Photospheric index of geomagnetic activity
University of Oulu（奥卢大学）
该研究开发了基于光球磁场的地磁活动光球指数（PIGA），通过线性回归关联威尔科克斯太阳观测台磁图与Kp指数，能较好捕捉地磁活动演化，可用于太阳地球有效性研究及太阳磁场重建。
2026-08-26 astro-ph.SR physics.space-ph
The relationships of solar flares with both sunspot and geomagnetic activity
太阳耀斑参数（总重要性、持续时间、耀斑指数和通量）与太阳黑子活动（Rz）以及地磁活动（aa指数）与耀斑参数之间的关系可用一个响应时间尺度分别为8个月和13个月的积分响应模型来描述。与线性关系相比，耀斑参数与Rz、aa与耀斑参数、aa与Rz的相关系数平均分别提高了6%、17%和47%。该模型对耀斑参数到Rz、aa到耀斑参数和aa到Rz峰值的时间延迟分别有82%、47%和78%的预测精度。当使用具有更宽窗口的余弦滤波器时，这些结果可以进一步改善。这意味着太阳耀斑与过去太阳磁场能量的积累通过一个时间衰减因子有关。上述结果有助于理解太阳活动周期的机制，并有助于改进太阳耀斑的预报。
2011-12-24 astro-ph.SR
Polar branches of stellar activity waves: dynamo models and observations
恒星活动数据提供了活动波分支向极地传播而不是向赤道传播的证据（太阳情况）。恒星发电机理论允许向极传播发电机波的某些管理参数。我们试图将观测和理论结合起来，将我们的研究限制在最简单的平均场发电机模型上。我们建议一个粗略的初步系统化的极性活动分支的报告情况。然后，我们提出的发电机模型模拟结果，其中包含磁结构与极性发电机波，并确定模型，看起来最有希望解释的纬度分布的点在矮星。这些模型需要恒星自转定律的特定特征，因此对极地活动分支的观测可能会限制恒星的内部自转。具体来说，我们发现它不太可能是一个明显的极向分支可以与太阳一样的内部旋转配置文件，而它可以更容易地复制的情况下，一个圆柱形的旋转法律适合快速旋转。我们强调的情况下，亚巨星组成部分的积极密切的二进制HR 1099，最好的调查，提出了最严重的问题，发电机的解释。我们的最佳模型需要在半径上分开的两个层中的发电机作用。极区活动分支的观测为理解恒星活动机制和内部自转提供了有价值的信息，因此值得进行深入的观测和理论研究。目前的恒星发电机理论似乎足够强大，以适应现象。
2011-05-05 astro-ph.SR
Dynamo model for grand maxima of solar activity: can superflares occur on the Sun?
最近关于类太阳恒星超级耀斑的数据和过去关于太阳活动的放射性碳数据都表明了异常高磁活动的短暂时期。我们提出了一个解释的框架内的太阳发电机模型波动参数的盛大活动最大值。太阳型发电机是振荡的，因为太阳型差异旋转与正（在北半球）α效应相结合。人工反转α效应中的符号将发电机改变为具有比循环发电机的振幅大数百倍的磁能的稳定状态。因此，在磁周期的增长阶段，足够大的和持久的波动逆转了α效应的符号，可以导致一个稳定的发电机的瞬态变化，具有显著增加的磁能。这一定性情景的大活动最大值支持的发电机模型的计算与波动的α效应。几千个磁周期的计算统计给出了具有非常高的磁能的周期的例子。然而，我们的初步估计表明，太阳超级耀斑的概率极低。
2016-05-04 astro-ph.SR
Investigating Ionospheric TEC Variations in Solar and Geomagnetic Influences Across Solar Activity Phases
Universiti Malaya（马来亚大学）；Adamu Augie College of Education（阿杜·奥吉教育学院）
本研究分析了太阳和地磁因素在不同太阳活动阶段对电离层TEC变化的影响，发现太阳辐射和地磁活动在不同阶段具有不同的主导作用，强调了在建模中考虑太阳相位和时间滞后的重要性。
2026-02-18 astro-ph.SR
Solar activity in the past and the chaotic behaviour of the dynamo
这里回顾一下太阳活动的记录，重点放在特殊性上。由于太阳黑子的位置比各种全球太阳黑子数量更能告诉我们太阳发电机的情况，我们首先关注望远镜观测太阳黑子的记录，从而获得位置信息。然后，我们转向代理记录从宇宙成因同位素丰度，这表明在过去的9500年周期性的大极小。强烈调制的事件和具有较温和调制和较弱整体活动的干预事件之间的明显区别暗示了太阳发电机在数千年的过程中遵循各种解决方案，具有不同的对称性。
2014-06-30 astro-ph.SR
Dependence of stellar magnetic activity cycles on rotational period in nonlinear solar-type dynamo
本文用非线性发电机模型研究了太阳型恒星在14 ~ 30天自转周期范围内大尺度磁场的湍流产生。我们的模型考虑到非线性效应的动力学淬火的磁螺旋，和逃逸的磁场从发电机区域由于磁浮力。结果表明，所观察到的旋转周期和活动周期的持续时间之间的相关性可以解释的分布式发电机模型的框架下，从磁浮力或磁螺旋度的湍流产生的动态磁反馈作用。我们讨论的影响，我们的研究结果的理解发电机过程中运行的类太阳恒星。
2016-02-25 astro-ph.SR
