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太阳大气本质上是一个拥有复杂结构的、巨大的磁化等离子体,其中磁场的结构和演化是我们理解一切太阳活动现象的关键。日冕磁场塑造了日冕等离子体的结构、驱动了太阳耀斑和日冕物质抛射等剧烈的太阳大气动力学过程,并对日冕加热和太阳风加速等过程都起着关键性的作用。然而,迄今为止,日冕磁场的直接测量仍然是我们所面临的一个重大挑战。本次工作主要从太阳射电直接观测诊断和非线性无力场外推两个方面对日冕磁场进行了系统研究,得到了一系列型的结果。 1.根据中国宽带射电动态频谱仪(SBRS/Huairou)在2.6-3.8GHz的观测数据,我们利用微波斑马纹结构对太阳耀斑爆发微波辐射源区的磁场和等离子体密度的演化特征进行了直接诊断,发现耀斑源区密度标高与磁场标高之比在耀斑爆发过程中呈下降趋势,在耀斑峰值之前,该比值分布在3-5之间,而在峰值之后,该比值下降到2以下。结合对极紫外和软X射线图像的分析对比,我们发现,磁场和等离子体密度的特征标高之比的变化是由于在耀斑核心区能量释放引起的磁场拓扑结构的松弛造成的。 2.首次对微波斑马纹结构条纹频率的准周期摆动现象进行了系统研究。对由SBRS/Huairou在2.6-3.8GHz记录于2006年12月13日爆发的X级耀斑中的斑马纹结构的条纹频率的自相关分析和小波频谱的研究,发现条纹以0.5-1.5秒的准周期摆动。条纹频率和条纹间距的变化周期和幅度显示,条纹摆动很可能与MHD波对辐射源区的等离子体和磁场的调制有关。相邻条纹之间的同步摆动表明,这种准周期摆动现象是有驻波腊肠模振荡引起的,对应的等离子体导波结构的空间尺度大约为1000公里,其中的阿尔芬波速度大约为700km/s。同时,利用条纹间距给出了辐射源区等离子体密度和磁场强度的估计。 3.完善了边界积分方法逐层上推格式中的磁场散度为零条件,优化改进了直接边界积分非线性无力场外推的GPU并行计算方法。优化后的算法在运算速度比原始边界积分方法提高十万倍的基础上,还提高了对解析模型的计算能力,极大地提高了该方法的应用前景。将该优化方法运用于SDO/HMI卫星观测得到的光球矢量磁场观测的外推,重构得到的日冕磁力线与极紫外图像显示的日冕结构具有较高的一致性,验证了该方法的有效性。在此基础上我们进一步研究了活动区的磁能演化过程。