Magnetic and Thermal Phase Shifts in the Local Helioseismology of Sunspots
本文用数值方法计算了活动区强度的倾斜表面磁场对静止太阳和简单太阳黑子模型的相位扰动，以估计和比较磁场对日震波的直接和间接（热）影响。结果表明，最大的直接效应发生在半影的高倾斜场特征，并与磁场强度大致呈线性关系。太阳黑子磁异常和热异常的综合效应通常会在半影区产生负的走时扰动。本影的旅行时间变化取决于热量和密度结构与安静太阳的差异。除了在约1 kG或更低的低场强下，或者如果热位移很小，组合位移通常不能很好地近似于单独施加的热效应和磁效应的总和。一个有用的经验法则似乎是，在本影的旅行时间扰动主要是热的，而在半影，他们主要是磁性。
2009-02-26 astro-ph.SR
Understanding the Travel-time Asymmetry of Acoustic Waves in Sunspots With Time-distance Helioseismology
Peking University（北京大学）；National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家空间科学中心）；Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利天体物理研究所）；Universidad de La Laguna（拉古纳大学）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）
该研究利用时间-距离日震学研究太阳黑子内声波传播，测量进出黑子波的传播时间并建模。发现进出波传播时间均缩短且有不对称性，总体减少或因多种因素，不对称或与地下流动有关，虽模型再现部分特征，但仍有定量差异。
2026-07-29 astro-ph.SR
Time-Distance Helioseismology of Two Realistic Sunspot Simulations
线性时距日震反演是利用几种滤波方案进行的，以确定矢量流速度在两个$\sim100^2\,{\rm Mm^2}\times 20\,{\rm Mm}$现实磁流体动力学太阳黑子模拟的25小时。一个模拟域包含一个完整的太阳黑子模型（即一个本影和半影），而另一个包含一个孔（即一个点没有半影）。目标是使用这些最先进的磁结构模拟来测试当前的日震方法。我们发现，在距点中心25- 30 μ m处，反演流图和模拟流图之间的水平流相关性在3 μ m以上相当高（$\sim0.5$-0.8），但在较小的距离和较大的深度处则明显较低。反演的正演模拟的旅行时间始终优于我们测量的旅行时间的水平流相关性，这表明我们无法恢复这些活跃地区附近的流动结构，主要是由于这样一个事实，即我们无法准确地测量旅行时间附近的强磁性功能。在许多情况下，反演的速度幅值低估了模拟的速度幅值高达50%，这可能表明正演问题的非线性。在每一种情况下，我们发现，我们的反演是无法恢复的垂直流动结构的模拟在任何深度。
2014-08-14 astro-ph.SR
Surface magnetic field effects in local helioseismology
利用日震全息术，强有力的证据表明，相位（或等效旅行时间）的日震签名在多普勒在太阳黑子内取决于在包含磁场和垂直方向的平面上的视线角。这是在3，4和5兆赫的两个太阳黑子的半影中的速度信号。相敏全息术表明，他们显着影响在一个强大的，适度倾斜的磁场。这项研究表明，地面磁场的影响是潜在的非常重要的局部日震活动区的分析。
2010-02-11 astro-ph.SR
Local Helioseismology of Sunspots: Current Status and Perspectives (Invited Review)
太阳黑子的形成和稳定机制是太阳物理学和天体物理学中最古老和最有趣的谜题之一。太阳黑子是由直接观测所隐藏的地下动力学控制的。近年来，通过数值模拟和局地日震学的研究，我们对强场区湍流磁化等离子体物理的认识取得了实质性的进展。模拟和日震测量都极具挑战性，但很明显，理解太阳黑子之谜的关键是模型和观测之间的协同作用。最近的观测和辐射MHD数值模型对太阳黑子半影区的Evershed流动提供了令人信服的解释。此外，他们导致理解太阳黑子的自组织的磁结构在湍流等离子体的上部对流区，这是由一个大规模的动态维护。太阳黑子的局部日震诊断仍然有许多不确定性，其中一些在这篇评论中进行了讨论。然而，在解决这些不确定性，通过新的高分辨率观测验证基本结果，通过数值模拟测试日震技术以及比较不同方法获得的结果方面取得了重大成就。例如，最近对Hinode空间飞行任务日震学数据的分析成功地解决了可能影响太阳黑子地下波速结构和流动模式推断的若干不确定性和关切问题（如倾斜场和相速滤波效应）。很明显，为了理解太阳黑子现象，重要的是进一步改进日震学方法，并调查活动区的整个生命周期，从磁通量出现到消散。