A Knee-Point in the Rotation-Activity Scaling of Late-type Stars with a Connection to Dynamo Transitions
晚型恒星的磁活动与它们的自转速率有关。在一定限度内，具有较小罗斯比数（定义为旋转周期除以对流周转时间）的恒星具有较高的活动性。更详细地观察这种旋转-活动关系，发现低罗斯比星的活动标度比高罗斯比星的斜率更小，而不是简单的幂律关系。我们发现，对于色球CaII H&K活动，这种标度关系很好地模拟了一个破碎的两件式幂律。此外，该关系的拐点与活动星的黑子活动和表面磁场位形的轴对称到非轴对称的转变相吻合。我们解释这个拐点之间的主导轴和非轴对称发电机政权与不同的依赖旋转发电机过渡，并讨论了这一假设在目前的数值发电机模型。
2021-12-15 astro-ph.SR
Dynamical coupling of a mean-field dynamo and its wind: Feedback loop over a stellar activity cycle
我们集中在内部发电机磁场和恒星风之间的联系。如果恒星有一个循环发电机，磁场的调制可以影响风，风反过来可以对恒星的边界条件产生反作用，形成一个反馈回路。我们已经开发了一个2.5维的数值设置来模拟这种重要的耦合。我们已经实现了一个α-欧米茄平均场发电机的PLUTO代码，然后将其耦合到一个球形多变风模型通过一个接口组成的四个网格层专用的边界条件。我们在这里提出了一个发电机模型接近一个年轻的太阳周期性的磁活动。首先，我们展示了这个模型如何允许通过显示活动周期，日冕结构和综合量的时间演化之间的相关性来跟踪发电机活动对日冕的影响。然后，我们加入反馈的风的发电机和讨论的变化，观察到的发电机对称性和风的变化。我们解释这些变化的发电机模式：在这个参数制度，反馈回路导致发电机家庭之间的耦合通过一个首选的增长的四极模式。我们还研究了我们的接口的磁螺旋度，并表明，它导致一个小的注入发电机。这个模型证实了物理耦合内部和外部恒星层的重要性，因为它对发电机和风都有直接影响。
2021-02-02 astro-ph.SR
Nonlinear mean-field dynamo and prediction of solar activity
我们应用一个非线性平均场发电机模型，其中包括一个预算方程的沃尔夫数的动态预测太阳活动。该发电机模型考虑了α效应的代数非线性和动力学非线性，其中动力学非线性的方程来自磁螺旋度的守恒定律。沃尔夫数演化的预算方程是基于与负有效磁压不稳定性相关的太阳黑子形成机制。这种不稳定性会重新分配平均场发电机产生的磁通量。为了预报一个月时间尺度上的太阳活动，我们采用了一种基于非线性平均场发电机方程数值解和人工神经网络相结合的方法。太阳活动的预测结果与观测到的Wolf数的比较表明，预测结果与观测结果符合得很好。
2018-05-23 astro-ph.SR
Role of longitudinal activity complexes for solar and stellar dynamos
在本文中，我们首先讨论的观测证据的纵向集中的磁活动在太阳和快速旋转的晚型恒星与外部对流信封。产生的想法旋转影响的各向异性对流湍流的关键物理过程产生这些结构的情况下，提出和讨论-这种影响包括湍流发电机机制，负有效磁压不稳定性（NEMPI）和流体动力学涡旋不稳定性。最后，我们讨论了非轴对称恒星平均场发电机模型，用它们得到的结果，并与迄今为止收集的观测信息进行了比较。我们还提出了一个纯α平方平均场发电机模型的结果，这表明，发电机解决方案的时间依赖性行为可以发生在一个方位角发电机波和/或振荡行为的形式有关的交替能级的活性染料。
2012-11-13 astro-ph.SR
Temporal Offsets between Maximum CME Speed Index and Solar, Geomagnetic, and Interplanetary Indicators during Solar Cycle 23 and the Ascending Phase of Cycle 24
根据对最大日冕物质抛射年值的形态分析，（日冕物质抛射）速度指数、太阳黑子数和太阳黑子总面积、太阳黑子磁场和太阳耀斑指数、太阳风速度和行星际磁场强度以及地磁Ap和Dst指数，指出了23周太阳活动和地磁活动的特殊性，随后的长极小值和周期24的上升分支。我们还分析了最大日冕物质抛射速度指数与上述太阳、地磁和行星际指数之间的时间偏移。与太阳活动、行星际参数、地磁活动指数等综合分析，发现该指数存在滞后现象。据观察，这些参数遵循不同的路径的上升和下降阶段的太阳活动周23。值得注意的是，滞后现象是一个线索，在寻找物理过程负责连接太阳活动的近地和地磁响应。
2016-04-20 astro-ph.SR physics.space-ph
Levels of chromospheric and coronal activity in Sun-like stars and various types of dynamo waves
我们分析了HK计划框架下研究的F、G和K类太阳恒星（晚型星）的X射线辐射和色球活动。色球辐射不规则变化的恒星拥有更强大的日冕，而有规则周期活动的恒星的特征是相对温和的X射线光度和X射线与热光度的比率。这表明，与磁场放大对流包络的过程的性质变化明显的过渡从小到大发电机号码，直接影响的阿尔法-欧米茄发电机的字符。由于发电机数和Rossby数对轴向旋转速度的强烈依赖性，早期发现的各种活动参数和Rossby数之间的相关性与我们的结论是一致的。我们的分析使我们有可能得出第一个关于太阳活动在活跃的晚型恒星中发展的类似过程中的地位的确切结论。
2018-07-18 astro-ph.SR
