Very fast helicity injection leading to critically stable state and large eruptive activity in solar active region NOAA 12673
利用太阳动力学观测站的光球磁场和日冕观测资料，研究了12673活动区日冕非位磁结构的形成和爆发。由跟踪的矢量磁图得到的速度场表明，磁通区围绕极性反转线（PIL）的持续剪切和会聚运动。一个主要的螺旋度注入发生在快速通量出现与非常快的通量出现阶段一致。虽然这个螺旋度通量在9月4日之前建立了S形，但在后来的演变中，持续的剪切和会聚运动所产生的螺旋度注入有助于S形的维持和其核心场的扭曲，这是超过扭曲临界值后爆发的通量绳的表现。此外，剪切PIL段的总长度与非中和电流相关，并根据磁通绳模型在两个极性区域中保持较高的值作为AR喷发能力的标志。模拟的磁场定性地再现了S形结构，其捕获了主要特征，如作为磁通绳的扭曲芯磁通，以及在PIL中间连接的钩形部分。对准分界线层的研究表明，围绕磁绳的剪切拱圈在9月4日至6日期间处于临界稳定状态，其冕高增加了一倍。虽然证明了快速注入的螺旋度每单位通量作为严重的空间天气事件的关键因素，这项研究解释了形成的通量绳和经常性的爆发性质的AR的临界稳定状态的剪切拱廊早在9月6日。
2019-01-27 astro-ph.SR
Turbulent magnetic helicity fluxes in solar convective zone
等离子体的螺旋运动（$α$效应）和非均匀（微分）旋转的联合作用是太阳和银河系大尺度磁场的一个重要发电机机制。小尺度场的磁螺旋度动力学是非线性发电机饱和的关键机制，其中湍流磁螺旋度通量允许避免$α$效应的灾难性淬灭。太阳和类日恒星的对流区以及星系盘是产生湍流磁螺旋度通量的源。在平均场近似和谱$τ$近似的框架下，我们利用库仑规范导出了密度分层湍流中的湍流磁螺旋度通量。湍流磁螺旋度通量包括非梯度和梯度贡献。非梯度磁螺旋度通量与非线性有效速度（在没有密度分层的情况下为零）乘以小尺度磁螺旋度成正比，而梯度贡献描述了小尺度磁螺旋度的湍流磁扩散。此外，湍流磁螺旋度通量包含与动力学$α$效应或其梯度成比例的源项，以及由大尺度切变（太阳差异旋转）引起的贡献。我们已经证明，由于动力学$α$效应及其径向导数与小尺度磁螺旋度的非线性磁扩散相结合的湍流磁螺旋度通量在太阳对流区占主导地位。
2022-08-13 astro-ph.SR
Photospheric Injection of Magnetic Helicity: Connectivity--based Flux Density Method
磁螺旋度量化了体积中磁场的全局剪切和/或扭曲程度。由于其守恒性质，这个量被认为在太阳活动中起着关键作用。在活动区的演化过程中，螺旋度不断注入日冕。为了更好地理解和量化磁螺旋度在太阳活动中的作用，需要研究AR中磁螺旋度通量的分布。利用SDO/HMI和Hinode/SOT提供的AR光球磁图的时间演化可以计算螺旋度分布。最近的光球螺旋度通量分析得出的螺旋度通量密度代理的基础上的光球磁足点的相对旋转速率。虽然这个代理可以很好地估计光球螺旋度通量，但它仍然不是真正的螺旋度通量密度，因为它没有考虑磁场线的连通性。这是第一次，我们实现了螺旋密度，考虑到这种连接。为了将其用于未来的观测研究，我们测试了几种类型的模型，涉及不同的模式的螺旋度注入的方法和精度。我们还测试了更复杂的配置-从磁流体动力学（MHD）模拟-含有准分界线层。我们证明，这种基于连通性的螺旋度通量密度代理是最好的映射的真实分布的光球螺旋度注入。
2013-07-10 astro-ph.SR
Paradigm shifts in solar dynamo modeling
太阳发电机理论的选定主题正在突出。近地表剪切层的可能相关性进行了讨论。湍流向下泵送的作用与先前的关注有关，即发电机产生的磁场会因磁浮力而迅速从对流区消失。有人认为，剪切介导的小尺度磁螺旋度通量是负责最近的一些大规模发电机模拟的成功。这些通量有助于处理多余的小尺度磁螺旋度。这种小尺度的磁螺旋度，反过来，是在响应生产的整体倾斜在每个帕克环。本文对均匀切变系统的螺旋度通量作了初步计算。在太阳中，磁螺旋通量的影响可以在日冕物质抛射中看到，它会释放出大量的磁螺旋。
2009-05-09 astro-ph.SR
Differences in periodic magnetic helicity injection behaviour between flaring and non-flaring Active Regions: Case Study
磁螺旋度的演化与太阳爆发有着密切的关系，并且作为一种预测性的诊断是很有意义的。在这种情况下，我们分析的情况下，三个耀斑和三个非耀斑活动区（AR）使用SHARP（空间天气日震磁成像仪活动区补丁）矢量磁场数据的归一化出现，剪切和总磁螺旋度分量的演变。的三个磁螺旋度分量的演变进行了分析与小波变换，揭示显着的共同周期的标准化出现，剪切和总的螺旋度通量耀斑前在耀斑的AR。三种非扩口式反辐射装置没有显示出这种共同的周期性行为。这一案例研究表明，磁螺旋度分量的功率谱中存在显着的周期性可以作为一个有价值的耀斑的前兆。
2020-06-13 astro-ph.SR
Helicity Fluxes and Hemispheric Helicity Rule of Active Regions Emerging from the Convection Zone Dynamo
本研究利用三维非线性平均场太阳发电机模型，探究对流区浮现的双极磁区的螺旋度通量等参数，明确了不同演化阶段螺旋度通量的主导来源，为理解太阳活动区半球螺旋度规则提供了依据。
2025-08-01 astro-ph.SR
The photospheric energy and helicity budgets of the flux-injection hypothesis
驱动日冕物质抛射（CME）的通量注入假说需要大量的磁能和螺旋度通量通过光球的传输伴随着爆发。在磁流体力学近似下，这些通量是由扭曲的磁场和/或光球中的通量出现产生的。2000年9月12日观测到的日冕物质抛射轨迹，用通量绳模型拟合，约束了能量和螺旋度预算，以检验通量注入假说。最佳的速度配置文件的几个驱动方案估计通过最小化光球等离子体速度的圆柱对称的磁通量绳磁场的磁通量预算所需的磁通量绳模型。理想的通量注入，只涉及通量出现，需要在6 × 10^8 km^2的面积上，有超过太阳逃逸速度617 km/s的高超音速上升流，才能满足通量绳模型的能量和螺旋度预算。这些估计进行了比较，磁场和多普勒测量从太阳日光层天文台/迈克尔逊多普勒成像仪在2000年9月12日在CME的脚点。观测到的多普勒信号不足以解释通量注入假设所需的能量和螺旋度预算。
2010-03-31 astro-ph.SR
