太阳活动与太阳自转速率变化关系的分析

研究发现,太阳自转速率的变化与太阳活动之间存在一定的联系,但是不同学者的研究结论存在着矛盾:有的认为两者为正相关,而有的却认为是负相关.究竟两者之间是什么关系,需要做进一步深入的分析.利用EEMD (Ensemble Empirical Mode Decomposition)等方法对太阳自转速率和太阳黑子数据序列进行相关关系以及相位关系的计算和分析,以探讨太阳自转速率变化与太阳活动之间的关系.研究发现:两者的长期趋势项分量呈显著负相关;在11 yr左右周期分量上,观测到的太阳自转速率滞后太阳黑子的变化约2 yr时,呈显著负相关关系,超前3 yr时呈现次显著的正相关;对太阳活动第12–23周各周内部太阳黑子与太阳自转速率的相关分析表明,两者的关系比较复杂,但负相关关系更为显著.这为进一步理解太阳活动变化与太阳自转速率变化之间的成因联系提供了新的依据.     

旋转黑子的太阳周时间延迟研究

统计结果显示23周旋转黑子的纬度随时间的变化呈蝴蝶图分布.对23周旋转黑子蝴蝶图和黑子蝴蝶图两翼的4条拟合曲线间的均方差随相位变化进行研究的结果表明:黑子蝴蝶图南北半球之间、旋转黑子蝴蝶图南北半球之间以及在同一半球旋转黑子蝴蝶图和黑子蝴蝶图之间存在着系统的时间延迟.这说明:23周南北半球太阳黑子活动不是同时发生的,南半球和北半球之间存在着系统的时间延迟或提前(相位差),且是南半球滞后于北半球;23周旋转黑子蝴蝶图和黑子蝴蝶图之间存在着相位差,且是旋转黑子蝴蝶图滞后于黑子蝴蝶图,观测滞后值略小于发电机模型预言的理论值.     

紫金山天文台55 yr手绘黑子数据系统差分析

对紫金山天文台(简称紫台)自1954年至2011年共55 yr的手描黑子图进行了数字化.将紫台太阳黑子相对数(PRSN)和黑子群数(PGSN)与国际太阳影响数据分析中心(SIDC)中的对应数据(月平均太阳黑子相对数(IRSN)和月平均黑子群数(IGSN))进行对比研究,发现:(1)紫台黑子数据与SIDC黑子数据有很强的正相关性,说明紫台黑子数据的可靠性;(2) PRSN和IRSN、PGSN和IGSN的系统偏差分别处于7%左右、5%左右,紫台数据与SIDC数据在活动周的极小期的差异性显著大于极大期;(3)紫台的视宁度从1995年开始变差,直接导致了PRSN (PGSN)与IRSN (IGSN)的比值明显变大,表明视宁度的变化影响了紫台黑子的观测质量.     

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。     

太阳黑子月平均面积数活动周及其特征

我们对第12周至第22周的太阳黑子月平均面积数进行统计分析,并与相应的太阳黑子月平均数相比较,结果表明太阳黑子月平均面积数活动周与太阳黑子月平均数活动周有一定的关系。在多数情况下,太阳黑子出现最大值的时间与太阳黑子面积数出现最大值的时间上不一致;太阳黑子平滑月平均数活动周上升期与太阳黑子平滑月平均面积数上升期在大多数情况下不相同;太阳黑子平滑月平均数活动周平均效果的瓦德迈尔效应(Waldmeiereffect)一般要比太阳黑子平滑平均面积数的活动周明显;文中还对太阳黑子平滑月平均面积数活动周的特征进行了分析。     

太阳黑子月平均面积数活动周及其特征

我们对第12周至第22周的太阳黑子月平均面积数进行统计分析，并与相应的太阳黑子月平均数相比较，结果表明太阳黑子月平均面积数活动周与太阳黑子月平均数活动周有一定的关系。在多数情况下，太阳黑子出现最大值的时间与太阳黑子面积数出现最大值的时间上不一致；太阳黑子平滑月平均数活动周上升期与太阳黑子平滑月平均面积数上升期在大多数情况下不相同；太阳黑子平滑月平均数活动周平均效果的瓦德迈尔效应(Waldmeier effect)一般要比太阳黑子平滑平均面积数的活动周明显；文中还对太阳黑子平滑月平均面积数活动周的特征进行了分析．     

