【摘 要】
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磁螺度在理想磁流体中是守恒的,在磁雷诺数足够大的磁重联中也是近似守恒的。研究浮现活动区的磁螺度积累,可以推断在太阳内部磁螺度形成的特征和在太阳大气中积累的磁螺度是如
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磁螺度在理想磁流体中是守恒的,在磁雷诺数足够大的磁重联中也是近似守恒的。研究浮现活动区的磁螺度积累,可以推断在太阳内部磁螺度形成的特征和在太阳大气中积累的磁螺度是如何演化的。
论文的主要成果归纳如下:
(1)近年的研究已经发现在北半球的活动区是负的螺度占主导,在南半球的活动区是正的螺度占主导(半球螺度法则)。浮现活动区螺度积累的特征;活动区的积累的螺度与活动区的writhe之间的关系仍然存在着争论。我们使用SOHO/MDI的视向磁场数据,利用快速傅立叶变换和局部相关跟踪的方法研究太阳活动23周58个浮现活动区的磁螺度积累;同时作者利用活动区正负磁极的重心连线的演化推断活动区的Writhe。作者发现积累螺度与磁场的指数项成正比关系(|H|ocФ1.85)。74%的活动区当磁倾角顺时针旋转(逆时针旋转)的时候积累的是负(正)螺度。这意味着浮现活动区积累的螺度和其中磁流管的Writhe趋向于同号。作者也发现北(南)半球有56%(57.6%)的活动区积累的是负(正)螺度,呈现出相对较弱的半球手征性。
(2)阐述了在太阳日冕中长期存在的太阳磁螺度是如何分布的问题,并且给出了相邻活动区磁螺度交换的证据:活动区NOAA9188首先浮现,积累的是正螺度;随后在相邻区域浮现的活动区NOAA9192积累的是负螺度。稍后在连接两个活动区的日冕环在SOHO/EIT上看到并变亮时,活动区NOAA9188开始获得负的螺度,同时后浮现的活动区NOAA9192开始失去负的磁螺度。作者发现这两个活动区磁螺度传输率在这一段时间内很相像,在短时间内作者甚至可以从TRACE上观测连接两个活动区的日冕环的负螺度缠绕的结构。作者排除了是磁流浮现造成磁螺度改变的可能性。作者推断负的磁螺度通过连接两个活动区的不平衡的磁流管从活动区NOAA9188传输到NOAA9192。这种磁螺度交换可能是太阳大气中磁螺度重新分布的普遍机制,只是在现有的观测条件下没有广泛的观测到。
(3)在日冕磁场没有精确测量的情况下,作者需要用数值模拟的方法来模拟磁螺度的演化。作者提出用分离变量法计算磁场的矢量矢势从而获得在三维空间内的相对磁螺度。并用MHD数值模拟检验了该方法的合理性,为将来研究磁螺度在空间的演化做好了准备。
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