太阳单极黑子的无力磁场理论和耀斑能量

太阳活动区中无作用力磁场偏离势场而积累了能量,对势场的偏离表现为磁场的切变。只要磁场松开扭转,就会释放能量而产生耀斑。本文根据这一基本思想,在无力因子α=常数的假定下,求出了无力磁场方程的分析解,并求出了扭转场磁能M_势场磁能M_p,可释放的自由磁能△M,磁通量Φ,总电流I,α和磁场衰减因子k等7个重要参量。这些量可表为场强B、扭转角和半影半径b的函数,后3个量可以测出,△M的公式可供太阳预报工作参考使用。将上述公式应用于1972年10月太阳活动区,算出各参量,其中△M的量级为10~(32)尔格,足够供给该活动区耀斑等活动现象的能量。与用Alfvén和Carlqvist的一维理论算出的结果比较,本文结果与观测结果更为符合。     

质子耀斑活动区特征与无力磁场

本文在综合分析质子耀斑活动区观测特点的基础上,指出在密集的多极黑子构成的局部区域中,同极黑子分裂,互相排斥,异极黑子相互靠近,向异极区中场强较弱部分的挤压和渗入,是一大批质子耀斑活动区的共同特点.这种黑子间的相对运动,使中性线严重扭曲,呈现出质子耀斑活动区特有的“S”型。根据这些观测特点,寻找到了一种定量估计无力因子的方法。对三个典型的质子耀斑活动区估计了无力因子的变化,并在常无力因子的假定下进行了无力场结构和势场磁能的计算。计算表明质子耀斑发生前无力因子逐渐增加,而势场磁能逐渐减小,减少的势场能量可能正是无力场得到发展的能源,足够质子耀斑的需要。     

黑子磁流体静力学的一个模型

本文对Ｏｓｈｅｒｏｖｉｃｈ的黑子返回磁通量模型作了适当的修改，使用黑子中心作为边界条件，用五种观测结果，导出了理论模型所需的五个主要参量，用半经验方法求得了黑子静力学模型的磁场、压力和温度等物理量．将此模型应用于一个中等大小的圆形对称黑子，可得到一个特解，结果发现我们的模型既能满足黑子的磁性质，同时又能满足合理的热力学量分布．     

冻结型和电阻型无力场

本文在限制条件下,对固定空间磁能进行变分,发现无力因子a为常数表征无力场的最小磁能状态,代表稳定的无力场。其物理意义为气体漂移速度场是定常的,磁场形态不变,磁场强度受电阻衰变的影响,也因为流体运动而受到波因亭能流的影响。有效电场垂直于磁场。在另一限制件: 下,对给定空间内欧姆损失进行变分,发现a为常数也表征无力场的最小欧姆损失状态,它的物理量是最小磁能状态无力因子a为零,或的特殊情况。     

1989年1月18日白光耀斑的研究

本文利用色球Ｈα单色光序列照相资料，Ｈα光谱扫描资料，黑子精细结构照相资料和日面纵向磁场观测资料，分析了１９８９年１月１８日ＷＬＦ所在活动区ＮＯＡＡ／ＵＳＡＦ：５３１２的磁场结构，黑子结构及该ＷＬＦ的演化特征，求出了视向速度场，并以理论计算的Ｈα谱线轮廓作为诊断工具，探讨了该ＷＬＦ可能的能量传输机制和动力学过程。     

No.431活动区的形态分析和磁能变化

1980年11月2日到11日(9日除外),我们拍摄到No.431活动区(紫台编号)太阳黑子的精细结构照片。以此为基础,我们分析了该活动区的形态演变特性。同时,从精细结构照片放大图上测量出半影纤维扭转角等基本参量,由此计算出黑子的磁能和所释放的扭转自由能。比较在此期间产生的耀斑和磁能的变化,表明耀斑的爆发很可能是由扭转自由能供给的。     

1988年3月黑子磁场的演化(英文)

024黑子(S.G.D编号为4964)是1988年3月份太阳上最大、磁场最强的黑子群。在日面上出现的半个月里,始终有耀斑产生。北京天文台怀柔太阳磁场望远镜对这个活动区作了常规观测,并获得了磁场和速度场资料。 024活动区是由一个偶极黑子和δ黑子组成的。12日01~h49~mUT,黑子刚从东部出现时就有耀斑和活动日珥产生。从速度场与H_β色球单色像对比来看,耀斑内有物质向里流动,而暗条中有物质向外抛射。024活动区的磁场十分复杂,S极、N极磁场互相包含、渗入、剪切,形成许多海湾结构。可能这就是产生了许多各种形状的耀斑的缘故。本文对磁场的形态作了描述。     