2011-02-19 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Local Helioseismology: Three Dimensional Imaging of the Solar Interior
太阳支持丰富的内波频谱，这些内波是由湍流对流持续激发的。GONG网络和MDI/SOHO空间仪器提供了一个独特的空间分辨太阳振荡观测数据库，涵盖整个太阳黑子周期（11年）。局部日震学是一套利用波的传播时间和局部模式频率的测量在三维空间探测太阳内部的工具。局部日震学发现了（i）与对流有关的近地表矢量流（ii）太阳黑子周围250 m/s的次表层水平外流（iii）活动区周围~50 m/s的扩展水平流（在表面附近会聚，在下面发散），（iv）科里奥利力对对流和活动区流的影响（v）15 m/s极向纬向流的地下特征，（vi）围绕活动平均纬度的纬向环流的+/-5 m/s随时间变化的深度依赖分量，以及（vii）太阳远侧的磁活动。
2010-01-06 astro-ph.SR
Local helioseismology of sunspot regions: comparison of ring-diagram and time-distance results
局部日震学提供了关于太阳黑子和活动区的地下结构和动力学的独特信息。然而，由于太阳黑子区域的复杂性，当地日震学诊断需要仔细分析系统的不确定性和反演结果的物理解释。我们提出了新的结果比较的环形图分析和时间距离日震活动区NOAA 9787，其中以前的比较表明，在地下声速结构的显着差异，并讨论系统的测量和反演的不确定性。我们的研究结果表明，无论是环形图和时间距离技术给出了定性相似的结果，揭示了一个特征的两层地震声速结构与其他活动区的结果一致。然而，反演结果的定量比较并不简单。它必须考虑灵敏度、空间分辨率和平均内核的差异。特别是，由于声功率抑制，太阳黑子地震结构对环图信号的贡献可以大大减少。我们表明，考虑到这种效果减少了由这些方法推断的负和正声速变化之间的过渡深度的差异。进一步详细分析当地日震学方法的灵敏度，分辨率和平均性能是必要的，以巩固反演结果。重要的是，这两种方法都表明太阳黑子的地震结构相当深，至少延伸到地表以下20毫米，这对太阳黑子的理论模型产生了限制。
2010-11-03 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Outstanding problems in local helioseismology
时距日震学和相关技术在探测太阳光球下层的结构和动力学方面显示出巨大的前景。实际上，日震学已经被用来推断太阳黑子和活动区的结构和流动，绘制长期对流模式图等等，但目前的方法肯定还有许多不足之处，随着数据的改善和我们试图解决的问题变得更加微妙，以前被认为是足够的方法不再被接受。在这里，我们给一个简短的和部分的描述突出的问题，在当地日震学，使用时间距离日震学作为一个指导性的例子。
2010-02-11 astro-ph.SR
Modeling the Subsurface Structure of Sunspots
虽然太阳黑子很容易在太阳表面观察到，但确定它们的地下结构并不容易。太阳黑子的次表层结构有两种主要的假设：整体模型和簇模型。局部日震学是我们研究亚光球层结构的唯一手段。然而，由于目前的线性反演技术还不允许日震学探测的内部结构有足够的信心，以区分整料和集群模型，物理现实的太阳黑子模型的发展是日震学家的优先事项。这是因为它们不仅是各种物理效应的重要指标，可能会影响日震活动区的推断，但它们也使通过数值正演模拟的日震解释的有效性的详细评估。在本文中，我们提供了一个严格的审查现有的太阳黑子模型和概述的数值方法来模拟波传播通过模型太阳黑子。然后，我们对9787活动区的太阳黑子进行了日震分析，解决了\citeauthor{gizonetal2009} ~（\citeyear{gizonetal2009,gizonetal2009a}）发现的严重不一致性。我们发现，这个太阳黑子是最有可能与一个浅的，积极的波的速度扰动（不同于传统的两层模型）和旅行时间的测量是一致的，在周围的护城河水平流出。
2010-08-23 astro-ph.SR
