Torsional Oscillations in the Suns rotation contribute to the Waldmeier-effect in Solar Cycles
在过去的四十年中，太阳内部速度场的时间变化具有大约11年的周期性。这些扭转振荡的周期和它们的纬度传播大致与太阳黑子的周期和向赤道的传播相一致，太阳黑子起源于太阳内部的磁流体动力发电机机制。虽然太阳的差动旋转通过感应磁场的环向分量在发电机机制中起着重要的作用，但扭转振荡对发电机机制的影响以及因此对太阳周期的影响还没有很好的理解。在这里，我们将观测到的扭转振荡纳入太阳周期的通量传输发电机模型，以研究它们的影响。我们发现，太阳活动周期的整体振幅并没有显着改变列入扭转振荡。然而，在太阳黑子周期中的瓦尔德迈尔效应的所有特征都是通过改变扭转振荡的振幅来定性地再现的。瓦尔德迈尔效应于1935年首次被注意到，包括太阳黑子周期的振幅与其上升时间反相关的重要特征;具有高初始上升率的周期往往更强。这对太阳活动周期的预测有影响。我们的研究结果表明，Waldmeier效应可能是一个合理的结果周期周期调制的扭转振荡，并提供了一个物理基础的太阳黑子周期预测的基础上扭转振荡的观测。我们还提供了一个理论解释的基础上的磁感应方程，从而连接两个明显不同的现象。
2018-03-21 astro-ph.SR
Back-reactions of dynamo-generated magnetic fields: Torsional oscillations and variations in meridional circulation
由太阳发电机产生的周期性太阳磁场的周期性变化的洛伦兹力可以引起两种运动：扭转振荡和纬向环流的周期性变化。这两种运动现在都有观测证据。我们讨论了我们正在进行的努力，在理论上研究的纬向环流的变化。然后，我们提出了我们的扭转振荡的理论模型，它解决了为什么这些振荡开始之前，太阳黑子周期在纬度高于太阳黑子被看到的问题。
2011-11-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamo Wave Patterns Inside the Sun Revealed by Torsional Oscillations
扭转振荡代表太阳周围的快速和慢速纬向流带，它们延伸到对流区深处，并在太阳活动周期中沿着太阳黑子蝴蝶图向赤道迁移。对1996年至2018年近两个太阳活动周期的日震学数据进行分析，发现由于发电机产生的磁场，太阳内部存在扭转振荡减速区。纬向减速起源于高纬度对流区底部附近，并迁移到表面，揭示了帕克发电机理论预测的磁发电机波模式。分析表明，太阳发电机的主座位于速跃层的高纬度地带。它提出了一个发电机的方案，可以解释以前在日冕形状演变中观察到的“延长的太阳周期”。结果表明，纬向加速度在当前的太阳活动周期大幅下降，并表明在下一个太阳活动周期的活动进一步下降。虽然尚未建立纬向减速的幅度和导致太阳黑子形成的出现的环形场的量之间的关系，但结果为使用日震学数据进行太阳周期建模和预测打开了一个新的视角。
2019-01-12 astro-ph.SR
Torsional Oscillations in Dynamo Models with Fluctuations and Potential for Helioseismic Predictions of the Solar Cycles
使用非线性平均场太阳发电机模型，我们研究的“扩展”模式的迁移纬向流（“扭转振荡”）和磁周期的振幅之间的关系，并调查是否在次表层和深对流区的扭转振荡的属性可以提供有关未来的太阳周期的信息。我们考虑两种类型的发电机模型：模型与定期变化的α效应，和模型的随机波动，模拟“长”和“短记忆”类型的磁活动变化。结果表明，纬向加速度等扭振参数与后续周期的大小有很大的相关性，滞后时间为11-20年。相关性和时滞参数的符号可以取决于扭转振荡的深度和纬度以及发电机周期的长期（“百年”）变化的性质。最强的相关性被发现在高纬度的对流区的底部的纬向加速度。模型结果表明，日震观测的扭转振荡，可以用于先进的预测太阳活动周期，一个或两个太阳黑子周期提前。
2020-06-22 astro-ph.SR
On the Origin of Solar Torsional Oscillations and Extended Solar Cycle
我们提出了一个太阳内部动力学和发电机的非线性平均场模型，它再现了观测到的太阳全球磁场的周期变化，以及差异旋转和纬向环流。使用这个模型，我们解释，为第一次，延长22年的太阳扭振模式，观察传播的纬向变化的角速度从高纬度到赤道的时间等于完整的发电机周期。在文献中，这种效应通常被归因于所谓的“延长的太阳周期”。与普遍接受的观点一致，我们的模型表明，扭转振荡可以由作用于湍流角动量输运的磁场效应和大尺度洛伦兹力的组合驱动。我们发现，22年的模式的扭转振荡，可以从一个重叠的后续磁周期和磁淬火的对流热输送的综合效果。后者的影响，在太阳黑子形成区的纬向环流的周期性变化的结果，与日震学的结果。纬向环流的变化与其他驱动因素的扭转振荡保持其迁移到赤道在22年的磁周期，导致观察到的扩展模式的扭转振荡。