Modelling stellar activity cycles using deep-seated dynamos and surface flux transport
我们研究了具有外对流区的恒星中基于速斜的发电机和表面通量输运机制之间的关系。使用我们的通量产生和传输的组合模型，我们证明了磁通量浮力上升的重要性，它在物理上决定了双极磁性区域的出现纬度和倾斜角。发电机强度，磁通量上升，和表面运输的综合影响，导致各种循环和非循环的总无符号表面磁通量的时间序列。
2012-11-06 astro-ph.SR
Solar-cycle precursors and predictions
近400年的太阳黑子数资料表明，太阳活动周期的轮廓和振幅都有较大的变化。为了预测太阳活动周期，识别了一些太阳活动周期的前兆。极场和地磁指数是两种最受关注的前兆。太阳活动极小期的地磁变化可能是由太阳极场通过太阳开放通量的连接引起的。极场的稳健预报技巧表明，在Babcock-Leighton通量输运发电机框架内，发电机过程的记忆小于11年。获得短磁记忆的一个可能原因是对流区的高磁扩散率。我们最近的研究表明，径向向下泵送是另一个可能的原因。基于该机制，我们很好地模拟了RGO期间的周期不规则性。这为建立一个标准的基于发电机的模型来预测太阳活动周期提供了可能性。最后，强调了由于黑子出现的非线性和随机机制，极场和前一个周期强度之间没有相关性。
2013-04-21 astro-ph.SR
Solar activity simulation and forecast with a flux-transport dynamo
我们提出了一个扩散主导的平均场轴对称发电机模型在再现历史太阳活动和预测太阳活动周25的评估。以前的研究指出，太阳的极地磁场是预测太阳活动的重要指标。由于观测数据记录减少，仅从1976年开始，使用这一替代物的扩展研究受到阻碍。然而，人们认识到需要一个太阳能发电机模型，在各种活动情况下进行充分的验证，以提高理论标准。本研究旨在探索利用日震学数据和重建的太阳极地磁场，以促进发展可靠的太阳活动预报。该研究是基于观测推断的差异旋转形态，以及通过半球太阳黑子面积记录使用人工神经网络方法观测和重建的极场。结果表明，一致的再现历史太阳活动的趋势与增强的结果，通过引入一个前兆上升时间系数。预测弱太阳周期25，其具有相对于当前周期24的缓慢上升时间和最大活动$-14.4 \%$（$\pm 19.5\%$）。
2018-06-28 astro-ph.SR
Comparison of geomagnetic indices during even and odd solar cycles SC17-SC24: Signatures of Gnevyshev gap in geomagnetic activity
我们发现，太阳黑子群面积的时间序列有一个差距，所谓的Gnevyshev差距（GG），上升和下降阶段的周期，尤其是偶数周期。对于奇数周期，这个缺口不太明显，在周期的最大值之后只是一个小的下降。我们对周期进行重新采样，使其具有相同的3945天（约10.8年）的长度，并表明偶数周期的下降时间在周期开始后的1445-1567天之间，有时会延长到周期开始后的1725天。对于奇数周期，间隔稍早，在周期开始后的1332-1445天，没有延长。我们分析了地磁扰动的太阳活动周期17-24日使用Dst指数，相关的Dxt和Dcx指数，和AP指数。在所有这些时间序列中，太阳指数在GG时或之后都有下降，偶数周期在1567-1725天之间最深，奇数周期在1445-1567天之间最深。在间隔1445-1725中的偶数周期的这些指数的平均值分别比Dst、Dxt、Dcx和Ap的类似长度的周围间隔小46%、46%、18%和29%。对于奇数周期，1322-1567天之间的Dst和Dxt指数的平均值比周围的间隔小31%和12%，但Dcx指数并不小，而Ap-index指数仅小4%。Dst指数的偶数周期和奇数周期以及偶数周期的Dxt、Dcx和Ap指数的下降幅度均达到99%。对于奇数周期的Dxt指数的显着性是95%，但下降是不显著的奇数周期的Dcx和Ap指数。
2021-01-20 astro-ph.SR
An application of a solar-type dynamo model for Epsilon Eridani
在过去的十年中，活动周期与恒星参数之间的关系受到了特别的关注。可靠的活动登记册的建设表明，太阳型恒星表现出活动周期从几年到几十年，在相同的情况下，长和短的活动周期共存，这表明两个发电机可以在这些恒星中运行。尤其是波江座Epsilon Eridani是一颗活跃的年轻K2V恒星（0.8 Gyr），它的色球周期有短期和长期，分别为3年和13年。此外，在1985年至1992年间，这颗恒星经历了一个广泛的活动极小期，类似于太阳的蒙德极小期。在这些结果的激励下，我们在波江座Epsophy发现了一个检验发电机理论的好机会。基于Sraibman和Minotti（2019）开发的模型，在这项工作中，我们为EpipheriEridani构建了一个非线性轴对称发电机。模拟的近地表磁场分量在整个星盘中的时间序列既有长周期活动周期，也有短周期活动周期，其周期与观测结果相似，同时也有低活动的时间间隔，这可能与宽极小期有关。与磁反转相关的短活动周期可以用差动旋转来解释，而长周期则与洛伦兹力引起的纬向质量流有关。通过这种方式，我们表明，一个单一的非线性发电机模型来自第一原理与准确的恒星参数可以重现共存的活动周期。
2020-06-29 astro-ph.SR
Can the long-term hemispheric asymmetry of solar activity result from fluctuations in dynamo parameters?
