太阳活动经度研究

来源 :中国科学院国家天文台 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LEADERGYF
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
太阳活动经度研究已有一个半世纪的历史了。研究发现各种太阳活动的经度分布不是均匀的。在某些经度区域太阳活动发生更为频繁。这些区域被称为太阳活动经度带。尽管在多种太阳活动中都发现了经度带,如黑子,耀斑,日面磁场等,但是太阳活动经度带的转动速度随太阳周的演化而变化,这使得这些经度带在经过一定时间就被自身变化的转动速度消除了。太阳活动经度带转动速度变化的一个主要原因是太阳表面较差自转对经度带的影响。本研究引进了一种由Usoskin等人提出的动力学坐标系来消除太阳表面较差自转对太阳活动经度的影响。在该坐标系下对在最近三个太阳周内由GOES观测到的28,237个C级以上,4,824个M级以上和402个X级耀斑的爆发位置作了较详细的分析,得到了太阳X射线耀斑活动经度带的一些特征,并根据这些特征进行太阳活动经度带预报。   主要研究成果有:   1.用耀斑数据确定太阳表面较差自转参数。   太阳表面较差自转模型可以简单表示为Ω=Ωo -Bsin2φ,其中Ω代表在纬度φ处的转动速度,Ω0代表赤道处的转动速度,B反应纬向较差程度。Qo和B是需要由观测确定的常数。根据不同示综物得到的较差自转参数不尽相同。为了更好地确定耀斑经度带的转动规律需要由耀斑观测重新确定较差自转参数。   由于大量研究和观测暗示太阳上的两个经度带相距约180°,本文就假定经度带初始位置为Ao和Ao+180°。根据太阳表面较差白转模型计算观测到的耀斑和经度带之间的偏差。再根据最小偏差来确定较差自转参数Qo和B,以及经度带初始位置Ao。   2.进一步确认太阳上存在着持久稳定的活动经度带。   (1)根据确定的较差自转参数Ωo和B对观测到的耀斑经度进行修正。发现在太阳的南北半球上都存在着两个持久稳定的相距约180°的耀斑经度带。该经度带的转动速度可以用简单的太阳表面较差自转模型来描述,太阳活动经度带参与太阳表面较差自转这一事实表明经度带在不同时间的转动速度也不同,这就导致了在任何固定坐标系中根据不同时间的太阳活动得到的经度带的位置也不同,这就是已往有关太阳活动经度带研究结果互不一致的原因。   (2)根据发电机理论研究中反映非轴对称成分大小的定义而定义了太阳耀斑活动的非轴对称性,此处的非轴对称性反应太阳耀斑经度分布的集中程度。研究发现太阳上的这两个活动经度带不仅可以通过各种级别的耀斑和黑子的经度分布体现出来,而且经度带的非轴对称性随着太阳活动级别的升高而升高,即级别高的太阳活动更倾向于发生在这两个经度带附近,特别是在本研究的样本中级别最高的太阳活动-X级耀斑一的非轴对称性高达0.55,这意味着有将近80%的大耀斑发生在这两个经度带内。这不仅为非轴对称太阳发电机模型研究提供了新的约束条件,而且太阳剧烈爆发活动在经度位置上如此集中使得太阳活动经度带预报研究更具有实用性价值。   (3)在不同时间太阳上的这两个活动经度带的活动水平并不相等,在某一时间其中一个表现得更为活跃,经过一定时间后变成另一个经度带更为活跃,从一个经度带的活跃时间到该经度带再次活跃的时间间隔,即“跳跃”周期,约为3.6年,这与Usoskin等人发现的黑子经度带的“跳跃”周期相同。   3.确定太阳活动经度带在Carrington坐标系中随时间的分布。   (1)根据太阳活动经度带的初始位置,Ao,和太阳表面较差自转参数,Ωo和B,以及一个自转周内的太阳活动平均纬度就可以确定经度带在Carrington坐标系下随时间的分布。