2019-11-20 astro-ph.SR
Evidence for a shallow thin magnetic structure and solar dynamo: the driver of torsional oscillations
太阳发电机和太阳全球内部磁结构（GMS）似乎是一个薄的（$\sim$ 2毫米厚）结构附近（$\sim$ 1毫米以下）的太阳表面。这些性质的证据是从扭转振荡的振幅及其与太阳磁图的速度等值线关系、色球层的功率、日冕和太阳风的功率、在地球轨道半径处测量的日流片中的电流、计算的大小和太阳磁场的强度等方面得到的。（$\sim$ 1 Mm）的膨胀极通量，当它进入光球层;并从太阳磁场活动产生的表面附近的观察。一个薄薄的稳定的最低能量状态似乎覆盖了光球层下方的大部分太阳表面。磁场线应平行于太阳表面，并与距离表面旋转2 $\sim$ 2毫米的$π$弧度。电阻扩散有助于将磁场推到表面，GMS似乎每11年失去一次$π$弧度，导致观测到的180 $^\circ$翻转的太阳磁场，包括翻转的极通量。这颗大湄公河次区域及其消失的进一步证据是，太阳磁共振是由磁化等离子体薄片组成的，这些薄片很可能是大湄公河次区域消失薄片的残留物。损失过程与太阳黑子的蝴蝶图案以及日冕中太阳活动极大期和极小期之间的差异相一致。太阳能发电机驱动电流平行于极通量，这反过来又维持GMS使用交叉场电流驱动。为了完整起见，讨论了太阳黑子、日冕物质抛射和耀斑的形成。
2017-12-04 astro-ph.SR
Digitization of sunspot drawings by Spörer made in 1861-1894
我们对太阳活动周期的大部分了解都来自于自望远镜被用于天文学以来的过去几个世纪的太阳黑子观测。德国天文学家古斯塔夫·施波勒（Gustav Spörer）从1861年到1894年初几乎每天都观测太阳，并收集了33年的太阳黑子数据，涵盖了总共445个太阳自转周期。这些太阳黑子图被小心地放置在每个旋转周期的太阳经纬度的等距网格上，然后复制到铜板上，以便在天文学期刊上平版复制这些图。在这篇文章中，我们详细描述了将这些数据捕获为数字图像的过程，校正老化印刷材料的各种影响，并基于先进的图像处理技术为当代科学分析准备数据。利用处理后的数据，我们创建了一个蝴蝶图聚合太阳黑子面积，我们提出的方法来测量太阳黑子（本影和半影）的大小，并确定活动区的倾斜角。计算了太阳黑子面积的概率密度函数，经重新标度后，与当时的观测数据一致。
2014-11-28 astro-ph.SR
The role of nonlinear toroidal flux loss due to flux emergence in the long-term evolution of the solar cycle
本研究使用Babcock-Leighton型发电机模型，揭示了由磁浮力导致的太阳内部环向磁通量损失这一非线性机制，是导致所有太阳周后期以相同方式衰减的根本原因。
2024-02-02 astro-ph.SR
Revisited sunspot data: A new scenario for the onset of the Maunder minimum
蒙德极小期形成了大极小期的原型，详细了解其时间发展对处理长期太阳活动演化的太阳发电机理论具有重要影响。在这里，我们重新考虑目前的大极小的一般情况下，使用新恢复的太阳黑子观测G。马尔库塞和修订一些早期的不确定的数据，1636- 1642年期间，即，蒙德极小期开始前的一个太阳活动周期。新的和修订的数据大大改变了蒙德极小期之前的太阳黑子周期的大小，从60- 70下降到大约20，这意味着可能是一个逐渐开始的最低活动减少开始前两个周期。蒙德极小期的修订方案，通过大太阳/恒星活动极小期的范例，对太阳/恒星发电机理论的观测限制集中于长期研究和大极小期的发生。
2011-03-08 astro-ph.SR
Latitude Distribution of Sunspots: Analysis Using Sunspot Data and A Dynamo Model
本文探讨了太阳黑子纬度分布的演化及其与太阳活动周强度的关系。随着太阳活动周的进行，两个半球的分布从中纬度向赤道传播，然后（在通常的太阳活动极小期之前）这两个分布相互接触。通过可视化两个半球的分布演变，我们通过排除这个半球重叠来分离太阳活动周期。从两个半球的这些孤立的太阳活动周期中，我们生成了每个周期的纬度分布，从周期8到周期23。发现这些分布的参数，即中心纬度（$C$）、宽度（$δ$）和高度（$H$）随周数的变化而变化，并表现出一定的半球不对称性。虽然这些参数的不对称性持续了几个连续的周期，但它们在几个周期内得到纠正，新的不对称性再次出现。与之前的研究一致，我们发现分布参数与周期的强度相关，尽管这些相关性在两个半球中显着不同。当结合两个半球的数据时，证实了较强的周期在相对较高的纬度开始太阳黑子爆发并具有较宽的太阳黑子出现纬度带的总趋势。我们探索这些功能，使用一个通量传输发电机模型与随机波动。我们发现，这些功能是正确的复制在这个模型中。分布中心的太阳活动周期演化也与观测相吻合。基于这个发电机模型的观测功能的可能解释。