观测到的太阳黑子活动的半球不对称性具有在几个太阳周期的时间尺度上变化的规律性成分，其起源和性质目前仍有争议。本文讨论的问题，是否长期的半球不对称性，可以从随机变化的太阳发电机参数的时间和纬度。在观测到的太阳黑子群的倾斜角的散射估计推断极向场再生发电机机制的波动约束。根据这些约束条件，设计了一个Babcock-Leighton型$α$ -效应起伏的发电机模型，并计算了大量的磁周期，对它们的半球不对称性进行了统计分析。半球的不对称性，在模拟发电机的结果，从一个赤道对称的振荡磁场的一部分的存在。次主导四极振荡是由主导偶极振荡通过波动$α$效应的赤道对称部分随机强迫的。各个周期的不对称性的幅度和意义在四个发电机周期的时间尺度上变化。变化是不规则的，即不是周期性的。该模型表明，在极磁场的不对称性，在太阳极小期可以作为一个前兆，在未来的太阳黑子活动的不对称性。
2019-03-26 astro-ph.SR
On the global magnetic activity and dynamo of the Sun and solar-type stars
研究了太阳活动作为全球磁场周期性变化的结果。通过对太阳型恒星磁活动的分析，发现了以下的幂函数依赖关系：自转周期与有效温度的依赖关系，“11年”活动周期的持续时间与有效温度的依赖关系，以及准两年周期的持续时间与有效温度的依赖关系。结果表明，这些依赖关系的物理性质与所观察到的太阳型恒星的性质，可以解释这些恒星的对流壳的基础周围的内部Rossby波的存在。
2015-10-21 astro-ph.SR
Dynamo Model for North-South Asymmetry of Solar Activity
观测结果显示，在几个太阳活动周期的时间尺度上，太阳黑子活动存在相对较小但统计上显著的南北不对称性。本文提出了一个发电机模型的长期NS不对称现象。该模型分离的发电机方程的磁场的偶极和四极赤道宇称。NS不对称性是偶极场和四极场叠加的结果。模型计算证实了以前提出的四极发电机模式的激发主导偶极模式介导的赤道对称波动的$α$效应作为长期NS不对称的机制。给出了一个短期随机强迫激发振荡的解析可解例子，证明了由于$α$效应在一个太阳自转时间尺度上的随机变化而导致的NS不对称性在几个（本模式中约为6个）太阳周时间尺度上相干的数值结果。模型计算表明，锁相现象的偶极和四极场振荡主要在相位（北方型不对称）或反相（南方型不对称），这两个国家之间的相对较短的不规则过渡。大的不对称性在模拟的大极小被发现和解释弱磁淬灭的$α$ -效果在极小。根据发电机模型和观测结果，讨论了活动极小期极场不对称性作为后续活动周期中黑子不对称性前兆的可能性。
2021-09-02 astro-ph.SR
North-south asymmetry of solar dynamo in the current activity cycle
对当前太阳活动周期中极区磁场反转的南北不对称性提出了解释。Babcock-Leighton机制对极向场产生的贡献是利用当前活动周期的太阳黑子数据估计的。分别对北半球和南半球进行估计。在周期的初始阶段，北半球的贡献大大超过南半球。这可能是北极磁场较早逆转的原因。Babcock-Leighton机制的估计贡献远小于以前活动周期的类似估计。预计下一个活动极小期将有一个相对较弱（<1G）的大尺度极场。
2014-06-27 astro-ph.SR
Stellar Magnetic Dynamos and Activity Cycles
利用824颗太阳和晚型恒星的X射线光度和自转周期的新的统一样本，我们研究了旋转和恒星活动之间的关系，被认为是潜在的恒星发电机的探针。使用样本的无偏子集，我们计算活度-旋光度关系的不饱和区的幂律斜率为$L_X/L_{bol}\propto Ro^β$，其中$β=-2.70\pm0.13$。这与置信度为5 $σ$的典型$β= -2$斜率不一致，并支持接口型发电机。利用经验饱和阈值和理论超饱和阈值，我们绘制出了三种日冕辐射随恒星质量和年龄的变化规律。我们发现，经验饱和时间尺度与恒星从快速旋转对流序列过渡到缓慢旋转的恒星自旋模型中的接口序列的时间相关。这可能暗示着恒星发电机或内部结构的根本变化。我们还提出了第一次发现的X射线不饱和，完全对流的M星，这可能是暗示在一个潜在的旋转活动的关系，在完全对流的恒星迄今尚未观察到。最后，我们提出了早期的结果，从一个盲目的搜索恒星的X射线周期，可以放置有价值的限制基本的无处不在的类太阳活动周期。
2013-09-26 astro-ph.SR
Does nonaxisymmetric dynamo operate in the Sun?
我们探讨的随机非轴对称扰动的动力学螺旋（$α$效应）和扩散衰减的双极磁区的大规模非轴对称磁场在太阳上的产生和演变的影响。使用一个简化的二维非线性平均场发电机模型，并假设双极区出现由于磁浮力原位的大规模发电机行动，我们表明，波动的$α$效应可以保持非轴对称磁场通过太阳型$α^{2}Ω$发电机过程。研究发现，双极活动区的扩散衰变可能是太阳上观测到的非轴对称磁场的主要来源。我们的结果表明，具有$α$效应随机扰动的非轴对称发电机模型可以解释极高活动时期（“超周期”事件）以及磁活动深度下降时期。我们比较了过去四个活动周期的太阳磁场的天气观测模型，并讨论了我们的结果解释恒星磁活动观测的影响。
2018-10-14 astro-ph.SR
Coupling the solar dynamo and the corona: wind properties, mass and momentum losses during an activity cycle
我们研究太阳对流区与太阳风和日冕演化之间的联系。我们让2.5维轴对称运动发电机程序（STELEM）产生的磁场在2.5维轴对称日冕等温MHD程序（DIP）中演化。计算涵盖了11年的活动周期。太阳风的渐近速度随纬度和时间的变化与现有的观测结果吻合得很好。在不同的日冕高度，磁极反转的速度不同。整个太阳的质量损失率，动量通量和磁制动扭矩在整个周期中变化很大。这种周期性调制是由开放通量和太阳风的来源的纬度分布以及阿尔文表面的几何形状决定的。风源和制动扭矩施加区域也相应地变化。
2011-06-05 astro-ph.SR
Migrating Dynamo Waves and Consequences for Stellar Current Sheets
