量S_a)相关演变,复相关系数R_F=0.93,R_σ=0.46;另一方面,F_L的相对回归余差仍近20％,σ_F的相对回归余差则近30％;定量地予以解释和预报,显然是需要探索的艰巨任务。 另外,我们发现,F_L和S_a单相关系数r=0.93,回归方程 F_L=-0.70 0.0155S_a 凭借2800兆赫射电流量平均值S_a的预报,便可预报对数耀斑指数较为准确的平均值F_L。     

耀斑软X射线流量的统计性质

为了更定量地研究太阳耀斑软X射线辐射的统计性质,发展了一套对于给定峰值流量区间的耀斑的自动识别程序,并用它分析了从1980年到2013年GOES(Geostationary Operational Environmental Satellite)在两个软X射线波段上对太阳耀斑的观测.研究发现耀斑软X射线流量在峰值附近变化的统计特征和耀斑流量峰值的绝对大小无关:平均而言耀斑流量的上升时间约是下降时间的一半,而且高能量通道的上升和下降时间比相应的低能量通道时间要短,但是这些时间还是会随着耀斑流量变化幅度的增加而增加.     

高能耀斑指数的功率谱及其热点分布

本文采用一个表征高能耀斑强度的综合指数,分析了太阳活动21周以来(1976.7—1991.2)级别≥M1.0的X射线耀斑和能量≥10Mev的质子耀斑综合指数的时空分布,提出在研究时段内太阳上的13个高能耀斑“热点”。这些热点活动区反复回转,爆发了占总指数58.1％的高能耀斑。本文还讨论了高能耀斑热点的特征及其与大尺度磁场演化的关系。结果表明,高能耀斑热点与大尺度磁场的演化关系密切,前者受后者的调制。     

第22太阳周活动区M级以上X射线耀斑指数的统计

本文对第２２太阳周（１９８７年１月至１９９２年１２月）中发生过Ｍ级以上的Ｘ射线耀斑（Ｈα耀斑级别≥Ｍ级，并伴有Ｘ射线的耀斑）对应的３９５个活动区资料进行了耀斑指数的统计，得到的结果：１．２２太阳周Ｍ级以上Ｘ射线耀斑级别综合指数表，２．２２太阳周Ｍ级以上Ｘ射线耀斑总指数表，３．第２２太阳周Ｍ级以上Ｘ射线耀斑总指数随时间的变化曲线，４．第２２太阳周Ｍ级以上Ｘ射线濯斑总指数直方图，该图表明第２２太阳周活动的极大年分别是１９８９和１９９１年，为第２３周太阳活动预报提供了可用参数。     

质子耀斑的日面分布特征

在２２太阳活动周中，日面上有三个较强的质子活动复活体，它们爆发峰值流量≥１００ｐｆｕ和≥１０００ｐｆｕ的质子耀斑各占同类耀斑总数的７０．４％和８３．３％。活动复活体分别位于北纬２６°─３５°和南纬２０°─２９°纬度带上，由于它们周期性（１─２．６年）地再现，从而形成了日面质子耀斑的活动经度和纬度明显集中趋势。     

耀斑活动区的“准复合体”分布

追踪1970.1—1975.12期间产生耀斑活动区位置,发现这些活动区的日面分布呈“准复合体”的区域性分布。95％的活动区集中在二十一个“准复合体”之中。“准复合体”在日面上可存在长达三十多个自转周的时间,在其消失后,经过几个或十几个自转周的“休歇”,新的活动区在这个区域内仍可得到“复活”。这可对太阳耀斑的长期预报提供一个重要的参数。     

日珥和耀斑的旋转模型

本文在日珥和耀斑绕轴旋转的假设条件下,分别对自旋角速度为常数和有梯度两种情况,计算巴耳末线轮廓从日珥和耀斑中心到边缘的变化,建立由谱线倾角或位移量求自旋角速度以及由谱线曲率求角速度的深度梯度的方法,并把这些方法应用于1981年4月27日环状耀斑的观测资料。     