Studying the transfer of magnetic helicity in solar active regions with the connectivity-based helicity flux density method
在日冕中，磁螺旋度随着等离子体流和穿过光球的磁通量的出现而缓慢而持续地积累，分析磁螺旋度的这种转移是确定其在活动区动力学中作用的关键。基于连通性的螺旋度通量密度方法是近年来发展起来的研究AR中磁螺旋度的二维和三维传输的方法。该方法考虑到磁螺旋度的3D性质，明确地使用知识的磁场连接，这使得它能够忠实地跟踪光球通量的磁螺旋度。由于磁场在日冕中没有测量，因此必须使用从无力磁场外推获得的建模3D解决方案来导出磁连通性。不同的外推方法可以导致明显不同的三维磁场连通性，从而质疑的可靠性的连通性为基础的方法在观测应用。我们解决这些问题，通过应用这种方法的孤立和内部复杂的AR 11158与不同的磁场外推模型。我们表明，基于连通性的计算是强大的不同的外推方法，特别是在识别区域的相反的磁螺旋通量。我们的结论是，基于连通性的方法可以可靠地用于观测分析，是一个很有前途的工具，用于研究转移的磁螺旋在AR和它的耀斑活动。
2017-12-13 astro-ph.SR
First observational application of a connectivity--based helicity flux density
测量日冕中的磁螺旋度分布有助于理解太阳爆发事件的触发，因为磁螺旋度被认为在太阳活动中起着关键作用，因为它的守恒性质。最近发展了一种计算螺旋度通量光球分布的新方法。该方法考虑了磁场的连通性，而以前的方法仅基于光球特征。这种新的方法映射的磁螺旋度在活动区的真实注入。我们首次将这种方法应用于观测到的活动区域NOAA 11158，该区域是强烈耀斑活动的来源。我们使用SDO/HMI仪器的高分辨率矢量磁图来计算光球通量输运速度，并进行非线性无力磁场外推。我们确定和比较的磁螺旋度通量分布，使用一个纯粹的光球，以及基于连通性的方法。虽然新的基于连通性的方法证实了NOAA 11158中螺旋度通量的混合模式，但它也揭示了螺旋度注入的不同且更正确的分布。这种分布对于解释活动区喷发的可能性很重要。基于连通性的方法是一种计算磁螺旋度通量的稳健方法，可用于研究磁螺旋度与观测活动区喷发率之间的联系。
2013-07-10 astro-ph.SR
Magnetic Flux and Helicity of Magnetic Clouds
磁云（MC）是由作为日冕物质抛射（CME）的一部分从太阳发射的通量绳（FR）形成的。它们带走了大量的磁通量和螺旋度。本研究的主要目的是量化这些数量从原位测量MCs在1 AU。通过局部FR模型拟合这些数据提供了沿FR轴的轴向磁场强度、半径、磁通量和每单位长度的螺旋度。我们表明，这些数量是统计独立的位置沿FR轴。然后，我们从两组MC中推导出FR轴的通用形状和长度。这些结果改进了磁螺旋度的估计。接下来，我们评估的总磁通量和螺旋度穿过半径为1天文单位，以太阳为中心，每年和在一个太阳周期。我们还包括在研究中的两套小FR不具有所有的典型特征的MC。虽然小的FR比MC多至少十倍，但磁通量和螺旋度由较大MC的贡献主导。它们在一年中携带大约25个大活动区的磁通量和其中200个的磁螺旋度。MC带走了大量的无符号磁螺旋度，与太阳发电机的估计值和新兴活动区的测量值相当。
2015-09-03 astro-ph.SR
Small-scale magnetic helicity losses from a mean-field dynamo
使用平均场模型与动态淬火形式主义，我们表明，在有限域磁螺旋通量与小尺度磁场能够减轻灾难性的淬火。我们认为，无论是从平流的平均流量，湍流混合的平均小尺度磁螺旋度浓度的梯度，或明确的删除，这可能与太阳中的日冕物质抛射的影响，导致通量。在没有剪切的情况下，所有的小尺度磁螺旋度通量被发现是同样强的大尺度和小尺度领域。在剪切的存在下，也有一个额外的磁螺旋通量与平均场，但这种通量并不能减轻灾难性的淬火。在发电机活跃区之外，既没有磁螺旋度的源也没有磁螺旋度的汇，因此在稳定状态下，这种通量必须是恒定的。结果表明，非物理行为出现，如果小尺度磁螺旋度通量被迫消失在计算域。
2009-05-03 astro-ph.SR
Towards a Robust Estimate of the Solar Photospheric Poynting Flux and Helicity Flux
Institute for Astronomy, University of Hawai ‘ i at Mānoa（夏威夷大学马诺阿分校天文研究所）；Heliophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center（NASA戈达德太空飞行中心日球物理科学部）；The Catholic University of America（美国天主教大学）
本文研究了三种方法在NOAA 12673区域的性能差异，发现累积能量和螺旋度存在显著差异，指出Doppler速度对波利尼格flux和螺旋度flux有重要贡献。
2026-04-17 astro-ph.SR
Magnetic helicity fluxes in alpha Omega dynamos
在湍流发电机中，大尺度磁场的产生伴随着磁螺旋度在尺度上的分离。大规模和小规模的部分在数量上增加。小规模的部分，最终可以对发电机和淬火，特别是在高磁雷诺数。本文提出了一个发电机的一维平均场模型，其中域内的扩散磁螺旋度通量是重要的。事实证明，这种效应有助于缓解淬火。在这里，我们表明，内部磁螺旋通量，即使在一个半球，可以是重要的，以减轻灾难性的淬火。
2011-08-23 astro-ph.SR
A Survey of Changes in Magnetic Helicity Flux on the Photosphere During Relatively Low Class Flares
利用太阳动力学天文台日震和磁成像仪望远镜提供的135秒周期的光球矢量数据，研究了16次能量级别低于M5.0的耀斑期间光球磁螺旋度通量的时间演化。在耀斑期间的4个事件，我们发现脉冲变化的螺旋度通量。这表明，即使是能量较小的耀斑，也可能与磁螺旋度穿过光球的非线性输运有关。伴随着脉冲螺旋度通量，光球坡印亭通量由正向负演化。因此，在这些耀斑期间，穿过光球的磁能是朝向太阳内部的。在这4次事件中，螺旋度通量的脉冲变化总是主要由位于耀斑极性反转线附近的黑子水平速度场的突变所贡献。每个黑子上的速度场相对于另一个磁极表现出明显的涡旋模式或剪切模式，这往往会使日冕中的磁扭曲或剪切松弛。在耀斑期间，作用在黑子上的洛仑兹力发生突变，黑子的旋转运动和剪切运动与合成的洛伦兹力方向一致。这些结果支持了这样的观点：耀斑期间的脉冲螺旋度传输可能是由施加在光球上的洛伦兹力的变化驱动的。