本文研究了恒星发电机波传播与恒星磁场结构之间的关系。发电机波建模著名的帕克迁移发电机，我们改变发电机驱动器的强度，以获得活动波传播向赤道（如在太阳活动周期）或向两极。我们匹配的磁场在发电机活性壳与周围的恒星材料，使用一个简单的耗散磁流体动力学系统的过渡区。引入恒星半球之间的弱不对称性，我们研究的相位偏移的偶极，四极，八极磁组件在不同的距离，从恒星证明百分之几的不对称发电机驱动器是足够的，以获得一个现实的太阳能偶极和四极矩之间的关系。我们研究了恒星电流片的行为，并表明，向极传播活动，它是实质上不同于太阳的。特别是，我们证明了条件下，圆锥形电流片传播相反的太阳方向。
2022-11-17 astro-ph.SR
Common dynamo scaling in slowly rotating young and evolved stars
对晚型恒星的活动和磁性的一种解释是，它们都随着罗斯比数的减少而增强，直到饱和水平，这表明恒星发电机依赖于旋转和对流湍流。然而，一些研究声称，旋转本身就足以充分参数化这种缩放。在这里，我们解决的问题，包括演化的，后主序星的旋转活动关系的分析，湍流恒星发电机的相关性。与主序星相比，这些恒星旋转非常缓慢，但表现出类似的活动水平。我们发现，这两个演变阶段落在一起的旋转活动图，并形成一个单一的序列在不饱和制度的关系，只有来自恒星模型的Rossby数，确认早期的初步结果，依赖于一个更简单的参数化对流周转时间。这反映了最近完全对流的M矮星的结果，它们同样落在与部分对流太阳型恒星相同的旋转活动序列上。我们的研究结果表明，湍流在驱动恒星发电机中起着至关重要的作用，并表明有一个共同的与磁场相关的发电机机制解释了所有晚型恒星的磁活动。
2020-03-19 astro-ph.SR
Multiple dynamo modes as a mechanism for long-term solar activity variations
太阳磁场活动既有平滑的长期变化，如现代大极大期，也有相当突然的下降，称为大极小期。对流驱动发电机的直接数值模拟（DNS）提供了一种研究这些事件背后机制的方法。在这项工作中，我们分析了一个类似太阳的DNS的解决方案，该解决方案已经进化了大约80个4.9年的磁周期，在此期间检测到不规则行为的时代。我们分析的重点是寻找这种行为的物理原因。DNS采用的是一个半全球（楔形）磁对流模式。对于数据分析，我们使用Encourage经验模式分解（EEMD）和相位色散（$D^2$）方法。DNS的一个特殊性质是在不同深度和纬度存在多个发电机模式。主导模式是类太阳模式。该模式伴随着表面附近的高频模式和对流区底部的低频模式。发电机解决方案的整体行为是非常复杂的表现出可变的周期长度，时代的干扰，甚至停止表面活动，和强烈的短期半球不对称性。令人惊讶的是，最突出的抑制表面活动时期实际上是全球磁能最大值。我们解释的整体不规则的行为是由于不同的发电机模式显示不同的赤道对称性的相互作用，特别是平滑的部分的不规则的变化与模式的强度的变化，演变与不同的和可变的周期长度。突然的低活动时期在占主导地位的发电机模式附近的表面是一个强大的最大值的底部环向场强度，这会导致突然的干扰，特别是在差分旋转剖面通过抑制的雷诺应力。
2016-01-22 astro-ph.SR
Forecasting the solar activity cycle: new insights
掌握太阳活动的先进知识很重要，因为太阳的磁场输出支配着空间天气，并影响着依赖空间的技术。然而，太阳活动周期的不规则性使得预测太阳活动成为一项具有挑战性的任务。这是最好的实现，通过适当的约束太阳能发电机模拟，因此预测的第一步是了解太阳能发电机机制的基本物理。在Babcock-Leighton型发电机模型中，极向场产生于太阳表面附近，而环向场产生于太阳内部。因此，有限的时间是必要的空间分离的源极层的发电机的耦合。这种时间延迟在发电机机制中引入了记忆，从而可以预测未来的太阳活动。在这里，我们讨论了太阳活动周期的预测能力如何受到磁通量向下湍流泵送的影响。随着显着的湍流泵的发电机的记忆是严重退化，因此长期预测的太阳活动周期是不可能的，只有短期预测的下一个周期的高峰可能是基于观测数据同化在前一个周期的最低。
2013-12-30 astro-ph.SR
Magnetic fields in fully convective M-dwarfs: oscillatory dynamos vs bistability
M矮星有两种活动：1）强（千高斯）的几乎轴对称的极向磁场; 2）相当弱的非轴对称磁场，有时包括大量的环向分量。发电机双稳性已被提出作为一种解释。然而，在发电机模型中获得这样的双稳态并不简单。另一方面，太阳磁偶极子在磁场反转时变得横向于旋转轴，而磁场在远离反转时变得较弱。因此，太阳类似于具有第二种活动的恒星。我们认为M矮星可以有磁循环，而具有第二种活动的M矮星可能只是在磁场反转时观测到的恒星。在此模型框架下，可以利用具有第二类活动的M矮星的相对数量来确定近地表恒星对流的参数。
2014-01-08 astro-ph.SR
The Decay of Stellar Dynamos and X-ray Activity
现有的恒星X射线巡天表明，在我们理解太阳和晚型恒星的恒星磁活动演化过程中存在重大问题，在X射线活动的衰减速率和光谱类型上得出了相互矛盾的结论。我们正在面对这些差异与预期的恒星X射线光度分布的一个新模型，结合银河系人口合成模型与当前的理论旋转自旋下降和旋转活动关系的恒星磁发电机。在这里，我们测试我们的模型，使用新的观测恒星内容的钱德拉宇宙调查，其中60个新的恒星X射线源被确定从薄盘和星系晕人口。我们的模型与观测到的X射线光度分布和光谱类型分布基本一致。然而，在X射线光度分布的形式上存在着细微的差异，这可能暗示着我们对恒星X射线发射的理解存在问题。
2010-12-01 astro-ph.SR
The Dependence of Stellar Activity Cycles on Effective Temperature
本文提出恒星活动周期对自转速率的依赖可能源于对有效温度的更强依赖，通过发电机模型计算表明更热恒星周期更短，其自转周期上限较小可由α效应阈值更大解释。
2023-06-23 astro-ph.SR
Modeling Solar Cycles 15 to 21 Using a Flux Transport Dynamo