黑子磁场的Stokes光谱反演技术

对太阳大气磁场的可靠测量有助于人们更好地理解太阳活动区内外的许多活动现象,如耀斑的触发和能量释放过程、黑子的形态和黑子大气的平衡、日珥的形成等.由于原子在磁场中的一些能级会产生分裂(Zeeman效应),使对应这些能级的谱线分裂成若干个具有不同偏振特性的分量,因此目前对黑子磁场的测量主要是通过偏振光,即Stokes参量I、Q、U、V的观测来实现的.该文主要介绍近30年来太阳黑子光谱反演的方法以及所取得的成就;同时也对光谱反演和滤光器型的望远镜矢量磁场的测量进行了简单的比较.     

太阳对流层内的纬向磁场与黑子双极磁场的关系

在太阳对流层内,由于ω-效应产生了很强的纬向磁场,它的磁浮力引起了磁流体的上浮,在太阳表面造成了黑子双极磁场等活动区的现象。本文考虑了在磁流团上浮后,由于在太阳对流层内存在湍流磁扩散率的垂直梯度,因而在磁流团内外的磁扩散率之差要随磁流团上升距离的增加而增大,以致在磁流团表面形成了巨大的磁扩散率的梯度,从磁感应方程中可以看到,这一梯度将扰动纬向磁场,结果在磁流团表面形成了磁环,它随磁流团浮升到对流层顶,在太阳表面呈现出两个极性相反的磁区。本文企图以此来说明黑子双极磁场密集性原因的尝试。     

1989年1月14日AR5312活动区中的耀斑和磁场的关系(英文)

1989年1月14日AR5312(怀柔编号89009)活动区,产生了一个2B级耀斑。该活动区经纬度为L306、S32,黑子群磁场分类为δ型。耀斑开始时间为0202UT,结束为0534UT,持续了3个多小时。北京天文台磁场望远镜,得到了一系列较完整的高分辨磁场及速度场资料,包括光球5324A的矢量磁场图和色球4861A的纵向磁场图(图1、2)。从耀斑前后的磁图得到以下结果: 1、耀斑初始亮点位于纵向磁场中性线附近高度剪切区域(见图1B区)、新浮磁流区(图2D区)以及双极磁结构对消区。前两种区域均能形成电流片,并且引起磁流体不稳定性,从而激发耀斑,但对消区和耀斑的关系不是很清楚,有待于理论工作者进一步探讨。 2、耀斑极大时间过后,光球和色球H_(11)=0线附近纵场梯度均有明显下降。 3、在强剪切区域(图1B区),5324A横向磁场和H_(11)=0线之间的夹角在耀斑极大时间过后有明显增大,该现象表明磁能释放后,磁场剪切缓解。 4、耀斑初始亮点产生后磁场高度剪切区、新浮磁流区和双极对消区,其触发耀斑的作用和周围的磁场环境有密切关系,特别是象具有磁海湾结构这样的活动区,似乎更容易产生耀斑。 5. 该活动区色球磁场位形,较光球磁场位形复杂,主要表现在:色球的纵场出现了一些磁弧岛结构,其原因可能是光球之上的磁力线高度剪切区及扭绞所致。0411     

大型太阳活动区磁场的一个模型

用时间缓变的非线性无力场模拟超级活动区（弧岛式大型δ黑子）的磁场位形。这个复杂磁场包含了向量磁场的主要观测特征：正负磁流极端不平衡性（正负磁流之比为１：６）,Ｕ形磁反变线,局域磁场的二极子、四极子差异性。模拟结果厅用来解释一些观测结果：（１）大耀斑主要产生在Ｕ形中性线的磁性混杂区或四极子区（２）Ｕ形反变线的准双极性区几乎没有大耀斑很小。（３）活动区内部的大型旋转运动和磁沲运动会导致四极子场磁拓扑分     

太阳黑子矢量磁场的综合测定法

本文利用太阳活动区强磁场的扫描照像资料计算出总磁场和纵向磁场强度,再推出横场强度值,结合黑子半影的形态定出横场的方向,从而推算黑子区域的矢量磁场。这种综合测定法的优点是只需要简单的观测设备,使用计算机归算资料,就能很容易地得到矢量磁图。这种方法的缺点是所得的矢量磁场仅限于黑子区域。但是由于多数的太阳耀斑的触发点都发生在结构复杂的黑子区域内,因此用本方法得到的矢量磁图仍然是很有意义的。作为一个例子,我们对Hale No.17906(YN No.81547)黑子群的矢量磁场进行了详细的计算。     