2018-08-14 astro-ph.SR
Magnetic helicity fluxes in an alpha-squared dynamo embedded in a halo
我们提出的强迫湍流在板的平均动力学螺旋度有一个最大的中平面附近的模拟结果，产生梯度的大小尺度场的磁螺旋度。我们还研究了系统，有不良的传导缓冲区远离中平面，以评估边界的影响。动力学α猝灭现象要求小尺度场的磁螺旋度接近一个近似静态的、规范无关的态。应力测试这种稳定状态的条件，我们选择了一个系统的动力学螺旋度的统一标志，使总磁螺旋度可以达到一个稳定状态值，只有通过通量通过边界，这本身是抑制的速度边界条件。即使这样的设置，小尺度的磁螺旋度被发现达到一个稳定的状态。与以前的工作一致，小尺度场的磁螺旋度通量被发现是有害扩散的。通过比较有和没有晕的结果，我们表明，在边界上的磁螺旋度的人为约束没有显着的影响的演变的磁螺旋度，除了“软”（晕）边界条件给出了较低的能量的饱和平均磁场。
2010-04-26 astro-ph.SR
Detailed analysis of dynamic evolution of three Active Regions before flare and CME occurrence at the photospheric level
我们提出了加权水平磁梯度（在Korsos等人，ApJ，802，L21，2015）方法和磁螺旋度工具（Berger & Field，JFM，147，133，1984）用于三个活动区域（AR），即NOAA AR 11261，AR 11283和AR 11429。所有三个活动区都产生了一系列耀斑和日冕物质抛射。我们跟踪了耀斑和CME发生前WG_M分量和磁螺旋度的演化。我们发现在耀斑和CME爆发前，WG_M的加权距离分量和螺旋度通量的剪切分量有一个独特的、相互共享的行为，称为U型模式。这种共同的模式与递减-后退阶段有关，但据报道，这只是太阳耀斑爆发前的一个必要特征，但现在在剪切螺旋度参数的演变中同时发现。结果表明：（1）光球磁场的剪切运动可能是太阳爆发的一个重要驱动因素，而剪切螺旋度的下降-接近模式可能是改进太阳爆发预报的另一个前兆指标。
2018-01-01 astro-ph.SR
The Role of Magnetic Helicity in the Structure and Heating of the Sun's Corona
太阳大气的两个最重要的特征是它的热，光滑的日冕环和磁剪切的集中，称为灯丝通道，位于光球极性反转线（PIL）上方。在暗条通道中观察到的剪切代表了磁螺旋度，而日冕环的平滑度表明日冕的其余部分明显缺乏磁螺旋度。与此同时，试图解释在这些日冕环中观察到的高温的模型需要以扭曲形式注入光球的磁能。除了磁能，这种扭曲也代表了磁螺旋度。与磁能不同，磁螺旋度在重联下是守恒的，因此预计会在日冕中积累和观察到。然而，在日冕中观测到磁螺旋度的位置是暗条通道，而不是日冕环，并且它以剪切而不是扭曲的形式表现出来。这自然提出了一个问题：如果需要注入磁螺旋度来加热日冕环，为什么它只在暗条通道中被观察到，而日冕环被观察到是层流和光滑的？本论文利用一系列数值模拟来解决这个问题，这些数值模拟表明，磁螺旋度通过磁重联在整个日冕中传输，其方式是在PIL上方积累，形成细丝通道，并使日冕的其余部分大致平滑。在这个过程中，它将磁能转化为热量，解释了观测到的大温度。本论文提出了一个模型，在太阳日冕中的丝状通道的形成和存在的光滑，热的日冕环，并显示如何运输的磁螺旋度在整个太阳日冕的磁重联是负责这两种现象。
2016-06-29 astro-ph.SR
Mean field dynamo action in shear flows. I: fixed kinetic helicity
本文利用具有固定动力学螺旋度和非零关联时间的脉冲更新流（$τ$）研究了背景线性剪切流中的平均场发电机作用。我们使用平面剪切波作为由Singh \& Sridhar（2017）导出的Navier-Stokes方程的时间相关精确解。这使我们能够自洽地包括剪切对随机流的各向异性影响。我们确定了控制平均磁场演化的平均响应张量，并研究了其特征值的性质，这些特征值产生了平均磁场的增长率（$γ$）和周期（$P_{\rm cyc}$）.平均磁场的非轴对称模式衰减为$t \to \infty$，因此被认为对平均场发电机不重要。当$τ$与涡流周转时间$T$相当时，$γ$和对应于最快增长轴对称模式的波数都随剪切速率$S$非单调变化，在这种情况下，我们还发现当剪切变得太强时发电机的淬火。当$τ/T\sim{\cal O}(1)$时，增长发电机波的周期（$P_{\rm cyc}$）与剪切成比例，在小剪切时为$P_{\rm cyc} \propto |S|^{-1}$，当剪切太强时，它变得几乎与剪切无关，这种在弱剪切和强剪切下的渐近行为对最近观测到的恒星磁活动周期有意义。因此，我们的研究基本上概括了标准的$αΩ$（或$α^2Ω$）发电机的$α$效应也受到剪切和建模的随机流具有有限的记忆。
2020-05-12 astro-ph.SR physics.flu-dyn
A Sun-to-Earth analysis of magnetic helicity of the 17-18 March 2013 interplanetary coronal mass ejection
我们比较了2013年3月17-18日行星际日冕物质抛射（ICME）通量绳在1 AU和太阳对应物中的磁螺旋度。前身日冕物质抛射（CME）于2013年3月15日从NOAA活动区11692爆发，并与M1.1耀斑有关。我们使用喷发后拱廊（PEA）方法（Gopalswamy et al. 2017 a）导出源区重联通量，该方法使用光球磁图和PEA下的面积。通过对白光日冕物质抛射观测的正演模拟，得到了近太阳磁绳的几何特性。结合几何特性和重联通量，我们提取了CME通量绳的磁性（Gopalswamy等人，2017 b）。我们推导出磁螺旋度的磁通绳使用其磁性和几何性质获得的太阳附近，并在1 AU。我们使用一个常数-α无力圆柱形磁绳模型来拟合现场观测数据，以获得1-AU ICME的磁性和几何信息。我们发现ICME和CME之间的螺旋度的振幅和符号有很好的对应关系，假设一个半圆形（半环面）的ICME通量绳的长度为π AU。我们发现，在1 AU的总通量绳螺旋度的约83%是由低日冕中的磁重联注入的。讨论了磁绳长度的假设对磁螺度的影响。这项研究通过日地系统连接磁通量绳的螺旋度，对于行星际介质中螺旋度的起源和1天文单位处ICME通量绳的拓扑结构及其空间天气后果具有重要意义。
2017-12-04 astro-ph.SR
Can catastrophic quenching be alleviated by separating shear and alpha effect?