内容：太阳活动极小期前后的极场和开放通量被认为与随后的太阳活动极大期的强度密切相关。目的：我们的目标是调查的行为的巴布科克-莱顿发电机与源极向项是基于观测到的太阳黑子面积和倾斜。特别是，我们调查是否在对流区底部的环形场的模式与观测到的太阳活动周期的最大值。研究方法：我们使用了一个通量传输发电机模型，包括对流泵和极向源项的基础上的历史记录的太阳黑子群的面积，位置和倾斜角模拟太阳活动周期15至21。结果如下：我们发现，极场附近的极小值和在对流区底部的环形通量都与随后的太阳活动水平的极大值高度相关（r = 0.85和r = 0.93，分别）。结论：Babcock-Leighton发电机与观测推断的相关性一致。
2013-04-21 astro-ph.SR
The solar dynamo: inferences from observations and modeling
观测结果表明，太阳活动发电机理论的两个基本效应-通过差速旋转从极向场产生环向场，以及通过螺旋运动将环向场反向转换为极向场-在太阳中起作用。然而，这两种效应不足以为太阳发电机构建一个现实的模型。只有当一个非本地版本的α-效应，是向下的反磁泵和场平流的赤道向纬向流附近的对流区的底部允许，可以密切复制所观察到的活动周期。阿尔法效应的波动可以从太阳黑子数据中估计出来。具有波动参数的发电机模型再现了太阳活动周期的不规则性，包括大活动极小值。然而，不规则性的参数激发的物理学仍有待理解。
2014-04-16 astro-ph.SR
Solar magnetic fields and terrestrial climate
太阳辐照度被认为是影响陆地气候的主要自然因素之一，其变化被包括在大多数估计自然因素与人为因素对气候变化影响的数值模型中。引起地磁扰动的太阳风是另一种太阳活动因素，其在气候变化中的作用尚未得到充分估计，但正在进行深入研究。太阳磁场的变化最终导致了太阳辐照度和地磁活动的变化，因此，对太阳辐照度和地磁活动的过去和未来变化进行评估是气候模拟的关键。对太阳磁场的直接测量只能在有限的时间内进行，但可以根据地磁活动记录进行重建。在这里，我们提出了一个重建的太阳总辐照度的地磁数据的基础上，未来的辐照度和地磁活动的预测相关的预期气候变化。
2014-11-21 astro-ph.SR physics.space-ph
A two-wave dynamo model by Zharkova et al. (2015) disagrees with data on long-term solar variability
Zharkova等人最近提出了一个两波发电机模型（Zharkova et al.，2015，Zh15），旨在对未来数千年的太阳活动进行长期预测。在这里，我们面对过去800年的向后模型预测与已知的太阳活动的变化，使用直接的太阳黑子观测自1610年以来和宇宙成因放射性核素数据的基础上重建。我们表明，Zh15模型未能再现在过去的千年太阳活动演变的既定功能。这意味着对未来的预测也不可靠。
2015-12-17 astro-ph.SR
Up to Nine Millennia of Multimessenger Solar Activity
从公元前6755年至公元1885年的10 Be和14 C地球档案中获得的9000年十年太阳黑子数的重建已经使用其他几个信使（观测到的太阳黑子数，群数，地磁场的日变化范围和地磁环电流的日间变化）扩展到现在，并按比例缩放到现代SILSO第2版太阳黑子数。我们发现，在过去的三百年里，没有长期的经济活动上升，最近的经济活动也没有异常。在功率谱中有一个87.6年的峰值，但在Hallstatt 2300年的周期中没有显著的功率。宇宙起源记录与现代太阳黑子记录的协调可能是提供经审查的太阳活动记录用于气候研究的重要一步。
2018-10-29 astro-ph.SR
Characteristics and Importance of "ICME-in-Sheath" Phenomenon and Upper Limit for Geomagnetic Storm Activity
作为大磁暴的重要来源，“鞘内ICME”是一个完全受冲击的行星际日冕物质抛射（ICME），它位于激波和宿主抛射物之间的鞘中。通过多组协调观测，确定了典型特征：（1）它通常持续时间短，在1天文单位处持续几个小时;（2）它的太阳风参数，特别是磁场，似乎在很大的距离范围内保持增强;（3）共同的ICME特征往往丢失。宿主喷出物可能是单一的ICME或复杂的喷出物，其速度足以驱动冲击。这些结果澄清了以前的误解，这种现象作为一个正常的鞘区的一部分。“鞘内ICME”现象，加上预处理效应，在2012年7月23日的情况下，在1 AU附近产生了一组极端的磁场、速度和密度，所有这些都同时接近它们的上限。这可能是最极端的太阳风驱动在1 AU，使我们能够估计合理的上限为地磁风暴活动。通过对南向场的适当修正，我们认为原则上可能发生最小$D_{\rm st}$约为$-2000$ nT的磁暴。磁层顶将被压缩到距离地球中心约3.3个地球半径的地方，正好在地球同步轨道内。
2020-06-17 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar cycle asymmetry as a consequence of fluctuations in dynamo parameters
在太阳活动周期中，活动增长的持续时间平均短于其下降的持续时间。这种不对称性可能是由发电机参数的波动引起的。一个太阳发电机模型与波动的$α$ -效应显示的统计不对称性增加波动幅度和相干时间。不对称起源的解释建议，它预测的不对称性措施和延迟的极场反转相对于活动最大值之间的相关性。最近12个太阳活动周期的数据证实了这种相关性。
2018-06-14 astro-ph.SR
Signature of the turbulent component of solar dynamo on active region scales and its association with flaring activity