2017-11-01 astro-ph.SR
Christian Horrebow's Sunspot Observations -- II. Construction of a Record of Sunspot Positions
太阳表面黑子的数量是我们所拥有的太阳变化的最佳示踪剂之一。太阳黑子数量不仅与11年太阳活动周期同相变化，而且在更长的时间尺度上也显示出变化。然而，不仅仅是太阳黑子的数量随着太阳的变化而变化。太阳表面黑子的位置也会随着11年的太阳活动周期而变化。这在传统上被可视化在所谓的蝴蝶图中，但这只是从19世纪初开始受到很好的限制。这是不幸的，因为关于蝴蝶图的知识可以帮助我们理解变化和太阳-地球的联系。作为丹麦天文学家克里斯蒂安·霍雷博对太阳黑子所做工作的更大回顾的一部分，我们在这里重新分析了克里斯蒂安·霍雷博1761年和1764年至1777年的笔记。这些笔记本已经分析了至少三个早期的研究蒂勒（宇航员。50，257，1859），d'Arrest（published in Wolf，Astron. Mitt. Eidgenoss。斯特瓦特·祖尔4，77，1873）以及Hoyt和Schatten（Solar Phys.160，387，1995）。在这篇文章中，我们建立了一个完整的太阳黑子位置记录，涵盖了1761年和1764 - 1777年。由此产生的蝴蝶图显示了从19世纪和20世纪的观测中已知的特征结构。在第一周期的观测中，我们确实看到了一些赤道太阳黑子的迹象。然而，在覆盖面好得多的第二周期，我们没有看到这种迹象。
2019-06-26 astro-ph.SR
A Statistical Analysis of Sunspot Active Longitudes
这项研究工作是基于光球上最活跃太阳黑子区的纵向分布研究。太阳黑子数据已经分析了12个太阳活动周期（周期12-23）分别为北半球和南半球，以及整个太阳球。绘制了时间长度图和相应的直方图，以探讨最活跃的太阳黑子群的形成、位置、纵向扩展和寿命。通过分析和比较时间-经度图和直方图，已经识别出六个活跃的纬度（>0，~90，~135，~180，~270和<360度），其中三个（~90，~180和~270度）在整个分析的数据集中观察到最频繁。南北半球的比较显示，两个半球并没有表现出非常相似的行为。太阳黑子活动黑子的寿命为3-5个卡林顿圈，黑子活动黑子的纵向扩展为20-30度卡林顿经度。这项研究工作还包括研究六个太阳活动周（第18-23周）中最活跃的太阳黑子从北半球高纬度向低纬度的移动。为此目的，在四个纬度带（40-30度、30-20度、20-10度和10-0度）研究了太阳黑子活动带的形成。结果表明，在11年太阳活动周的演化过程中，太阳黑子活动周期具有一定的纵向变化规律。在一个太阳活动周期的开始，它们似乎主要出现在纬度带40-30度的两个纬度~0度和~270度附近。随着太阳活动周期的进行，它们趋于稳定在两个90度和270度左右的对跖点。
2009-09-16 astro-ph.SR
Cyclic Variations in the Solar Radiation Fluxes at the Beginning of the 21st Century
分析了当前太阳黑子活动周期即第24个黑子周期的太阳活动情况。太阳黑子数（SSN）和各种光谱范围内的辐射通量的周期性变化已与太阳辐射的一般水平进行了比较，后者传统上是由波长为10.7厘米（2.8千兆赫）的无线电发射通量$F_ {10.7} $确定的。对弱第24周和强第22周和第23周的紫外线范围内太阳常数和太阳指数的变化进行的比较分析表明，从周期的最小值到最大值，变化幅度存在相对差异，这对模拟地球大气层的状态很重要。活动指数和$F_ {10.7} $之间的滞后效应在第24个周期的影响，这是考虑在这里，使得有可能改进预测的紫外线指数和太阳常数取决于二次回归系数，太阳指数与$F_ {10.7} $取决于周期的阶段。
2018-04-28 astro-ph.SR
Angular dependence of the facular-sunspot coverage relation as derived by MDI magnetograms
以前的研究表明，在太阳磁活动周期中，在宽带和窄带图像上确定的光斑/网络特征面积的变化与太阳黑子面积和数量呈正相关，面积覆盖率之间的关系被描述为线性或二次关系。另一方面，光斑，网络和太阳黑子的空间分布的时间变化遵循的模式，是不太明显的相关性，所以我们希望的关系，描述不同类型的磁功能的区域覆盖范围的变化而变化的磁盘上的位置。本文利用第23周和第24周初获得的MDI全星盘磁象资料，研究了以不同磁通量和距星盘中心不同角距为特征的磁性元素覆盖率与黑子数之间的关系。与以前的一些研究一致，我们发现，每日数据最好用二次函数来描述，而6个月以上的平均数据最好用线性函数来描述。在这两种情况下的拟合系数显示出很大的依赖于磁盘上的位置和磁通量。我们还发现，对磁盘中心的6个月平均数据显示上升和下降阶段之间的不对称性。太阳辐照度建模的影响进行了讨论。
2016-06-15 astro-ph.SR
Temporal Distribution of Solar Cycle 24 Sunspot Groups: Comparison to Cycles 12-23