太阳耀斑粒子事件能谱的日面经度的统计特征

本文对1967.5-1979.8发生的能量E为20-80MeV的140个质子事件和E>450MeV的39个GLE(Ground Level Effect or Ground Level Event地面观测到的效应或事件)(1942-1986)事件以及87个(1980.3-1986.2)γ射线和22个(1980.3-1981.12)X射线事件的能谱指数随日面经度(中经距)的变化进行了统计,发现质子事件和GLE事件存在西经20°-90°W之间为容易发生的“偏爱区域”,而γ射线和X射线推得的电子事件,似乎不存着这样的区域。     

耀斑氦线的观测和研究

介绍了耀斑各波区（从ＥＵＶ到红外）氦线观测的进展，从中阐明氦线观测和研究在提供太阳耀斑物理参数，了解耀斑动力学过程，电场，能量平衡及高能粒子产生和传输方面的特殊意义，并分析了这个领域目前已经取犁研究结果和今后研究中在观测技术和理论分析两个方面尚需解决的关键问题。     

太阳耀斑环的收缩和剪切

分析了2个耀斑事件,这2个事件分别是2002年3月14日M5.7级和2003年10月29日X10级耀斑。这两个耀斑在紫外(Ultroviolet or UV,160.0 nm)或远紫外(Extremeultraviolet or EUV,17.1 nm)都具有双带结构,在硬X射线(Hard X-ray or HXR)能段有明显的共轭足点。通过"重心法",可以得到EUV双带以及硬X射线足点的位置。通过对这2个耀斑事件的初步分析,得到下面的结论:(1)耀斑脉冲期,这两个耀斑的共轭亮核和双带都具有明显的会聚运动,会聚运动延续了3～10 min。亮核或双带的分离运动发生在会聚运动后;(2)耀斑的硬X射线足点具有很强的剪切运动,并且在耀斑过程中,剪切角的变化持续减小。这些结果表明磁重联通常发生在剪切程度高的磁场区域。这些结果支持Ji(2007)的磁场模型,这个模型认为耀斑环的收缩运动是剪切磁场松弛引起的。     

耀斑和日珥的热动平衡偏离

本文用比较简便的方法计算日珥的热动平衡偏离,并论证由氢的巴耳末线求得的激发温度并不趋近于电子温度,因此高能态的热动平衡偏离不容忽视。我们由此认为,斯威茨卡对耀斑热动平衡偏离的研究结果是值得商榷的。     

耀斑前低磁弧中耀斑能量的建立和非线性无力磁场

本文试图推广B.C.Low(刘文才)的关于非线性无力磁场的工作并用来解释耀斑前中性线两侧磁场梯度的增加,中性线上暗条的形成和耀斑前X射线和远紫外线照片上的低磁弧现象。同时预言耀斑中高能现象的爆发源高度随能谱变硬而下降。     

太阳耀斑(后)环系物理量的二维分布和演化特征

用“多云模型”方法对1989年8月17日太阳边缘耀斑的二维Hβ光谱进行分析研究，得到了该耀斑环系3个物理量(氢原子在第二能态的柱数密度N2，激发温度Tex和微湍流速度Vt)在不同时间的二维分布和演化特征，结果表明：(1)密度，温度和湍流速度的分布是不均匀和不对称的，它们的分布跟耀斑环内的位置密切相关、而与高度关系不大；(2)密度N2和湍流速度Vt随时间减小，而温度几乎不变，环项温度还随时间有所增加；(3)首次揭示了N2和Tex的极值位置从环的一个腿向环的顸部移动，而同时Vt的极值位置却由环顶部向环的另一个腿运动，似乎在环内形成类“虹吸”现象。     

脉冲星参数空间分布和演化统计研究

脉冲星参数统计是脉冲星研究的重要基础性工作。利用最新整理的脉冲星观测数据,对2 500多颗脉冲星参数的空间分布和演化进行了统计研究。结果显示,在空间上脉冲星集中在银道面附近,脉冲星数目分布的极大值位于距离银心约7.27 kpc处,这可能是星际色散和散射造成的观测效应。另外给出了自转周期、表面磁场、特征年龄和自转能损失率随着远离银道面的变化规律。随着远离银道面,常规脉冲星的自转周期和特征年龄不断增大,表面磁场和自转能损失率不断减小。常规脉冲星的射电光度随特征年龄的增大,先增大后减小,这表明射电辐射机制在不同年龄段有所不同。常规脉冲星自转能损失率随特征年龄的增大呈对数快速下降。这些结果是脉冲星分布演化理论研究的重要基础。