由于太阳发电机的活动隐藏在光球层之下，因此获得太阳发电机在对流层中运行的湍流分量的观测证据是一个具有挑战性的问题。在这里，我们提出了一个统计研究的耀斑活动区（AR），产生了强烈的太阳耀斑的X射线类X1.0和更高的时间周期，涵盖太阳周期23和24。我们介绍了一个磁形态分类（MMC）的AR，这使我们能够估计可能的贡献的发电机的湍流分量的AR的结构。我们发现，在72%的情况下，耀斑AR不符合全球发电机的经验法则（通常它们不是双极AR，或者，如果它们是，它们违反了Hale极性定律，或Joy定律，或领先的太阳黑子流行规则），这可能是由于对流区内部的湍流发电机作用对典型AR的空间尺度的影响。因此，耀斑似乎是由太阳发电机的湍流分量控制的。在第二个最大值和太阳周期的下降阶段，当环向场减弱，湍流分量的影响变得更加明显时，这些AR-“违反者”对耀斑的贡献得到了加强。这些观测结果是一致的概念的非线性和湍流的不稳定性在对流区内的磁场生成的重要作用，这是从发电机的模拟。
2021-11-08 astro-ph.SR
Core-envelope decoupling drives radial shear dynamos in cool stars
本研究发现鬼星团中偏离标准自转演化模型的冷星黑子活动显著增强，提出核-包层自转减慢历史解耦引发的径向剪切是成因，为冷星磁与自转演化的剪切增强活动前沿提供了证据。
2023-05-16 astro-ph.SR
Explicit IMF $B_y$-effect maximizes at subauroral latitudes (Dedicated to the memory of Eigil Friis-Christensen)
太阳风和地磁活动之间的耦合中最重要的参数是行星际磁场（IMF）的$B_z$分量。然而，最近的研究表明，IMF $B_y$是地磁活动的一个额外的、独立的驱动因素。在这里，我们使用当地的地磁指数从一个大型网络的磁站研究如何国际货币基金组织$B_y$影响地磁活动在不同纬度的所有太阳风，并分别在日冕物质抛射（CME）。我们发现，地磁活动，所有的太阳风，是20%强$B_y>0$比$B_y<0$在极光下的纬度约$60^{\circ}$校正地磁（CGM）纬度。在日冕物质抛射期间，$B_y$ -效应在略低的纬度（约为$57^{\circ}$（CGM）纬度）较大，约为40%。这些结果突出了国际货币基金组织$B_y$成分对不同纬度空间气象的重要性，在空间气象建模中必须加以考虑。
2019-04-09 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Parametric Modulation of Dynamo Waves
太阳活动的长期变化，包括大极小期，被认为是发电机参数随时间变化的结果。发电机波的最简单的近似应用表明，周期性变化的参数可以导致指数增长或衰减的磁振荡取决于变化频率。然而，发电机中没有参数共振：对不同频率的选择敏感性，共振现象的特征，是不存在的。这一发现的定性解释建议。非线性分析的发电机波揭示了滞后现象，发现更先进的模型。然而，简化的模型允许计算足够大数量的发电机周期，用于构建其振幅的分布函数，以定性地再现最近从自然档案中的宇宙成因同位素含量推断的太阳活动的两种模式。
2015-04-27 astro-ph.SR
Dynamo Saturation in Rapidly Rotating Solar-Type Stars
太阳型恒星的磁活动一般随恒星自转速率的增加而增加。然而，对于快速旋转，增加饱和。恒星发电机的巴布科克-莱顿机制在活动区的平均倾角接近90度时也达到饱和。磁活动的饱和可能是巴布科克-莱顿机制的这一性质的结果。构造了倾斜角与自转速率成正比的恒星发电机模型来探讨这一观点。两个版本的模型-治疗的倾斜角度全球和使用乔伊的法律，其纬度依赖性-被认为是。两种模型都显示出在高转速下发电机产生的磁通量饱和。与纬度相关的倾斜角的模型也显示了发电机制度的变化在饱和区。新机制将低纬度的循环发电机与（几乎）稳定的极地发电机结合起来。
2015-10-14 astro-ph.SR
Shape of solar cycles and mid-term solar activity oscillations
除了众所周知的11年周期外，太阳活动的演变还包括各种时间尺度，从月到称为中期振荡的次级周期。它的本质需要一个物理解释。在这项工作中，我们认为5至6年的振荡，同时来自太阳黑子和太阳磁偶极子时间序列。利用太阳发电机模型，我们推断这些变化可能是太阳活动周期的发电机非线性和非谐形状的表现。我们的结论是，所观察到的中期振荡有关的非线性饱和的发电机过程中的太阳内部。
2020-08-01 astro-ph.SR
Variations of the solar cycle profile in a solar dynamo with fluctuating dynamo governing parameters
太阳活动周期的幅度和形状各不相同。周期的形状和振幅之间有几个经验关系，特别是Waldmeier关系。由于太阳周期被认为是太阳发电机作用的结果，这些关系需要在这个理论的框架内得到解释，本文旨在提出一种可能的解释。我们与太阳活动的周期到周期的变化，太阳能发电机驱动器的波动，主要是在负责恢复的极向磁场从环形的参数波动。具体地说，我们在基于微分旋转和$α$效应的平均场发电机框架下建立了这样一个模型。我们证明了一个现实的旋转曲线和非线性与磁螺旋度平衡的基础上的平均场发电机再现定性和定量的Waldmeier关系观察到的太阳黑子数据自1750年以来（SIDC数据）。该模型还或多或少成功地再现了所讨论的参数之间的其他关系，特别是奇数和偶数周期之间的联系（Gnevyshev-Ohl规则）。我们的结论是，当代太阳发电机理论提供了一种方法来解释太阳黑子记录的太阳活动的周期到周期的变化。我们讨论了恒星活动周期模型的重要性，从HK项目的数据中可以看出，恒星活动周期具有类似于太阳周期的周期变化。
2012-05-23 astro-ph.SR
Rotational threshold in global numerical dynamo simulations
对低质量恒星的磁场观测表明，随着自转速率的增加，磁场活动也会增加。所谓的活动-旋转关系通常归因于产生磁场的潜在发电机过程的变化。我们研究了全球数值发电机模型中场强对旋转的依赖性，并根据能量考虑来解释我们的结果。与Christensen & Aubert（2006）提出的标度律一致，我们模拟中的场强由用于产生磁场的可用功率的分数设定。在我们的模型中，这是由计算为欧姆与总耗散之比的发电机效率控制的。发电机的效率增长强劲，增加旋转速率的Rossby数为0.1，直到它达到其上限的1，并成为独立的旋转。这种效率增益与该参数范围内的平均电动势的强旋转依赖性有关。另一方面，对于Rossby数明显大于0.1的多极模型，我们没有发现场强对旋转的系统依赖性。在我们的偶极模型中发现的发电机效率的提高是否解释了所观察到的活性-旋转关系需要进一步评估。