作为大规模发电机的副产品而产生的小规模磁螺旋度被认为在发电机饱和中起主要作用。在平均场模型中，小尺度磁螺旋度的产生可以用动力学猝灭理论来模拟。突变猝灭是指饱和场强随雷诺数的增加而减小。有人认为，灾难性淬火只影响非零螺旋湍流的区域（即运动学α作用的区域），通过将强剪切区域与α层分离，可以减轻灾难性淬火。本文对雷诺数在1 < Rm < 10^5范围内的球壳中的简单轴对称双层α-ω发电机进行了系统的研究。在动态淬火的框架中，我们表明，这可能不是这种情况下，这表明磁螺旋通量将是必要的。
2010-05-31 astro-ph.SR
Successive Injection of Opposite Magnetic Helicity in Solar Active Region NOAA 11928
理解光球螺旋度通量传输的性质和演化是揭示磁螺旋度在太阳活动区日冕动力学中作用的关键。利用SDO/HMI光球矢量磁图和导出的流速场，我们计算了AR 11928出现期间12分钟的边界驱动螺旋度通量。考虑到非线性无力外推定义的足点连通性，我们推导并分析了螺旋度通量图的校正分布。在AR稳定出现期间，光球螺旋度通量注入的符号发生变化。这一逆转证实了光球电流的演变和日冕的连通性，在EUV波长观察SDO/AIA。在出现的前三天，AR日冕螺旋度是积极的，而后来的字段配置接近一个潜在的领域。正如理论上预期的那样，磁螺旋度抵消与增强的日冕活动有关。研究表明，边界驱动的全球AR磁结构的手征性的转变。这可能是由于磁通绳在其顶点周围具有正扭转而在其腿中具有负扭转的结果。这种混合螺旋度通量绳在对流区的起源是具有挑战性的模式。
2016-11-02 astro-ph.SR
Evolution of Magnetic Helicity During Eruptive Flares and Coronal Mass Ejections
在爆发性太阳耀斑和日冕物质抛射期间，具有大量过剩磁能的非盆状磁弧变得不稳定并重新连接。它产生了一个扭曲的喷发通量绳，并留下了一个剪切的热日冕环拱廊。我们建议：喷发磁绳的扭转可以由磁通量和磁螺旋度的守恒以及磁螺旋度的均分来确定。它取决于喷发前初始构造的几何形状。两种情况下被认为是，在第一个磁通绳是不存在的最初，但在喷发过程中创建的重联。在第二种情况下，磁通绳是目前在拱廊下的喷发前状态，和喷发和重联的影响是增加一定量的磁螺旋度，这取决于磁通的绳子和拱廊和几何形状。
2016-07-13 astro-ph.SR
Additive Self Helicity as a Kink Mode Threshold
在本文中，我们提出了Longcope和Malanushenko（2008）引入的加性自螺旋度在复杂平衡的扭结不稳定性中起作用，类似于薄通量管的扭曲螺旋度（Hood和Priest（1979），Berger和Field（1984））。我们通过Fan和Gibson（2003）的模拟计算扭曲通量管的加性自螺旋度来支持这一假设。随着更多的扭曲被引入，附加自螺旋度增加，并且在附加自螺旋度达到$H_A/Φ^2\approx 1.5$的值之后，管的扭结不稳定性与附加自螺旋度的下降一致（其中$Φ$是管的通量，并且$H_A$是附加自螺旋度）。我们比较了加性自螺旋度和扭曲的一个薄的子部分的管，以说明$H_A/Φ^2$是等于扭曲数，研究了伯杰和字段（1984年），当薄通量管近似是适用的。我们建议，当薄通量管近似不适用时，可以把$H_A/Φ^2$量看作是扭曲数的推广。广义扭曲数的阈值可能被证明是非常有用的研究复杂的平衡，就像扭曲数本身被证明是有用的研究理想化的薄通量管。我们明确地描述了一种计算加性自螺旋度的数值方法，其中包括用于识别磁通束所占据的域的算法和计算局限于该域的潜在磁场的方法。我们还描述了一种数值方法来计算扭曲的薄通量管，使用框架沿轴向传输的管。
2009-09-27 astro-ph.SR
Flux Rope Formation Due to Shearing and Zipper Reconnection
拉链重联被认为是在爆发耀斑和日冕物质抛射之前产生通量管中大部分扭曲的机制。我们已经进行了第一次数值实验，在这种新的制度的重联，两个最初未扭曲的平行磁通管剪切和重联，形成一个大的磁通绳。我们描述了这个实验的性质，包括在模拟的基础上的集中通量源之间的磁通量的链接，新形成的磁绳的扭曲以及剪切预重联状态下的互磁螺旋度到新形成的磁绳的自螺旋度的转换。
2018-07-06 astro-ph.SR
Magnetic helicity fluxes in interface and flux transport dynamos
太阳和其他天体中的发电机倾向于产生磁场，这些磁场在大尺度和小尺度上分别具有相反符号的磁螺旋度。在小尺度上磁螺旋度的积累提供了一个重要的饱和机制。为了理解太阳发电机的本质，我们需要了解球面几何中饱和机制的细节。特别是，我们想了解的影响，磁螺旋度通量的湍流和纬向环流。我们考虑一个模型，只是径向剪切局限于一个薄层（速跃层）在对流区的底部。由于螺旋湍流的动力学α被假定为局部化在对流区上方的区域中。动力学淬火形式主义是用来描述的平均磁螺旋度的模型中，这导致在一个反馈的动力学α效应的磁α效应的建立。在某些情况下，我们使用一个简单的代数α淬火公式得到的结果进行比较。与早期的研究结果一致，在动态α淬火形式主义的磁α效应具有相反的符号相比，动力学α效应，并导致灾难性的减少，随着磁雷诺数的饱和磁场强度。然而，在高纬度地区，由于α的符号相反，这种猝灭效应会导致二次发电机波向极地传播。来自湍流混合和涡旋环流的磁螺旋度通量减轻了灾难性的猝灭。
2010-05-28 astro-ph.SR
Energy and helicity fluxes in line-tied eruptive simulations
基于将磁场分解为势分量和非势分量，磁能和相对螺旋度也可以分解为两个量：势能和自由能，以及体积穿透和载流螺旋度。在这项研究中，我们进行了一组参数的3D磁流体动力学（MHD）模拟的类太阳爆发的行为的耦合分析。本文给出了电阻磁流体动力学中能量和螺旋度随时间变化的一般公式。我们用特定的规范数值计算了它们，并比较了它们在数值模拟中的行为，它们之间的差异在于它们所施加的边界驱动运动。因此，我们研究了不同的活动区域的表面流的能量和螺旋度相关的数量的发展的影响。尽管它们的整体行为具有普遍的相似性，但螺旋度和能量显示出不同的演变，无法在一个独特的框架中解释。虽然在所有模拟中的能量通量是相似的，但控制螺旋度演变的物理机制从一个模拟到另一个模拟是明显不同的：体积穿透螺旋度的演变可以由边界通量或螺旋度转移来控制，这取决于模拟。在所有模拟中，载流螺旋度与总螺旋度之比的值相同时发生喷发。然而，我们的研究强调，这个阈值可以以不同的方式达到，不同的螺旋度相关的过程主导不同的光球流。这意味着，喷发前的动力学的细节不影响喷发开始螺旋度相关的阈值。然而，螺旋度通量动力学可能或多或少有效地改变所需的时间，达到爆发的开始。