黑子活动区流场精细结构

本文通过太阳活动区光球和色球速度场和磁场观测资料,讨论了黑子活动区附近流场的精细结构,论述了太阳大气中物质的流动呈纤维结构,以及速度场纤维与磁场,色球纤维和网络结构之间的关系。     

太阳耀斑的一种发电机机制的设想

当太阳黑子磁环从太阳对流层深层上浮到太阳表面时,便形成了一个双极黑子群的活动区。在活动区内,纵向磁场为零的中性线区域为高压区,垂直向上气流把黑子磁弧吹入日冕。同时在磁弧的顶部,即在中性线上空产生了感应电流,它的焦耳耗散形成了H_α耀斑。然而,因两个黑子区内为低压区,吸注气流从黑子磁弧的两条腿部顺磁力线流向黑子,它与位于中性线的上升气流形成了两个对称环流,随着环流和磁弧的发展,耀斑区向中性线两旁分离,因而呈现出双带耀斑的特征。本文还估计了耀斑的能量,只要横越磁场的速度,v_⊥～0.3—3公里。秒~(-1),磁场强度B～10—100高斯,这就足以产生耀斑所需要的10~(29)～10~(33)尔格的能量。     

1980年4月2372活动区中黑子群的快速浮现

本文给出了SESC 2372活动区中主要的双极β黑子群及中部小的双极δ-结构的快速浮现过程;测量了小黑子的平均汇聚速度和中心大黑子半径增长率的相关曲线。     

无力场模型黑子上空的纵向磁场梯度

本文按常α无力场模型计算了1980年10月23日Boulder 2744活动区前导黑子的纵向磁场随高度的变化,并与用CIV 1548谱线观测得到的色球一日冕过渡区的磁场资料相结合,求得CIV 1548发射区的有效高度。这些结果与文献[4]中对同一黑子用势场模型推求的结果有很大差别。从而表明,势场和无力场在某些方面导致的结果是极不相同的。鉴于观测已表明活动区上空存在电流的事实,在活动区磁场的模拟中,特别是在强扭曲活动区磁场的计算中,应当避免采用势场,而尽可能采用无力场模型。     

1980年4月一个快速浮现的黑子群

本文分析了一个双极黑子群的快速浮现过程,得到:1.小黑子的会聚运动速度在0.skin/sec以内。2.新生黑子半径的快速增长与小黑子的会聚速度相关联。3.同一时期,色球双极拱形纤维和色球线发生箍缩现象。讨论中,作者认为喇叭状磁束上浮的几何效应和黑子磁丝中电流箍缩的动力效应可能对黑子会聚现象有作用。     

1978年利用旋涡黑子进行质子耀斑予报的评论

一、予报和实际检验 1978年1月——12月云南天文台的黑子目视观测327天,记录了475个黑子群。其中F、E、D、C型黑子群通常都进行黑子精细结构照相。H_α色球耀斑巡视观测317天,黑子磁场极大值测量292天。全年中,作者利用黑子群内出现长命旋涡作为质子予报的最初的主要指标。当黑子群发展成为β_γ,β_δ、γ、γ_δ等复杂磁场形态时,即作出质     

AR4811的精细结构演化特征及有关耀斑活动

用我国第一台高分辨光球——色球望远镜所取得的AR4811的高空间分辨(≤1″)的黑子和Hα色球照相资料分析了该活动区的精细结构的演化特征及有关耀斑活动。指出:(1)和当地原有磁场极性相同的新磁流的浮现在黑子群演化过程中起着阶段性的重要作用,但对活动区耀斑活动贡献不大。(2)有关暗条的各种频繁活动是当地耀斑的一种先兆。(3)活动区中相反极性磁场的相互挤压、剪切和旋转同时存在,是一个2B/M1.3级等一系列耀斑可能的储能机制。而与当地原有磁场极性相反的磁流环的浮现,是2B/M1.3级耀斑的可能触发因素。     

AR8210大活动区黑子与磁场的演化

AR8 2 1 0活动区的黑子磁场结构是反极性排列 ,开始是负极性的主黑子上半部被正极性所包围 ,随后又在主黑子下方浮现正极磁场 ,引起主黑子作顺时针方向旋转约 90°,当正极性磁场强度减弱后 ,主黑子又呈弱的逆时针方向旋转。该区域产生的高能耀斑爆发与黑子磁场变化密切联系。