2012-12-31 astro-ph.SR
Rogue active regions and the inherent unpredictability of the solar dynamo
地表通量输运模型和通量输运发电机理论的新发展使人们产生了这样的概念，即某些具有异常性质（位置、倾角和/或黑尔/非黑尔特征）的大型活动区可能对随后几年的太阳活动过程产生重大影响，也会影响随后太阳活动周期的幅度。在这里，我们讨论我们目前的理解，这种“流氓”活跃地区的太阳活动的周期到周期的变化的作用。
2018-04-10 astro-ph.SR
Understanding Grand Minima in Solar Activity: Confronting Observations with Dynamo Simulations
本文总结了近期关于太阳活动极小期的研究，探讨了其成因、内部过程及恢复机制，并指出了需要进一步调查的理论与实践挑战。
2024-09-15 astro-ph.SR
Science with an ngVLA: Stellar Activity on Red Giant and Supergiant Stars: Mass Loss and the Evolution of the Stellar Dynamo
在这一章中，我们将研究ngVLA的作用，以进一步了解红巨星和超巨星上对流或对流驱动的恒星活动的不同表现。高空间分辨率和高灵敏度的结合将使ngVLA能够显着提高我们对冷演化恒星扩展大气中耗散能量的过程的理解，并驱动无处不在的恒星外流。高空间分辨率将使我们能够对附近红超巨星的表面进行成像，并测量红巨星的大气范围。多频率观测将允许对最大角直径恒星进行热连续断层扫描，为测试理论模型提供关键的经验数据。ngVLA和ALMA的互补频率和相似的空间分辨率将是一个强大的协同作用。
2018-10-22 astro-ph.SR
Dynamo cycles in global convection simulations of solar-like stars
几颗类太阳恒星表现出类似于太阳的周期性磁场活动，如在光球和色球层发射中发现的。我们希望了解这些活动周期的旋转依赖性所涉及的物理机制。我们使用三维磁流体动力学模拟的全球对流发电机模型的类太阳恒星的发电机的旋转依赖性进行调查。我们进一步应用测试场方法来确定这些模拟中的$α$效应。我们发现发电机具有明确的振荡平均磁场为中度和快速旋转运行。对于较慢的旋转，场是恒定的或呈现不规则的周期。在中等和快速旋转区，循环周期随旋转而微弱增加。这种行为可以很好地解释与帕克-吉村发电机波赤道旅行。尽管$α$效应随着旋转的增加而变得更强，但剪切减小得更陡，导致这种对旋转的弱依赖性。与其他数值研究类似，我们没有发现Brandenburg等人（1998）提出的活动分支。然而，我们的模拟似乎更符合Distefano et al.（2017）和Olspert et al.（2017）提出的过渡分支。如果太阳表现出类似于我们在模拟中发现的发电机波，它将在对流区深处运行。
2018-05-07 astro-ph.SR
Spotless days and geomagnetic index as the predictors of solar cycle 25
本文研究了太阳黑子活动与太阳黑子活动周期下降阶段（$11$-$24$）的无黑子日数（SLD）的关系，以预测太阳黑子活动周期（$25$）的振幅。为此，除了SLD，我们还使用地磁活动（aa指数）在一个给定的周期的下降阶段。SLD的非常强的相关性（R= $0.68$）和aa指数（R= $0.86$），利用SLD和aa指数推求出$25$周的振幅分别为99.13 $\pm$ 14.97和104.23 $\pm$ 17.35。这两个预报因子对太阳活动周期$25$的振幅提供了可比性，并揭示出太阳活动周期$25$将弱于周期$24$。进一步推导出周期$25$的极大值可能出现在2024年2月至3月之间。虽然aa指数在过去被广泛使用，但这项工作将SLD确立为预测下一个周期特征的另一个潜在候选者。
2021-05-25 astro-ph.SR
Trends in Ultracool Dwarf Magnetism. II. The Inverse Correlation Between X-ray Activity and Rotation as Evidence for a Bimodal Dynamo
对太阳型恒星磁活动指标的观测显示出与自转的关系，在最快的自转体中，磁活动指标增加，直至达到“饱和”水平，而磁活动指标则适度减少（“过饱和”）。虽然X射线数据表明，这种关系在超冷矮星（UCD;光谱类型>M7）中被强烈破坏，但有限的X射线探测次数阻止了确定的结论。本文分析了38个超冷矮星的X射线活度-转动关系。我们的样本代表了迄今为止最大的X射线活动超冷矮星目录，包括7个新的和4个以前未发表的钱德拉观测结果。我们确定了大量的快速旋转的UCD与X射线活动延伸两个数量级低于预期的饱和水平，并测量旋转和X射线活动之间的“过饱和”型的关系。UCD X射线活动在固定旋转时的散射比早期类型的恒星大3倍。我们讨论了几种机制，已被提出来解释的数据，包括离心剥离的电晕，并发现它们与观察到的趋势不一致。相反，我们认为，一个额外的参数与X射线活动和旋转是负责观察到的效果。UCD磁场的塞曼多普勒成像的结果和我们的同伴研究的无线电/X射线通量比的基础上，我们认为，这个参数是磁场拓扑结构，并在UCD X射线通量的大散射反映了两个发电机模式，产生不同的拓扑结构的存在。
2014-02-20 astro-ph.SR
Grand Minima and North-South Asymmetry of Solar Activity
建立了一个球壳太阳型发电机模型，考虑了极向场产生机制随时间和纬度的随机变化。该模型显示了可重复的时代强烈降低幅度的磁周期类似的蒙德最低限度的太阳活动。发电机参数对纬度的随机依赖性破坏了所产生场的赤道对称性。该模型显示的相关性的发生与偏离的发电机场偶极宇称的大极小。因此，磁活动南北不对称性的增加可能是向大极小过渡的一个指标。这种相关性的定性解释建议。在模型中的大极小值的统计接近泊松随机过程，表明一个大极小值的开始是统计独立于先前的最小值。
2013-10-22 astro-ph.SR