2020-03-03 astro-ph.SR
Interpreting magnetic helicity flux in solar flux emergence
磁螺旋通量给出了关于通过边界的磁场的拓扑结构的信息。在太阳物理学应用中，这一边界就是光球层，磁螺旋度通量已成为分析进入太阳大气层的磁场的一个重要量。在这项工作中，我们研究的演变磁螺旋度通量的磁流体动力学（MHD）模拟太阳通量的出现。我们考虑新兴的磁场与不同的拓扑结构，并探讨如何磁螺旋通量模式对应的动态出现。为了研究螺旋度输入是如何连接到出现过程中，我们考虑两种形式的螺旋度通量。第一种是给出以磁通量加权的拓扑信息的标准形式。第二种形式表示净绕组，可以解释为标准螺旋度通量减去磁通量。这两个数量提供了重要的和独特的信息的新兴领域的结构，这些数量显着不同的混合符号螺旋度字段。这项研究的一个新的方面是，我们占光球的不同形态，由于密集的等离子体的运动提升到色球层。我们的结果将被证明是有用的解释磁螺旋度通量图在太阳观测。
2019-02-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Formation of Quiescent Prominence Magnetic Field by Supergranulations
为了了解静止太阳磁场的形成，其磁场结构的起源，即，必须显示磁通量绳（MFR）。我们使用三维磁摩擦模拟在一个球形子域调查的作用，典型的超颗粒运动的长期形成的一个突出的磁场。利用Voronoi网格模拟了太阳表面在科氏力作用下的时变水平超颗粒运动。超颗粒边界的科里奥利效应引起的涡旋运动将磁螺旋度注入日冕。通过螺旋度凝聚，螺旋度以强剪切磁场的形式沿极性反转线（PIL）传递和积累。超颗粒的发散运动在PIL处会聚相反的磁极性，并驱动剪切磁弧足点之间的磁重联形成MFR。北半球的磁网络、负螺旋度MFR和磁倾区由破碎到连续的形成过程与观测结果一致。虽然包括发散的超颗粒，差异旋转和纬向流，没有科里奥利效应的模拟不能产生一个MFR或剪切弧托管日珥。因此，科里奥利力是静态太阳磁场螺旋度注入和磁结构形成的关键因素。
2022-07-14 astro-ph.SR
The origin and effect of hemispheric helicity imbalance in solar dynamo
本文研究了半球磁螺旋度密度不平衡对发电机产生的大尺度磁场赤道反射对称性破缺的影响。我们的研究采用轴对称发电机模型，该模型考虑了磁螺旋度守恒的非线性效应。我们发现，净磁螺旋度密度的演变，换句话说，磁螺旋度不平衡，在表面上遵循的大尺度磁场的宇称的演变。$α$效应和螺旋度通量的随机波动可以逆转因果关系，即，磁螺旋度不平衡或磁螺旋度通量的不平衡可以驱动磁宇称破缺。我们还发现，小尺度场的净磁螺旋度的演化与大尺度场的净磁螺旋度的演化有一定的滞后。我们将其解释为太阳大尺度和小尺度的磁螺旋度通量差异的影响。
2020-01-31 astro-ph.SR
The critical role of magnetic helicity in astrophysical large-scale dynamos
回顾了磁螺旋度在天体物理学大尺度发电机中的作用，并与没有能量供应和初始磁场只能衰减的情况进行了比较。在这两种情况下，磁能往往会重新分布到更大的尺度上。根据磁螺旋度通量的效率，螺旋场的衰减可以加速。同样，螺旋发电机的饱和可以通过磁螺旋度通量来加速。这些过程在天体物理学上的重要性在太阳发电机的背景下进行了评述，并给出了磁螺旋度通量的估计上限为10^46 Mx^2/周。
2009-09-24 astro-ph.SR
Magnetic Helicity Estimations in Models and Observations of the Solar Magnetic Field. Part III: Twist Number Method
本文在日冕磁场结构模型的基础上，研究了不同磁通量绳的扭动、扭曲和磁螺旋度。这些包括分析力免费Titov-Démoulin平衡解决方案，非力免费磁流体动力学模拟，和非线性力免费磁场模型。磁通量绳的几何边界由准分界线层和底面确定，磁通绳的轴线曲线由其总体取向确定。扭转计算的Berger-先验公式，适用于任意几何形状和无力和非无力模型。磁螺旋度是通过扭曲乘以轴向磁通量的平方来估计的。我们比较得到的值与那些来自有限体积螺旋度估计方法。我们发现，与扭转方法得到的磁螺旋度同意的螺旋度进行的纯载流部分的领域内的不确定性，大多数测试情况下。研究还发现，模型场的载流部分在磁通量绳的位置处相对显著。这定性地解释了由扭转方法计算的磁螺旋度与纯粹由载流磁场贡献的螺旋度之间的一致性。
2017-04-07 astro-ph.SR
Comparison of Relative Magnetic Helicity Flux Calculation Results Based on the Line-of-Sight Magnetograms of ASO-S/FMG and SDO/HMI
本研究基于 ASO-S/FMG 和 SDO/HMI 的视向磁图，利用 FFT 和 LCT 方法计算太阳活动区 NOAA 13273 的相对磁螺度通量，发现两者相关性达 0.98 且差异小于 4%，验证了 ASO-S/FMG 数据的可靠性。
2024-12-24 astro-ph.SR
Magnetic helicity transported by flux emergence and shuffling motions in Solar Active Region NOAA 10930
本文提出了一种新的方法，它可以分别通过光球下螺旋磁场线的通过和先存日冕磁力线足点的洗牌运动来确定磁螺旋度的输运。众所周知，只有垂直于磁场的速度分量（$\upsilon_{\perp B}$）才对螺旋度累积有贡献。在这里，我们证明了$\upsilon_{\perp B}$可以从水平运动和矢量磁图中推导出来，根据D $\acute{e}$ moulin & Berger（2003）提出的一个简单的$\upsilon_t = μ_t + \frac{\upsilon_n}{B_n} B_t$关系。然后将$\upsilon_{\perp B}$分为两个分量，一个是切向分量，另一个是垂直于太阳表面的分量，我们就可以确定螺旋度输送的两项。以NOAA 10930活动区为例，利用日之出光学望远镜的分光偏振仪和窄带滤光成像仪的观测资料，分析了活动区在日面中心通过过程中的变化。我们发现，在我们的计算中，由通量出现和洗牌运动的螺旋度注入具有相同的符号。在研究期间，螺旋度积累的主要贡献来自于通量涌现效应，而动力学瞬态演化则来自于洗牌运动效应。我们的观测结果进一步表明，对于这一AR，后续黑子的视旋转运动才是太阳表面真正的洗牌运动。