太阳活动周期的小波分析

运用小波技术对太阳射电流量2800 MHz,太阳黑子数和太阳黑子面积数周期进行分析．其结果表明: (1)这3个系列的数据显示最显著的周期是10．69年,其他周期并不明显．(2)小波功率谱给出了全部时间-周期范围的功率谱变化,它显示了在某个周期处于某个时段的局部功率的变化,小波功率谱分析表明,小于1年的周期仅仅在太阳活动最大期附近比较明显．(3)太阳射电2800 MHz,太阳黑子数和太阳黑子面积数的几个周期(10．69年,5．11年, 155．5天)的小波功率谱比较相似,出现峰值的时间相同;曲线的起伏相似,周期越小,曲线起伏的频率越大．     

第21周太阳活动预测的检验及简评

第21周的太阳黑子数于1979.9(1979年12月)到达它的峰值165.3。本文提出用165.3±16.5和1979.9±0.5年的容许变幅,来检验第21周多种多样的预测结果。作者的预测结果149.4和1979.7都在检验标准的变幅以内,是成功的。峰值预测正确的还有Smith,Reddy,Sargent,Brown,Олъ,Hill和Оалъчук。峰期预测正确的还有Gleissberg,Романук,Wood,Sargent和Оалъчук.本文简评了失败和成功的预测方法.Gleissberg的80年长周期调制方法及其变体预测21周峰值是失败的,Олъ的地磁法及其变体用于21周峰值的预测是成功的。活动周开始后,黑子数曲线升段的特征用来预测21周的峰值和峰期都是有效的。第21周属于第3,4,8,11和18周同一类型的高活动周。     

读者来信——汉河平元年黑子记录日期考订

天文学报编辑部:云南天文台古代黑子记录整理小组的“我国历代太阳黑子记录的整理和活动周期的探讨”一文(《天文学报》第17卷,2期,1976年,217-227),介绍了我国古代112次黑子记录.其中第2次黑子记录是:     

利用小波分析研究近地空间高能电子的周期变化特征

利用小波变换对GOES (Geostationary Operational Environmental Satellites)系列卫星(GOES 10/11) 1999年3月至2010年12月和风云2号系列卫星(FY 2C/2D) 2004年10月至2012年5月记录的2 MeV高能电子通量变化情况进行了相关研究,发现GOES卫星观测到的高能电子通量存在明显的13.9 d、 27.7 d、 187.0 d和342.9 d周期, FY卫星观测到的高能电子通量存在明显的13.9 d、27.7 d、222.3 d和374.0 d周期,在某些年份GOES和FY卫星均存在9 d的周期,与地磁Dst (赤道环电流指数)、 AE (极光电射流指数)指数周期高度相似.将高能电子通量和Dst、AE指数进行交叉小波分析,并利用该算法的多分辨率特点以及时域、频域局部化分析方法,将数据按不同频率进行分解,从低频系数重构图像和交叉小波谱图可以清楚看出高能电子通量和地磁指数的关系.基于FY和GOES卫星高能电子通量良好的相关性,对多卫星高能电子通量变化短周期相同、中长周期不同进一步研究,对比发现不同地磁扰动引起的GOES和FY卫星高能电子通量变化存在各向异性,小磁暴也可以对高能电子通量造成和强磁暴一样的效果,并且某些时候存在地方时一致的24 h周期.这一结果表明对地磁宁静期高能电子研究至关重要,同时对理解太阳活动,预报高能电子能谱和预警深层充电事件以及验证预测磁暴、亚暴等事件具有重要意义.     

云南天文台太阳黑子照相观测资料处理和相关软件

在建立太阳全日面黑子照相观测系统的基础上对黑子观测资料进行了处理,给出黑子观测的重要数据及相关参数,为太阳物理学家研究太阳活动规律提供和积累最基本的第一手数据。这些数据包括:太阳黑子相对数,南北半球太阳黑子的坐标和黑子群数,太阳黑子的圆面积和球面积等。编写了一个程序,对每天的太阳黑子观测资料进行处理,给出以上物理参数,彻底改变了手工描绘黑子和计算黑子参数的传统方法,同时也提高了黑子资料处理的精度和效率。     