本文分析了SC_（12）-SC_（24）范围内太阳黑子群的时间分布。第24周期似乎是一个特征性的偶周期，尽管振幅较低。第24周的大黑子群数量相对小于偶数和奇数周期SC 12-SC 23的平均值，并且在周期的中间有一个大黑子群的深度下降。太阳黑子群的偶周期的时间演化是不同步的，这样的北半球的组的分布最大化早于南半球的组。这导致平均偶数周期的双峰结构。另一方面，奇数周黑子群的分布同时达到极大值。我们发现，这种双峰结构加剧格涅维雪夫间隙（GG）的偶数周期，但不是其主要原因。相反，我们表明，GG存在的偶数和奇数周期，并分别在两个半球。对所有周期进行了重采样，使周期数相等，为3945天，并分别研究了奇偶周期的平均总群面积和平均群面积演化的差异。分析表明，在周期开始后1445天（约4年）的偶数周期中，总面积和平均面积都有下降，这对总面积和平均面积都至少有99%的显著性。奇数周期没有如此明显的下降。
2020-11-25 astro-ph.SR
The solar dynamo begins near the surface
本研究针对太阳发电机起源的深层理论争议，结合日震学观测与磁旋转不稳定性机制，通过解析估算和数值模拟证实太阳发电机是近表面不稳定性，为磁周期和空间天气预测提供新方向。
2024-04-13 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.space-ph
Long-term Variations in Solar Activity: Predictions for Amplitude and North--South Asymmetry of Solar Cycle 25
我们分析了1874-1976年格林威治太阳光日射观测结果（GPR）和1977-2017年德布勒森太阳光日射观测结果（DPD）的太阳黑子群资料，研究了13个月平滑的全球太阳黑子群月平均面积（WSGA）、北半球太阳黑子群月平均面积（NSGA）在太阳黑子活动12-24周的极大期，以及WSGA、NSGA和SSGA活动12- 24周的极大期，太阳黑子活动的最大值出现在南半球和南半球（SSGA）。余弦函数与太阳黑子数最大值、WSGA、NSGA和SSGA周12-24时的WSGA、NSGA和SSGA值以及相应的南北不对称值拟合，表明北半球活动存在约132年的周期性，南半球活动存在54-66年的周期性，南北活动不对称的周期为50-66年。通过外推最佳拟合余弦曲线，我们预测了第25个WSGA，NSGA和SSGA周期的振幅和相应的南北不对称性。我们发现，太阳黑子群面积的平均太阳活动25周将在某种程度上小于太阳黑子群面积的太阳活动24周。然而，通过将第25个WSGA、NSGA和SSGA周期的预测振幅输入到太阳黑子群面积与太阳黑子数量之间的线性关系中，我们发现第25个太阳黑子周期的振幅（130 +或-12）将略大于合理小的第24个太阳黑子周期的振幅。它仍然证实，即将到来的格雷斯堡周期的开始将发生在太阳周期25左右。我们还发现，除了在NSGA周期25的最大活动的强度在北半球将占主导地位，在太阳黑子的第25，W…
2022-02-28 astro-ph.SR
Variation in sunspot properties between 1999 and 2011 as observed with the Tenerife Infrared Polarimeter
本文研究了太阳活动第23周下降相和第24周开始时太阳黑子的磁场强度和本影强度的变化。我们分析了从1999年到2011年用德国真空塔望远镜的特内里费红外偏振计观测到的183个太阳黑子的样本。磁场强度是从一个近红外谱线中的斯托克斯-V信号的塞曼分裂得到的，所述近红外谱线为Fe I 1564.8 nm、Fe I 1089.6 nm或Si I 1082.7 nm。这避免了来自无场安静的太阳环境的非偏振杂散光的影响。测量了最小阴影连续强度和最小阴影面积。发现第23太阳周后期太阳黑子有一个系统的变弱趋势，具有比循环开始时更小的最大磁场强度。随着时间的推移，磁场强度的下降约为94 G/年，这远远超出了预期的统计波动，因为接近周期最大值（14 G/年）的太阳黑子数量较多。在相同的时间间隔内，连续强度的本影增加的速度为1.3（± 0.4）%的Ic/年，而本影面积没有显示出任何趋势以上的统计方差。在新的第24周，太阳黑子的场强比第23周末的高，而连续谱强度比第23周末的低，从而中断了这一趋势。与初始阶段相比，太阳黑子在太阳周期的后期阶段具有本质上较弱的场强和较亮的本影，其面积没有任何显着变化。在新的周期中，太阳黑子的场强突然增加，这表明周期变化在任何跨周期的长期趋势中占主导地位。我们发现，在整个周期中，场强略有下降，强度增加，这是一个长期趋势。
2012-03-07 astro-ph.SR
Toroidal flux loss due to flux emergence explains why solar cycles rise differently but decay in a similar way