2012-03-09 astro-ph.SR
Threshold of non-potential magnetic helicity ratios at the onset of solar eruptions
相对磁螺旋度是一个常用来描述非孤立磁场（如太阳活动区的磁场）纠缠程度的量，本文的目的是研究不同类型的光球边界流如何在日冕中积累相对磁螺旋度，以及磁螺旋度相关的量是否以及如何识别爆发的开始。我们使用一系列的三维，参数磁流体动力学模拟的形成和喷发的磁通量绳。所有的模拟都是在相同的网格上进行的，使用相同的参数，但是它们的特征在于不同的驱动光球流，即，剪切、会聚、拉伸、外围和中心扩散流。对于每一个模拟，喷发的开始时刻是仔细确定使用一系列的松弛运行。我们发现，当在边界处施加剪切流时，磁能和总相对螺旋度大部分被注入，而与日冕电流相关的磁能和螺旋度增加，而与光球流的类型无关。我们还发现，在爆发的开始，非潜在的磁螺旋度和总的相对磁螺旋度之间的比率具有相同的值为所有的模拟，这表明存在一个阈值在这个数量。对于其他量，例如与磁能相关的量，没有观察到这样的阈值。
2018-07-10 astro-ph.SR
Helicity transport in a simulated coronal mass ejection
有人认为，日冕物质抛射（CME）使日冕源区的磁螺旋度从太阳上消失。这种去除通常被认为是必要的，因为螺旋度的半球符号偏好，这抑制了通过相反手性的体积之间的重新连接而进行的简单湮灭。在这里，我们监测的相对磁螺旋度包含在日冕体积的模拟通量绳日冕物质抛射，以及向上通量的相对螺旋度通过水平面的模拟框。不稳定和爆发的通量绳只带走了初始相对螺旋度的一小部分，大部分留在体积中。这是因为，当线圈上升时，如果配置的磁能减小，则通过膨胀线圈的电流必须减小，以提供CME的动能。
2010-12-10 astro-ph.SR
Magnetic helicity estimations in models and observations of the solar magnetic field. Part IV: Application to solar observations
在这个由ISSI支持的关于太阳磁螺旋度的系列研究中，我们系统地实施了不同的磁螺旋度计算方法，用于高质量的太阳磁图观测。我们应用有限体积，离散通量管（特别是，基于连通性）和通量积分方法从日之出的太阳光学望远镜的数据。目标是NOAA活动区10930，在2006年12月的约1.5天间隔期间，包括一个主要的爆发耀斑（SOL 2006 - 12 - 13T02：14X3.4）。基于磁通量和连通性的方法产生日冕磁螺旋度的瞬时预算，而通量积分方法允许通过光球注入的累积螺旋度的估计。我们工作的目标有两个：方法的交叉验证，以及对导致喷发的复杂事件的解释。对于第一个目标，我们发现（i）强协议之间的有限体积的方法，（ii）一个温和的协议之间的连通性为基础的和有限体积的方法，（iii）一个很好的协议之间的通量积分方法，和（iv）之间的整体协议有限体积和通量积分为基础的估计主要的符号和大小的螺旋度。对于第二个目标，我们确信光球螺旋度通量对日冕螺旋度预算有很大的贡献，并且在X级耀斑期间，右手结构从主要是左手的日冕中爆发。总的来说，我们发现，使用不同的方法来估计（累积）日冕螺旋度可能是必要的，以绘制一个完整的图片的活动区日冕，考虑到识别的数据（准备）问题，否则会误导事件的分析和解释的仔细处理。
2021-08-19 astro-ph.SR
Magnetic evolution of active regions: formation and eruption of magnetic flux ropes
本文利用SDO/HMI矢量磁场观测研究活动区磁通量绳的形成与爆发机制，揭示螺度注入符号演化对扭曲结构形成的关键作用，并指出数据驱动模拟可进一步揭示爆发起始条件。
2024-10-03 astro-ph.SR
Predictions of energy and helicity in four major eruptive solar flares
为了更好地理解行星际磁云（MC）的太阳成因，我们模拟了四个大型爆发性太阳耀斑的磁场和拓扑性质，并将它们与观测结果联系起来。我们使用三维最小电流日冕模型\cite{Longcope1996d}和耀斑前光球磁场和耀斑带的观测值导出重连磁通量，耀斑能量，磁绳螺旋度和磁绳极向场的方向。我们比较模型预测的这些数量耀斑和MC观测和估计的不确定性的方法，发现以下。模型预测的重联通量等于或低于从观测到的带状运动推断的重联通量。观测到的和模式的重联通量匹配MC极向通量。预测的磁绳螺旋度匹配MC螺旋度。预测的自由能介于观测能量和估计的总耀斑光度之间。MC的极向场的前缘的方向与AR中的通量绳的极向场而不是全局偶极场对准。这些发现使我们相信，与这四个太阳耀斑有关的磁云是在爆发过程中由低日冕磁重联形成的，而不是日冕中已有结构的爆发或在全球磁场参与下在上日冕中形成的。我们还注意到，由于所有四个耀斑都发生在活动区，没有显著的耀斑前通量出现和取消，我们发现的能量和螺旋度是通过剪切和旋转运动存储的，这足以解释观测到的辐射耀斑能量和MC螺旋度。
2011-04-18 astro-ph.SR
Helicity shedding by flux rope ejection
我们定量解决的猜想，磁螺旋必须摆脱从太阳的爆发发射日冕物质抛射，以限制其在每个半球的积累。通过改变引导和捆扎场的比率和磁通绳扭曲的磁通绳喷射从近似边缘稳定的无力平衡的参数模拟研究中，不同的自螺旋度和相互螺旋度的比率被设置，并且获得环面或螺旋扭结不稳定性的发作。的螺旋度棚被发现在一个很宽的范围内变化，从一个小的初始螺旋度的主要部分，与自我螺旋度是很大程度上或完全脱落和相互螺旋度，这使得较大的一部分初始螺旋度，脱落只有部分。具有亚临界扭曲且没有引导场的环面不稳定构型的螺旋度约为初始螺旋度的三分之二，而高度扭曲的扭结不稳定构型的螺旋度仅约为初始螺旋度的四分之一。参数研究也产生稳定的力免费磁绳平衡的总通量归一化的螺旋度为0.25，与自我的总螺旋度的比率为0.32和磁绳外部极向通量的比率为0.94。这些结果在数值上证实了日冕物质抛射引起的螺旋度脱落的猜想，并首次解释了它的参数依赖性。自螺旋度和互螺旋度都显著下降，这使典型源区参数的总初始螺旋度降低了$\sim\!0.4\mbox{--}0.65$的一小部分。
