太阳黑子运动磁结构观测研究

《太阳黑子运动磁结构观测研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、密级：中阉钎孥萱宪砑窥生畴博士学位论文作者姓名：奎』!遗指导教师：韭迭起巫究虽生国型堂院国塞云塞台堡丛星竺塾坠竺!』：数援德国呈萱态阳丕硒究压学位类别：堡堂煎±学科专业：云佳物理培养单位：主国科堂院国塞云塞台2012年06月ByXiaoboLiADissertationSubmittedtoGraduateUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofAstrop

2、hysicsNationalAstronomicalObservatoriesJune，2012摘要研究目的通过使用高分辨率数据观测黑子周围的运动磁结构，研究黑子的结构和衰老过程、半影和壕沟区域的物质流动和磁场三维结构、以及低层大气中的活动。观测方法我们使用太阳和日球层天文台(soHo)上的麦克逊多普勒成像仪(MDI)高分辨率磁图观测了数十个不同类型、发展阶段、尺度和极性的黑子周围的三千多个运动磁结构，对观测结果进行了比较和统计。又使用搭载在Et出(Hinode)-P_星上的太阳光学望远镜(SOT)所提

3、供的高时空分辨率多波段的时间序列和矢量磁图数据对NOAA10930活动区的运动磁结构行了精细的观测。在研究中发展了一套能够客观、自动地识别并追踪运动磁结构的算法，并使用边缘增强技术、局地相关跟踪、无力场外推、综合发展函数等方法获得清晰的物理图像，还使用了高斯曲面拟合、截尾样本修正等方法降低了人工和观测条件对测量和统计结果的影响。研究进展从磁元的极性、初现位置、初始磁通量来源三个角度对运动磁结构进行了进一步分类。所统计的活动区的运动磁结构产生率N4—27个／小时，产生率随黑子半径的增加而增加。47％的运动

4、磁结构产生于半影纤维中间或末端，53％产生于壕沟中。大多数双极运动磁结构都是从纤维产生的。产生于半影纤维的运动磁结构的尺度和磁通量相对较大，脱离了纤维以后在壕沟中沿径向向外运动。而从壕沟中产生的运动磁结构的运动方向较为随机，寿命相对较短，磁通量较小。大多数运动磁结构的运动是个减速的过程，平均运动速率随黑子半径的增加而减小。不同极性的运动磁结构的统计规律与母黑子的基本特性之间有不同的依赖关系。与和黑子同极性的运动磁结构相比j和黑子极性相反的运动磁结构的产生和消失的位置离黑子半影边界较远、尺度较小、运动速度

5、较快。它们的移动距离和寿命都随黑子半径的增加而减小，其尺度和磁通量随黑子磁通量的增加而增加。而和黑子同极性的运动磁结构集中产生于黑子边界附近，其特性与母黑子之间没有明确的相关。产生方式不同的运动磁结构有着不同的演化方式。从半影纤维或其他的磁元上分裂出来的运动磁结构的整个寿命基本是个衰减瓦解的过程。而新浮现的运动磁结构相对较小，它们是一个先增长后衰减的过程，在增长期以浮现或合并其他磁元的方式增加磁通量；在衰退期以分裂、磁对消或瓦解的方式损失磁通量。运动磁结构从半影边界的脱离、与相反极性磁元的接触，都有可能

6、引起横向磁场的局部异常、触发微耀斑。反极性磁元相遇可在低色球层产生牛角状的微型暗条。运动磁结构所携带的总磁通量与黑子的磁通量线性相关，磁元对壕沟区域的总磁通量的贡献随着个体磁通量的增加而降低。运动磁结构的磁通量、移动距离呈对数状分布，在观测阈值以下有着大量的尺度小、磁场弱、寿命短的微小磁元。这些微小磁元的产生、合并和分散对运动磁结构的产生和演化、黑子的磁通量外流和壕沟区域磁通量的平衡起重要的作用。关键词：太阳磁场，黑子，运动磁结构AbstractAimObservetheMovingMagneticFe

7、atures(MMFs)aroundsunspotsusinghigh-resolutiondata，studythestructureanddecayofsunspots，theflowandstructureofthepenumbraandthemoat，andtheactivitiesintheloweratmosphere．MethOdUtilizingmagnetogramscapturedbytheMichelsonDopplerImager(MDI)onboardtheSolarandHe

8、liosphericObservatory(SOHO)inhighresolutionmode，weob-served26sunspotsofvariouspolarities，types，sizes，andphasesofdevelopment，identifiedthousandsofMMFs，andperformedacomparativestatisticalresearch．Wealsocarriedoutacarefulobse