太阳活动周期的一个显著特征是，在开始时，太阳黑子出现在中纬度地区，随着时间的推移，出现的纬度向赤道迁移。太阳黑子数目）随著太阳活动周期的不同而变化。在强太阳活动周期中，太阳活动开始较早，而且在纬度较高的地区，太阳黑子的分布范围较弱太阳活动周期为广。太阳黑子带的活动性和宽度迅速增加，当黑子带仍处于高纬度时开始下降。令人惊奇的是，据报告，在周期的后期阶段，（太阳黑子数）以及蝴蝶翅膀的宽度和中心都具有相同的统计特性，与周期在其上升和最大阶段的强度无关。Leighton型发电机模型，并表明，通过磁浮力的通量损失是太阳发电机中的一个基本的非线性。我们的研究表明，如果通量的出现变得有效，对流区下部的平均场强为$10^4$ ~G量级。
2022-10-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The amplitude of sunspot minimum as a favorable precursor for the prediction of the amplitude of the next solar maximum and the limit of the Waldmeier effect
太阳黑子活动周期的最大振幅（R $_{max}$）与前一个最小振幅（R $_{min}$）之间的线性关系是预测即将到来的太阳活动周期振幅的先驱方法之一。最近，这种方法受到了严厉的批评。在这次交流中，我们表明，这种简单的方法是可靠的，可以有利地用于预测的目的。由于13个月的平滑R $_{min}$在开始时为1.8，预测正在进行的周期的R $_{max}$将在85 $\pm$ 17左右，这表明周期24可能具有中等强度。基于上升时间（T $_R$）和R $_{max}$之间的二阶多项式相关性，预测周期24将在2013年第三季度达到其平滑最大振幅。本文的一个重要发现是，上升时间周期振幅关系在大约3至3.5年时达到最小值，对应于大约160的周期振幅。Waldmeier效应在这一点上被打破，T $_{R}$随着R $_{max}$的增加而进一步增加。我们相信，这一特征可能会对通量传输发电机模型产生约束，并导致更准确的基于物理原理的预测。
2011-09-13 astro-ph.SR
Improved Measurements of the Sun's Meridional Flow and Torsional Oscillation from Correlation tracking on MDI \& HMI magnetograms
太阳的轴对称流、差动自转和纬向流控制着太阳磁周期的动态，各种方法被用来测量这些流，每种方法都有自己的优缺点。自20世纪70年代以来，已经进行了基于表面磁场的互相关图像的流量测量，这需要能够检测小于太阳图像中像素大小的运动的先进数值技术。我们已经确定了几个系统误差，除了中心到肢体的效果，影响以前的测量这些流量，并提出了数值技术，可以尽量减少这些错误，利用测量的位移在几个时间滞后。我们对欧空局/美国宇航局（ESA/NASA）{ \em Solar and Heliospheric Observatory}（SOHO）上的{ \em Michelson Doppler Imager}（MDI）和美国宇航局（NASA）{ \em Solar Dynamics Observatory}（SDO）上的{\em Helioseismic and Magnetic Imager}（HMI）的视线磁图进行了分析，显示了1996年至2020年两个太阳黑子周期内纬向流和差旋的长期变化。这些改进的测量可以作为太阳发电机和表面通量传输模拟的重要投入。
2021-07-16 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.data-an
Variations in the axisymmetric transport of magnetic elements on the Sun: 1996-2010
我们测量的轴对称运输的磁通量在太阳上的交叉相关的窄条的数据从线的视线磁测图获得在96分钟的节奏由MDI仪器上的欧空局/美国宇航局SOHO航天器，然后平均的流量测量在每个会合旋转的太阳。我们的测量结果表明，轴对称流在太阳活动周期中有系统地变化。微分旋转在最大值处比在最小值处弱。在最小值时，回旋流更快，在最大值时更慢。接近周期23/24最小值时的反流流速明显快于周期22/23最小值。平均纬度分布大体上是一个简单的正弦曲线，延伸到两极，在大约$35\degr$纬度处达到峰值。随着太阳活动周期的推进，太阳黑子带的流入模式逐渐形成，并与太阳黑子带同步向赤道方向移动。这些流入伴随着扭转振荡。这种关联与科里奥利力作用于流入的影响是一致的。与这些流入相关联的赤道运动被确定为在周期最大值处净极向流减少的来源。我们还发现极地逆环流（高纬度地区的向赤道流动）在1996年至2000年在南部和2002年至2010年在北部。我们表明，这些测量的流量不受超颗粒化所产生的非轴对称扩散运动。
2011-03-29 astro-ph.SR
The latitudinal migration of the sunspot groups