2022-03-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Evidence of Magnetic Helicity in Emerging Flux and Associated Flare
本文的目的是看一个新兴的活动区的磁螺旋度结构，并表明，无论是出现和耀斑签名是一致的磁螺旋度相同的符号。本文对2003年5月27日发生在活动区NOAA 10365的一次M1.6级耀斑进行了多波长分析。光球层中的发散流型和磁场的“舌”形，具有拉长的极性，这高度暗示了扭曲通量管的出现。这些舌头的方向表明出现了一个通量管与右手扭曲，即积极的磁螺旋。色球层中的耀斑特征是由Meudon太阳塔中的MSDP摄谱仪在H-α和TRACE在1600 A中观察到的条带。这些条带呈“J”形，并沿反转线移动。这些带状物的图案表明，耀斑是由正螺旋度的扭曲通量管下方日冕高度的磁重联触发的，对应于观测到的出现。这是第一次在观测中清楚地发现通过光球和耀斑带的新兴通量之间的一致性。另一种类型的带状观测期间耀斑在周边的活动区的MSDP和SOHO/EIT的存在有关的零点，这是发现高的日冕中的位场外推。我们讨论了这些二次增亮的解释方面的“突破”模型和等离子体压缩/加热大规模separatrices。
2009-06-06 astro-ph.SR
Energy and helicity evolution in a flux emergence simulation
本文在磁通量浮现模拟中研究磁极性反转线相对螺度的演化，发现螺度对喷流更敏感，且PIL相对螺度及PIL周围载流螺度在喷流期间变化更强，可用于太阳爆发性研究。
2024-09-04 astro-ph.SR
The magnetic helicity driven solar-type dynamo
Institute for Solar-Terrrestrial Physics（太阳地球物理研究所）
本研究发现由磁能驱动的太阳型发电机机制，表明大尺度涡旋和波动磁场在恒星对流区内的发电机中起关键作用。
2026-01-12 astro-ph.SR
Magnetic Helicity of Self-Similar Axisymmetric Force-free Fields
在本文中，我们继续我们的理论研究，解决什么是磁螺旋度积累在太阳日冕的可能后果。我们以前的研究表明，日冕物质抛射（CMEs）是日冕演化的自然产物，是磁螺旋度积累的结果，而磁螺旋度积累也是表面过程（如通量出现）触发CMEs的原因。在这里，我们使用相同的数学方法来研究轴对称幂律无力场的磁螺旋度，但专注于一个家庭的表面磁通分布定义的自相似无力场。轴对称自相似无力场的半解析解使我们能够讨论具有大量累积磁螺旋度的无力场的性质。我们的研究表明，可能有一个绝对的上限上的所有双极轴对称无力场的总磁螺旋度。随着累积磁螺旋度的增加，无力场趋于完全开放，在电流片层周围出现类帕克螺旋结构，这是行星际空间磁螺旋度的证据。在具有相同边界磁通分布的轴对称无力场中，自相似场的总磁螺旋度最大。这可能给出了一个物理原因，为什么自相似场经常被发现在天体，其中磁螺旋度积累大概也发生。
2012-06-12 astro-ph.SR
Electromagnetic helicity flux density for radiative systems
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
本文提出电磁螺旋度通量密度的概念，扩展了里纳尔-魏切特角分布并推广了劳伦公式，用于研究辐射系统中的螺旋度通量密度。
2025-12-31 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
The magnetic helicity density patterns from non-axisymmetric solar dynamo
在本文中，我们研究的螺旋度密度图案，这可能会导致从新兴的双极区。利用相应的发电机模型和磁螺旋度守恒定律，我们发现双极区周围的螺旋度密度分布依赖于周围大尺度磁场的位形，一般呈现四极分布。该图案相对于赤道的位置可以取决于双极区域的倾斜。计算了螺旋度密度演化的时纬图。双极区的纵向平均效应显示每个半球的密度分布有两个符号带。类似的螺旋度密度模式提供了从新兴的双极区的螺旋度密度通量进行表面差异旋转。考察了双极区螺旋度通量对大尺度发电机的影响，发现它对发电机饱和的影响可以忽略不计。
2020-12-09 astro-ph.SR
Observational Study of Recurrent Jets: Evolution of Magnetic Flux, Current, and Helicity
该研究通过多仪器观测分析太阳活动区三个复现爆发式喷流，发现其与光球磁场的浮现、剪切、抵消及能量和螺旋度的积累释放相关，为复现喷流触发机制提供观测证据。
2025-04-15 astro-ph.SR
Twist Accumulation and Topology Structure of a Solar Magnetic Flux Rope
为了研究大耀斑和日冕物质抛射（CME）前磁通量绳的形成，利用非线性无力场模型计算了磁螺旋度注入、扭曲积累和三维磁场的拓扑结构. 2005年1月15日23：02 UT，太阳和日光层天文台上的极紫外成像望远镜在活动区NOAA 10720观测到一系列没有CME的局限耀斑，然后是一个带有CME的大耀斑。利用大熊太阳天文台数字矢量磁仪观测到的矢量磁场的微分仿射速度估计方法，计算了18：27 ~ 22：20 UT八个时间点的矢量速度。用矢量磁场和速度场计算了注入磁螺旋度。螺旋度注入速率为（-16.47 \pm 3.52）\times 10^{40} Mx^2/hr。我们发现只有大约1.8%的注入磁螺旋度最终变成了磁通量绳的内螺旋度，其捻度增长率为-0.18 \pm 0.08转/小时。的三维磁场的计算通过评估挤压程度，Q。我们发现，磁绳被大Q值的QSL包裹，连续注入的磁螺旋度引起的磁重联进一步产生了约束耀斑。我们认为，磁通绳是由QSL中的磁重联形成并加热的。
2013-11-08 astro-ph.SR
Equatorial magnetic helicity flux in simulations with different gauges