黑子面积随黑子数变化的统计研究

对1874年5月-2015年3月期间每月黑子数和黑子面积数进行数据分析,统计研究黑子数与黑子面积比例的变化。结果表明:黑子数与黑子面积非线性变化,在活动周极大时期更明显。二者的分布概率整体相似,都随数值增大而降低,但黑子面积下降得更明显,表明二者存在非线性关系。黑子数与黑子面积的比例在活动周极小时期约为10.2,在极大时期约为21.8,长期约为16.8。每个周的上升期和下降期确定的比例有微小差别,不同活动周确定的比例有小的差别,二者间的比例有减小的趋势。     

第23太阳活动周不会是强活动周

利用最新的太阳黑子观测资料和线性相关统计模式,对第２３太阳活动周的极大月平滑黑子相对数和黑子数的极大年均值进行预测．预报因子分别是每个太阳周上升相第２６个月的月平滑黑子相对数和第三年的黑子数年均值．预测结果表明,第２３周太阳黑子数的极大值不会高,极大月平滑黑子相对数为１１５．４±１４．９,极大年均值为１１８．９±１１．６．平滑黑子数极大不会出现在１９９９年,很可能出现在２０００年．     

第23太阳活动周不会是强活动周

利用最新的太阳黑子观测资料和线性相关统计模式,对第２３太阳活动周的极大月平滑黑子相对数和黑子数物极大年均值进行预测,预报因子分别是每个太阳周上升相第２６个月的月平滑黑子相对数和第三年的黑子数年均值,预测结果表明,第２３周太阳黑子数的极大值不会高,极大月平滑黑子相对为１１５．４±１４．９,极大年均值为１１８．９±１１．６,平滑黑子数极大不会出现在１９９９年,很可能出现在２０００年。     

BL Lac天体Mrk 421 X射线辐射流量变化特性研究

利用Swift/BAT望远镜的观测数据,获得BL Lac天体Mrk 421从2005年2月12日到2012年11月26日在硬X射线15 ～ 50 keV能段上的辐射流量变化曲线.用离散相关函数(Discrete Correlation Function,DCF)方法、Jurkevich方法和功率谱方法对Mrk 421在X射线波段的辐射流量变化周期进行了分析.分析结果表明,3种周期分析方法得到的结果基本一致,Mrk421在X射线波段存在(1.7±0.1)yr和(3.7±0.1)yr的变化周期,其中3.7 yr的周期值与Li等人在射电22 GHz、37 GHz波段获得的3.95 yr周期值基本一致.用双黑洞系统的轨道运动驱动引起喷流的非弹道螺旋运动模型解释Mrk 421在X射线波段存在的1.7 yr变化周期.     

太阳黑子本影振荡的多波段观测

基于多波段的观测数据, 研究了黑子本影振荡在太阳大气不同高度或温度的振荡特征. 目标黑子发生在2017年9月15日, 位于活动区12680. 多波段的观测数据包括AIA (Atmospheric Imaging Assembly)的极紫外成像及IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph)的紫外光谱和成像. 在太阳黑子的本影位置, AIA 1700 Å 光变曲线的振荡周期约为(4.2士0.8) min,而AIA 1600 Å、171 Å和193 Å光变曲线的振荡周期约为(2.8士0.3)min. IRIS的Mg II h和k谱线及远紫外成像(2796 Å)都表现为(3.1士0.5) min的准周期振荡,而谱线Si IV 1393.76 Å的振荡周期约为(2.9+0.4)min.观测结果说明黑子本影的振荡周期随着太阳大气高度的升高而逐渐减小.较短的周期可认为是3 min振荡,很可能与黑子本影上方的慢磁声波有关,它起源于温度极小区并向上传播到日冕.较长的周期可解释为光球的5 min振荡,与太阳的P模振荡有关.     

太阳黑子的世纪周期及对24、25活动周的预报

太阳活动除了具有公认的11 a周期以外,还存在着一个80～120 a变化的世纪周期,也称为Gleissberg周期.使用傅里叶变换和小波分析的方法,分析了1700～2008年的年均黑子数世纪周期的变化规律.得到结果:在太阳活动世纪周期的低谷期,所对应11 a太阳周的极大年和极小年的黑子数目都比其他太阳周的低.在这300多年里,世纪周期的周期长度也有变化.由世纪周期的变化趋势,预测第24、25太阳活动周将处于世纪周期的低谷期.通过对以前3个世纪周期的谷期黑子数求平均的方法,得到第24,25太阳周极大年年均黑子数为63.6±21.1,极小年的为2.2±2.1.这些结果有助于理解当前太阳活动反常宁静这一现象.     