本研究分析太阳活动周C8-C23的太阳黑子群数据，发现其纬度漂移更符合指数函数，并揭示了漂移速度、交叉点及对活动周强度和黑子面积的依赖关系。
2024-05-24 astro-ph.SR
Uniting The Sun's Hale Magnetic Cycle and `Extended Solar Cycle' Paradigms
通过对太阳大尺度磁场的细致的日常观测，威尔科克斯太阳天文台（WSO）已经将太阳活动的两个磁（黑尔）周期编入目录。这两个（约22年）海尔周期产生了四个（$\sim$ 11年）太阳黑子周期（编号21至24）。最近的研究强调了“扩展太阳周期”（ESC）的持续性及其与基本海尔周期的联系-尽管通过对太阳光球层，色球层和日冕的图像分析产生的大量代理。这篇短文介绍了ESC、表面环形磁场演化和黑尔循环演化的对应关系。随着太阳黑子周期25的开始，考虑到天气尺度观测可以提供的潜在预测能力，对观测绘制黑尔和扩展周期的兴趣不会更高。
2022-09-14 astro-ph.SR
The turbulent diffusion of toroidal magnetic flux as inferred from properties of the sunspot butterfly diagram
为了与观测到的太阳活动周期的性质相匹配，通量传输发电机模型需要将环形磁通量存储在低磁扩散率的区域中，通常位于对流区的底部或底部以下。我们推断的湍流磁扩散率影响的环向场的经验数据的基础上。本文讨论了第12- 23太阳活动周活动带的平均纬度和宽度随时间的演化及其与周强度的关系。我们将周期的下降阶段解释为扩散过程。当向赤道传播的活动带的中心位于距赤道的宽度（半峰）范围内时，一个给定周期的活动水平开始下降。对于较强的周期，这种情况发生得更早，因为它们的活动带更宽。从那一刻起，活动和带宽以相同的方式减少所有周期，独立于其最大活动水平。根据赤道上相反极性的环向通量的扩散抵消，我们推断环向场所经历的湍流扩散系数，无论它位于何处，都在150- 450 ~km $^2$ s $^{-1}$的范围内。强扩散纬向传播的活动带下方的环向通量可以抑制流入的对流区中的环向场带的幅度为每秒数米。的湍流磁扩散率的影响的环向场的推断值同意，数量级，估计的基础上混合长度模型的太阳对流区。这与通量输运发电机模型的要求不一致。在它们接近赤道之前保持环向场带在一起所需的流入量与当地日震学观察到的活动带的流入量相似。
2016-04-25 astro-ph.SR
The Sun's polar magnetic field: datasets, proxies and theoretical issues
太阳的极性磁场是发电机过程某些方面的表现，是预测太阳黑子周期开始前的良好前兆。虽然从1970年代中期开始才有对这一场的实际天气测量，但在各种代用指标的帮助下，现在已经有可能确定它自20世纪初以来的演变情况。最近开发的三维动态发电机模型可以研究建立的太阳的极地磁场比早期的表面通量传输模型更现实。
2018-10-12 astro-ph.SR
Asteroseismic Signatures of Magnetic Activity Variations in Solar-type Stars
对其他恒星磁活动周期的观测为我们理解11年太阳黑子周期提供了更广泛的背景。在少数恒星中发现的短活动周期，以及在太阳中发现的类似变化，表明可能有两个不同的发电机在内部的不同区域运行。因此，磁活动研究与星震学研究之间有着天然的联系，后者可以确定与发电机有关的某些内部特性。我提供了这两个领域之间联系的简要历史概述（包括Wojtek Dziembowski在2007年的先见之明工作），我强调了开普勒任务开始出现的一些令人兴奋的结果。
2013-09-09 astro-ph.SR
A New Challenge to Solar Dynamo Models from Helioseismic Observations: The Latitudinal Dependence of the Progression of the Solar Cycle
太阳活动周期在中纬度的开始、太阳黑子向赤道漂移的减缓、活动最小时的尾状附着和连续周期的重叠是$αΩ$发电机波和通量输运发电机模型中的敏感问题。非常不同的参数值产生类似的结果，使得很难理解这些太阳周期性质的起源。我们使用龚日震数据调查太阳周期的进展，在不同纬度和次表层的中度全球$p$模式频率变化中观察到的，从太阳周期23开始到当前太阳周期的最大值。我们还分析了通过当地日震学的环形图技术获得的每个半球的高度模式。分析强调了与高纬度地区相比，在15 \degr以下的周期进展的差异。虽然周期开始于中纬度，然后向赤道/极地迁移，但旧周期的太阳黑子爆发仍在15 \degr \纬度以下进行。这种延长的活动导致周期开始的延迟和连续周期的重叠，其延伸在两个半球中不同。然后，活动水平上升更快，达到最大值，其特征是单峰结构，而高纬度地区则是双峰结构。之后，下降阶段以较慢的衰减速率出现。在这项研究中强调的太阳活动周期进展的纬度属性提供了有用的限制，以区分众多的太阳发电机模型。
2016-06-09 astro-ph.SR
Active Latitude Oscillations Observed on the Sun