我们使用直接的数值模拟强迫MHD湍流的强制功能，产生两个不同的迹象动力学螺旋度的上部和下部的域。我们表明，从小尺度场之间的域的两个部分的磁螺旋度的平均通量可以描述的Fickian扩散定律的扩散系数，是近似独立的磁雷诺数和约三分之一的估计湍流磁扩散率。这些数据表明，湍流扩散磁螺旋度通量只能预期减轻灾难性的淬火在雷诺数超过几千。我们进一步计算了三种不同规范下的磁螺旋度密度和磁螺旋度通量。我们考虑外尔规范，其中静电势为零，伪洛伦兹规范，其中光速被声速取代，和“电阻规范”，其中磁矢势的拉普拉斯算子作为电阻项。我们发现，在统计稳定状态下，时间平均磁螺旋度密度和磁螺旋度通量在所有三个规范是相同的。
2009-11-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
From Polarimetry to Helicity: Studies of Solar Magnetic Fields at the Huairou Solar Observing Station
本文简要地介绍了太阳磁场测量中的基本问题和由于太阳大气中谱线辐射传输理论的近似而可能引起的误差来源。本文介绍了中国科学院国家天文台怀柔太阳观测站在磁场测量方面的一些基础研究进展，特别是太阳活动区的磁切变、电流和螺旋度等非势项。讨论了磁场测量中的一些基本问题以及今后研究中面临的挑战。
2019-12-09 astro-ph.SR
Magnetic helicity evolution during active region emergence and subsequent flare productivity
本研究考察136个浮现太阳活动区，基于磁螺度积累与磁通量演化关系将其分为三类，发现Type-I活动区积累更多螺度与能量且具有更高耀斑产率潜力，为太阳爆发早期预测提供了新见解。
2024-03-27 astro-ph.SR
On the origin of the solar hemispherical helicity rules: Simulations of the rise of magnetic flux concentrations in a background field
太阳活动区和太阳黑子被认为是由太阳内部出现的强环形磁通量形成的。这种事件的建模集中在紧凑的磁性实体的动力学上，俗称为“通量管”，通常被认为是嵌入在无场环境中的孤立磁性结构。在本文中，我们表明，放松这种理想化的假设可以导致令人惊讶的不同的动态。我们考虑了在初始静止绝热分层可压缩流体中，嵌入在大尺度填充体积水平场中的管状通量浓度的上升。在前一封信中，我们揭示了一个意想不到的主要结果，即在管底部与背景场对齐的扭曲浓度比相反方向更容易上升（对于某些参数值）。这种偏差导致了一个选择规则，当应用于太阳动力学时，与被称为太阳半球螺旋度规则（SHHR）的观测结果一致。在这里，我们将比前一封信更详细地研究这种选择机制。我们通过模拟探索对参数的依赖性，描绘了选择性上升制度（SRR），其中的偏见。我们提供了一个理论模型来预测和解释模拟动力学。此外，我们创建合成的螺旋度地图从蒙特卡罗模拟模仿SHHR观测，并证明我们的机制解释了所观察到的散射的规则和它的变化在太阳周期。
2021-01-10 astro-ph.SR
The Rise of a Magnetic Flux Tube in a Background Field: Solar Helicity Selection Rules
磁场从太阳内部向表面的浮力传输在活动区的出现、太阳黑子的形成和整个太阳发电机中起着重要作用。观测表明，环形通量集中通常被称为“通量管”，从其启动区域上升可能在太阳速跃层向太阳表面由于磁浮力。许多研究都假设存在这样的磁结构，并研究了一个孤立的磁通管在一个静止的，无场的环境中的浮力上升。在这里，他们的形成（克莱恩等2003年，Brummell等2002年）的动机，我们放松后一个假设，并研究了嵌入在一个大规模的极向背景磁场的环形磁通管的崛起。我们发现大尺度背景场的存在严重影响了上升管的动力学特性。一个相对较弱的背景场，低至管强度的6%，可以破坏在没有背景场的情况下会上升的管的上升。令人惊讶的是，具有一个扭曲符号的管的上升被比另一个明显更弱的背景场抑制。这表明了一个潜在的机制，为选择的首选螺旋度的上升和新兴的太阳能管的情况下，是相称的半球形规则的许多功能。
2018-05-22 astro-ph.SR
Magnetic helicity and fluxes in an inhomogeneous alpha squared dynamo
在三维湍流发电机的研究中，许多工作都是在三重周期区域中进行的，在这些区域中不存在磁螺旋度通量。在这里，我们提出的模拟湍流强度仍然是几乎均匀的，但现在有一个完美的导体边界条件的一端和垂直场或伪真空条件的其他。这导致了迁移发电机波。与相应的解析可解α ^2发电机的结果吻合得很好，并对两种模型的螺旋度通量进行了研究。研究发现，在中等的磁雷诺数，大部分的磁螺旋度损失发生在大尺度。这种变化是否在更大的磁雷诺数，所需的减轻灾难性的发电机淬火问题，仍然不清楚。
2019-02-04 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Productivity of Solar Flares and Magnetic Helicity Injection in Active Regions
本研究的主要目的是更好地了解活动区的磁螺旋度注入与太阳耀斑的发生和强度之间的关系。因此，我们调查磁螺旋度注入率和无符号磁通量，作为参考。使用$SOHO$ /MDI磁图总共分析了378个活动区域。24小时平均螺旋度注入率和无符号磁通量与耀斑指数和耀斑产生概率在接下来的24小时测量进行了比较。此外，我们还研究了19次M5.0以上耀斑发生前后几天内螺旋度的变化，这些耀斑发生在选定的强耀斑活动区。研究结果表明：（1）对于91个无符号磁通量在3 ~ 5 $\times$ × 10 $^{22}$ Mx范围内的大活动区，耀斑活动区和非耀斑活动区的磁螺度注入率相差2倍;（2）作为螺旋度注入函数的$GOES$ C型耀斑产生概率在耀斑产生活动区和耀斑平静区之间显示出一个尖锐的分界线;（3）19次大耀斑前的螺旋度注入历史表现出一个共同的特征：（3-45）$ \times$ 10 $^{42}$ Mx $^2$在0.5 - 2天的螺旋度单调增加阶段中有显著的螺旋度积累。我们的研究结果支持了螺旋度注入在耀斑中的重要性，但单独使用它来进行耀斑预报是无效的。有必要找到一种方法来更好地表征螺旋度注入的时间历史以及其在活动区域内的空间分布。
2010-06-22 astro-ph.SR