Directional Time-Distance Probing of Model Sunspot Atmospheres
在当地日震学中没有被广泛考虑的一个关键特征是，表面磁性区域实际上打开了一个从内部进入太阳大气的窗口，地震波通过这个窗口泄漏，在大气层中反射，然后重新进入内部，重新加入通常局限于那里的地震波场。在最近一系列使用平移不变大气的数值研究中，我们使用了“定向时距日震学”测量方案来研究太阳大气层中较高位置的返回快波和阿尔文波对光球层地震学的影响（Cally & Moradi 2013; Moradi & Cally 2014）。在这项研究中，我们将我们的定向时间-距离分析扩展到更现实的类太阳黑子大气中，以更好地了解太阳黑子中磁场对日震走时测量的直接影响。与我们以前的研究结果一致，我们发现了一个独特的频率依赖性的方向行为的走时测量，一致的签名MHD模式转换。我们发现，无论太阳黑子的场强或威尔逊凹陷的深度如何，情况都是如此。我们还分离和分析了纯热扰动对测量旅行时间的直接贡献，发现在本影中传播的波对太阳黑子的潜在热效应更加敏感。
2015-03-14 astro-ph.SR
Probing the structure of local magnetic field of solar features with helioseismology
受太阳局部次表层磁结构问题的启发，我们利用数值模拟研究了波在不同尺寸的单块磁通量管中的传播。团模型可以很好地近似模拟太阳黑子以及由致密的细通量管集合组成的太阳谱斑区。这类模拟是探索与太阳磁场活动直接相关的各种太阳特征的结构和动力学的有力工具。
2013-10-28 astro-ph.SR
Application of Mutual Information Methods in Time-Distance Helioseismology
我们应用一种新的技术，从信息论的互信息（MI），时间-距离日震学，并证明它可以成功地再现几个经典的结果的基础上广泛使用的互协方差方法。MI量化了两个随机变量与完全独立的偏差，并且代表了一种比互协方差函数更通用的检测时间序列中依赖关系的方法，该函数仅检测线性关系。我们提供了一个简短的描述MI为基础的技术，并讨论了MI的应用程序，以获得太阳的差分旋转配置文件，太阳黑子的旅行时间偏差图和时间距离图从安静的太阳测量的结果。
2015-06-09 astro-ph.SR
A Comparison Between Global Proxies of the Sun's Magnetic Activity Cycle: Inferences from Helioseismology
按照最近的标准，上一次太阳活动极小期异常的深和长。我们现在接近随后的太阳周期的最大值，这是相对较弱的。在这篇文章中，我们对太阳磁活动的不同全球（未解决的）测量进行了比较，以研究它们如何响应这个弱活动时期。我们侧重于日震数据，这是敏感的条件，包括磁场的特点，在太阳内部。还考虑了光球层（太阳黑子数和太阳黑子面积）、色球层和日冕（10.7厘米射电通量和530.3纳米绿日冕指数）中的磁场测量值，以及两个靠近地球的太阳磁场活动测量值（行星际磁场和银河宇宙射线强度）。活动代理的缩放版本偏离日震数据在2000年左右，表明代理之间的关系的变化。太阳黑子面积和10.7cm通量的偏离程度随代理的不同而不同，而太阳黑子数、日冕指数和两个行星际代理的偏离程度则要大得多。在第24个太阳活动周期中，太阳代用指标和日震数据的偏差减小，这增加了第23个太阳活动周期中观测到的偏差仅仅是22年海尔周期的征兆的可能性。然而，日震数据和行星际代理的偏差在第24周增加。有趣的是，太阳代用指标和日震数据的差异并没有反映在主导的11年太阳周期之上观察到的短期变化（通常称为准两年期振荡）中。然而，尽管在第22周期中高度相关，行星际代理的短期变化与第23和24周期的日震数据几乎没有相关性。
2015-07-10 astro-ph.SR
Constraints on sunspot group lifetimes from far-side Sun-as-a-star helioseismology with BiSON
School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学院）；Department of Astronomy, Yale University（耶鲁大学天文学系）
通过BiSON数据研究太阳黑子群寿命与活动强度的关系，发现活动寿命与最大群面积的线性关系，修正了传统Gnevyshev-Waldmeier规则的参数。