这些分布显示经度带在第21到23太阳活动周是连续移动的,其转动速度与太阳表面较差自转现象是一致的。   (2)南半球经度带的转动速度明显低于北半球,导致北半球经度带在Carrington坐标系下的漂移在一年内就比南半球多100多度,即经度带的转动速度明显地存在着南北半球不对称性。   4.建立太阳活动经度带预报模型。   (1)在确定经度带随时间分布的基础上,根据太阳表面较差自转模型建立了一种简单的经度带预报方法。该方法利用到第i自转周的观测预报经度带在第(i+1)周的位置。本文对最近一个太阳周的经度带作了模拟预报,预报结果显示预报的经度带能够和观测到的太阳活动经度分布很好地吻合。这说明该预报模型至少可以预报未来一个自转周的经度带位置。   (2)如果以经度带覆盖80%太阳耀斑时对应的半宽为经度带的有效半宽,那么就可以发现以有效半宽为20°-30°的经度带在整个太阳周都是存在的。这些经度带在太阳活动低年通过C级耀斑就能呈现出来,到太阳活动峰年需要通过X级耀斑来体现。   (3)研究还发现即使在太阳活动峰年太阳上也存在着经度宽度约60°连C级耀斑也不产生的区域。姑且把这种在太阳活动峰年也不爆发耀斑的区域称作耀斑盲区。   这些研究结果证实太阳表面较差自转是造成已往发现的太阳活动经度带互不一致的主要原因。根据太阳表面较差自转模型对观测到的太阳活动经度进行修正后就可以发现长久稳定的耀斑经度带。根据经度带的转动规律建立了一种太阳耀斑经度带预报模型。有效半宽只有20°-30°的经度带以及耀斑肓区的发现有助于中长期预报的提高,也有益于空间环境评估和空间天气预报。
其他文献
2011年,中华人民共和国文化部文化科技司坚持把胡锦涛总书记7.23重要讲话、总书记在庆祝中国共产党成立90周年大会上的讲话和《中共中央关于深化文化体制改革、推动社会主义
中国的书法艺术产生于商代中后期的甲骨文,经过秦汉时期的发展,三国两晋南北朝走向成熟,唐朝进入鼎盛时期,自宋朝开始书法进入个性化时代。清代是中国书法史的一个重要转折时
本文以我国探月工程为背景,利用仿真数据对VLBI相关后处理中的时延算法进行了研究。本论文主要研究工作以及结果总结如下:  1)介绍了我国探月工程的背景以及对VLBI技术在深
少数民族题材绘画是20世纪中国美术的重要篇章,它既与整个中国美术的现代演进与革新保持同步,也与中国社会的发展和时代变迁息息相关。对少数民族题材绘画的研究历来是重要的
目前,WilkinsonMicrowaveAnisotropyProbe(WMAP),Ia型超新星和SloanDigitalSkySurvey(SDSS)的数据均支持加速膨胀的宇宙。人们也建立了各种宇宙学模型来解释这样的一个加速膨胀
本论文首先简要地介绍了卫星激光测距的原理、特性和发展现状,以及长春人造卫星观测站的卫星激光测距系统:然后,详细地叙述了精密时间间隔测量原理及方法,主要有直接计数法、模拟
风景写生是油画创作的重要艺术来源,而对于风景写生,经常会提到“意境”一词,一幅成功的油画必须做到意境深远、情景交融,因此,在进行油画风景写生时,要特别注重意境的营造和
紫金山天文台青海观测站“3毫米波段多谱线系统”自2002年投入观测以来,为星际分子云、恒星形成区、超新星遗迹和其他天体目标观测研究提供了重要的手段。随着毫米波射电天文
学位
核天体物理是天体物理的一个重要分支,它研究的是与核物理相关的天体物理过程.本文介绍我读研期间对这个领域的一些了解和所做的工作.   对于核合成,人们感兴趣的有两方面的
长期以来,人们相信演化到末期的大质量(零龄主序质量MZAMS(≥)8.0M⊙)的恒星会以核坍缩型超新星(Core-Collapse Supernovae,CCSNe)的方式结束生命,在中心留下中子星(neutron stars