Blazar天体3C 66A光学波段准周期光变分析

研究了Blazar天体3C 66A光学波段的准周期光变行为.收集了3C 66A光学V波段将近18 yr (2003—2021年)的测光数据,观测数据主要来源是:上海天文台(ShAO)、 AAVSO (The American Association of Variable Star Observers)数据库、Steward天文台.使用了Jurkevich和Lomb-Scargle两种方法分析了光变数据.Jurkevich方法得到了(850±90) d (～2.3 yr)和(1150±140) d (～3.2 yr)的光变周期,而Lomb-Scargle方法在充分考虑了“红噪声”效应之后同样得到了(869±70) d和(1111±90) d的光变周期,它们的置信水平分别为>99%和> 95%.通过与之前的研究结果比较,发现～2.3 yr的光变周期在3C 66A的历史光变数据中是一个稳定的周期,而～3.2 yr的周期则是不稳定的.     

大太阳事件日地总体效应分析的一个例子(英文)

本文分析1986年2月4日3B/X3.0大耀斑及2月6日3B/X1.7大耀斑事件的日地总体效应。2月4日耀斑是第21周第169次X级x射线耀斑,第15个X3级耀斑,引起的质子事件是第21周第57个,>10MeV积分流量为130粒子/厘米~2.秒.球面度,粒子流产生的磁暴是19周1960年11月13日磁暴(Ap=280)以来最大的一个(Ap=202),也是1932年以来第9个大磁暴。 本文从太阳活动区演化、光学耀斑、X射线耀斑、黑子面积、X射线流量变化、太阳质子、电子、α粒子能谱、卫星高空地磁场记录、中子堆吸收、太阳风、宇宙线及地磁、电离层资料等参数,用计算机和数字化仪将这些参量画在同一时间尺度坐标上,得到太阳耀斑的光辐射和粒子辐射效应及其瞬时和滞后效应的时间序列,并作分析研究。 选择高纬南极中国长城站地磁台,低纬Honolulu台,中纬Kakioka台,北京台,Bonlder台和接近北极的Barrow台等6个地磁台磁暴急始及磁暴期间的地磁场D.H.Z.各分量形态和幅度进行分析比较。并对地磁A_p、D_(st)指数作了分析。 进一步对大事件磁暴空间环境引起的卫星异常如卫星充放电异常ESD发生在1986年2月8日、12日、以及SEU卫星异常发生在2月5日的资料作了分析。 同时,北大西洋高频无线电传播在磁暴主相后严重衰减,美国电力公司报导电压下降3％的短期效应,高频接收减低,另     

太阳活动和预报的几个问题(英文)

不少人用统计方法研究太阳黑子数序列或者太阳黑子周本身各参量间的关系,做太阳活动周预报。第21周只有少数这类预报的结果与实际情况相近。第22周也会有类似的趋势,即预报较实测偏低较多。为改进预报,研究太阳黑子活动的性质是有益的。黑子数是一个缺乏物理意义的统计量,人们已经找到和正在寻找新的太阳活动指标。但是黑子数的观测历史较长,用户广,而且作为一个统计量它能反映太阳活动的时间变化,所以仍是一个常用的参量。同时,应该看到太阳活动是一个广泛含意的概念,不应把它只与黑子数相联系。为了满足用户的不同要求,应该用多种太阳活动指标做预报。另外,从SMM卫星和GOES卫星的观测资料分析得出耀斑的152天周期性,地面观测资料也得到了同样的结果。这类研究也必然有助于预报工作。本文对与上述问题有关的几点做些简短的讨论。 研究发现,太阳活动周各参量间的关系是比较复杂的。例如,太阳周黑子数极大值与上升段的关系似乎可以用两条直线表示(图1),极小年均值与起伏之间也象是双线关系(图2)。这种非唯一的关系至少是太阳活动周预报不准的主要原因之一,也可能是太阳预报提前期越长越不准的原因之一。 太阳活动是一个意义广泛的概念,可以用多种指标描述太阳活动的不同方面。而且应注意到不同指标之间在