我们调查的太阳黑子群，称为活跃纬度，在过去的六个完整的太阳活动周期（1945年至2008年）的平均日面纬度的周期性。为此，使用了多锥方法和Morlet小波分析方法。我们发现以下内容：（1）在所研究的18 ~ 23个太阳自转周期中，两半球活动纬度都存在26-38天的太阳自转周期。2)在北半球和南半球，活动纬度从周期的开始到结束都沿振荡路径向赤道漂移，这种运动可用二次多项式来描述。3)对于所有的周期，在两个半球的55到300天之间没有有意义的时期。4)在第23个周期中，两个半球的周期为300至370天，在北半球为第20个周期，在南半球为第18个周期。
2016-04-04 astro-ph.SR
Solar and Stellar Activity
本章概述太阳与恒星磁场活动的物理起源、表现及在系外行星研究中的作用，探讨黑子等特征、磁场发电机机制、恒星活动诊断与光谱偏振测量技术，并总结跨光谱型的观测与建模成果。
2025-11-05 astro-ph.SR
Structures of various types of symmetry in the solar activity cycle
本文综述太阳大尺度表面磁场的带谐、扇谐与田谐谐波，量化其在活动周各阶段的磁能占比与相位演化，提出不依赖周数和强度的通用磁场景。
2025-01-08 astro-ph.SR
The sub- and quasi-centurial cycles in solar and geomagnetic activity data series/v.3
本文的主题是持续时间在20-250年范围内的太阳周期的存在性和稳定性。使用了五种类型的数据系列：（1）苏黎世系列（1749-2009 AD），年平均国际太阳黑子数Ri，2）太阳黑子群数系列Rh（1610-1995 AD）; 3）太阳活动指数扩展时间序列（ESAI）模拟的扩展太阳黑子Rsi数（1090-2002 AD），4）ESAI模拟的扩展地磁aa指数（1099-2002 AD），5）Meudon灯丝系列（1919-1991 AD）（仅特别使用）。数据系列经过11年的平滑处理，去除了超世纪趋势。两个主要独立的时间序列分析方法：T-R周期图分析（在标准和“扫描窗口”制度）和小波分析。所得结果非常相似。结果表明，所有序列都存在一个平均持续时间为55-60年的强周期。它在18世纪和19世纪得到了很好的表达。在19世纪末和20世纪初，它不那么明显。另一方面，除Ri外，所有系列都获得了强而稳定的准110-120年和~200年周期。在最后一个系列中，发现了一个强烈的平均振荡约95年，这是在其他数据集缺席。对ESAI（1090-2002 AD）的分析表明，近900年来，准世纪周期具有相对稳定的双峰（~80和~120年）或三重（~55-60、80和120年）结构。在所有系列中，一个有趣的特征是在上个世纪的Gleissberg-Gnevishev极小期（1898-1923 AD）之后存在显著的~29…
2010-12-12 astro-ph.SR physics.geo-ph
The sub- and quasi- centurial cycles in solar and geomagnetical data series /(s2)
本文的主题是持续时间在20-250年范围内的太阳周的存在性和稳定性。使用了五种类型的数据系列：1）苏黎世系列（1749-2009），年平均国际太阳黑子数Ri; 2）太阳黑子群数系列Rh（1610-1995）; 3）利用扩展太阳活动指数时间序列（ESAI）模拟扩展太阳黑子数Rsi（1090- 2002）; 4）ESAI模拟的扩展地磁aa指数（1099-2002）; 5）Meudon灯丝系列（1919-1991）（仅特别使用）。数据系列经过11年的平滑处理，去除了超世纪趋势。两个主要独立的时间序列分析方法：T-R周期图分析（在标准和“扫描窗口”制度）和小波分析。所得结果非常相似。结果表明，所有序列都存在一个平均持续时间为55-60年的强周期。它在18世纪和19世纪得到了很好的表达。在19世纪末和20世纪初，它不那么明显。另一方面，大部分序列具有较强的准110-120年和~200年的周期。然而，200年的周期是没有检测到的苏黎世系列。有一个强烈的平均振荡约95年，这是在其他数据集所缺乏的。对ESAI（AD 1090-2002）的分析表明，近900年来，准世纪周期具有相对稳定的双峰（~80和~120年）或三重（~55-60、80和120年）结构。亚世纪和世纪周期范围内的不同类型的振荡很可能对应于不同类型活动区的周期。这些结果的日地关系方面进行了简要讨论。
2010-07-26 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Dynamical characterization of the last prolonged solar minima
太阳周期的行星假说是一个古老的观点，其中行星的引力影响对太阳磁周期的原因有不可忽视的影响。在这项工作中，我们寻找一个可能的因果关系与太阳的重心动力学和长期极小事件。我们寻找太阳加速度的特殊变化，并专注于太阳周期的长期变化。我们展示了太阳的轨道角动量是如何演变的，以及太阳的重心轨道的倾角是如何在轨道退行的时期变化的。特别是，在这些时刻，太阳加速度的径向分量（即，在太阳的重心方向）有一个特殊的规模。这些径向脉冲发生在蒙德极小期的最开始，道尔顿极小期期间，也发生在本扩展极小期之前的第22个周期的最大值。我们还发现行星扭矩和观测到的太阳黑子国际数量之间存在很强的相关性。我们应用我们的研究结果在一个新的理论，太阳行星相互作用，它是敏感的太阳重心动力学，并发现一个非常重要的影响，太阳的能力存储的潜在能量，可以释放的内部流动，并可能与太阳周期的假设水库。这一过程开始于太阳角动量反转之前大约40年，即，在蒙德极小期、道尔顿极小期和现在的扩展极小期之前。我们的结论表明，一个特殊的长期太阳极小期的动力学特征。我们讨论了这些结果对太阳活动周期的可能影响，包括目前的扩展最低。（请阅读论文中的完整摘要）
2012-07-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Solar Cycle Variations of Rotation and Asphericity in the Near-Surface Shear Layer
太阳的精确形状对重力、差动自转、局部湍流和磁场的影响很敏感。以前已经表明，太阳的形状呈现出非球面性，并以11年为周期。由于SoHO/MDI和SDO/HMI仪器能够以前所未有的精度观察表面重力振荡（f）模式，因此可以提取关于旋转频率分裂系数a1、a3和a5的信息，这些系数与a2、a4和a6非球面系数一起测量差分旋转。对1996年至2017年近两个太阳活动周期的日震学数据进行分析，发现a1和a5系数与太阳活动密切相关，而a3系数在当前周期中表现出长期趋势和弱相关性，表明全球自转发生了重大变化，可能与太阳活动周期的长期演变有关。更详细地看，当应用分别为0.1、1.6和-1.6年的时滞时，非球面系数a2、a4和a6与太阳周期的关联更强。α 6系数的大小随太阳黑子数的变化同位相变化，但其振幅超前于黑子数的变化。2017年年中的最后一次测量表明，a6系数的大小可能已经达到了最小值;因此，下一个太阳极小期预计将在2018年底或2019年初。在f模角度l=137-299范围内的所谓地震半径随太阳活动呈现反相位的时间变化，其相对值在第23周下降了2.3E-05，在第24周下降了1.7E-05。这些结果将有助于更好地理解太阳内部的物理机制，从而更好地约束预测太阳周期的发电机模型。
2018-04-13 astro-ph.SR
Importance of Meridional Circulation in Flux Transport Dynamo: The Possibility of a Maunder-like Grand Minimum
经向环流是通量输送发电机模式的重要组成部分。我们已经研究了它的重要性的周期，太阳活动周期的振幅，并在这些模型中产生的Maunder-like大极小。首先，我们通过改变纬向环流速度来模拟过去23个太阳黑子周期的周期。如果发电机是在一个扩散主导的制度，那么我们发现，大多数的周期振幅也得到了一定程度上建模时，我们的模型周期。接下来，我们提出，在蒙德极小期开始时，纬向环流的振幅下降到一个低值，然后在几年后再次增加。一些独立的研究也支持这一假设。有了这个假设，扩散主导的发电机能够非常好地再现蒙德极小值的许多重要特征。如果发电机处于扩散主导的状态，那么较慢的纬向环流意味着极向场在通过对流区的传输过程中有更多的时间扩散，使发电机变弱。这一结果有助于对周期振幅和Maunder-like极小值进行建模。然而，我们无法重现这些结果，如果发电机是在一个平流主导的制度。
2010-11-04 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
The "Other" Centuries-Long Record of Solar Magnetic Activity Cycles: Lessons From the Stars
Penn State（宾夕法尼亚州立大学）；Center for Solar-Stellar Connections, WDRC（太阳-恒星联系中心，WDRC）；ELTE Eötvös Loránd University（罗兰大学）；Nagoya University（名古屋大学）；Institute for Space-Earth Environmental Research, Nagoya University（地球环境研究所，名古屋大学）；Institute for Advanced Research, Nagoya University（先进研究院，名古屋大学）；RAL Space, Science and Technology Facilities Council（拉尔夫空间部，英国科学与技术设施委员会）；Riken Nishina Centre（理化学研究所仁科中心）
该综述综合太阳与恒星磁活动记录，揭示类太阳发电机普遍存在，而类似蒙德极小期的磁极大极小事件极为罕见，并阐明恒星自转减慢至临界罗斯比数后磁活动减弱、周期受抑的演化图景。
2026-09-22 astro-ph.SR