2026-01-05 astro-ph.SR
A new look at sunspot formation using theory and observations
太阳黑子是研究太阳的基本兴趣。它们的相关性范围从它们是磁场活动的指示器到日冕物质抛射和耀斑爆发的地方。因此，它们也是空间天气的一个重要组成部分。然而，它们的形成仍然是太阳物理学中一个悬而未决的问题。观测只利用了点附近的二维表面信息，但如何从当地日震学中推断深层结构和性质是有争议的。长期以来，人们认为从对流层底部升起的通量管是太阳表面双极黑子结构的起源。然而，这一理论受到了挑战，特别是最近新的地面观测，日震反演，对流发电机的数值模型。在这篇文章中，我们讨论了太阳黑子形成的另一种理论方法：负有效磁压不稳定性。这是一种大规模不稳定性，在弱大规模磁场的存在下，总（动力加磁）湍流压力可以被抑制，导致会聚的下流，最终将磁场集中在其中。强迫分层湍流的数值模拟能够产生强超均分通量集中，类似于太阳表面的太阳黑子。在这个框架下，由于层结和旋转的不稳定性限制，太阳黑子只会在靠近表面的地方形成。此外，我们提出了一些想法，从当地日震学，我们计划使用汉克尔分析，研究太阳黑子的出现前阶段，并限制其深层结构和形成机制。
2017-04-13 astro-ph.SR
Solar Oscillations
近年来，太阳振荡在观测和理论上都得到了非常详细的研究;因此，太阳可能是目前最好理解的脉动恒星。观测研究包括来自SOHO航天器和地面网络GONG和BiSON的长时间、几乎不间断的振荡数据，以及最近来自Hinode任务的极高分辨率观测。这些观测数据涵盖整个振荡频谱，并已广泛用于日震学研究，为诊断内部分层、差异旋转、纬向和纬向流、次表层对流和太阳黑子提供频率和旅行时间。连同现实的数值模拟，他们导致更好地理解的激励机制和相互作用的振荡与湍流和磁场。然而，许多问题仍未解决。特别是，日震学测量的精度仍然不足以探测太阳黑子的发电机区和深层路线。我们对强磁场区振荡物理的了解不足以解释黑子中的MHD波和黑子地震学。预计定于2010年发射的太阳动力学观测站将在研究太阳振荡方面取得新的重大进展。
2010-01-28 astro-ph.SR
Travel Time Shifts due to Amplitude Modulation in Time-Distance Helioseismology
正确解释由时距日震学测量的声波传播时间对于准确理解从中推断出的太阳属性至关重要。长期以来，人们一直观察到太阳黑子抑制p模振幅，但其对旅行时间的影响尚未得到充分研究。它已被发现在测试测量中使用的“掩蔽”程序，其中太阳多普勒信号在太阳的局部安静区域被人为地抑制的空间功能，并使用数值模拟的振幅调制相结合的速度过滤可能会导致系统的移动声旅行时间。为了理解这个过程的属性，我们推导出一个信号的互协方差的解析表达式，该信号已被局部调制的空间函数，具有方位角对称性，然后通过通常用于时间距离日震学的相位速度滤波器进行滤波。将该表达式与不考虑这种影响的Gabor小波拟合公式进行比较，我们发现旅行时有一个位移，这是由振幅调制引起的。本文提出的分析模型也可以用于解释由于观测效应引起的振幅非均匀分布的走时测量。
2009-11-22 astro-ph.SR
The Current State-Of-The-Art In Active Region Seismology
日震学是通过测量太阳表面振动来研究太阳内部结构和动力学特性的变化。随着2010年太阳动力学天文台（SDO）的发射，我们无疑正在接近当地日震学的新曙光，因为原始表面振荡数据的范围和质量从未如此之好。然而，仍然需要在理论和建模方面取得进展，以充分利用这些数据，特别是在磁活动区和太阳黑子，那里的物理学知之甚少。
2012-10-19 astro-ph.SR
Deep-Focus Diagnostics of Sunspot Structure
继Moradi等人[2009，ApJ，690，L72]之后，我们采用两种已建立的数值正演模型（三维理想MHD求解器和MHD射线理论）结合时距日震学来探测在强近地表磁场区域产生的波速扰动的横向范围。我们继续我们的正演模拟方法的比较，通过扩展我们以前的表面聚焦走时测量与一个共同的中点深聚焦计划，避免使用振荡信号内的太阳黑子区域。这个想法也是为了测试MHD射线理论在未来反演方法中的可能应用。
2010-12-30 astro-ph.SR
Time--Distance Helioseismology Data Analysis Pipeline for Helioseismic and Magnetic Imager onboard Solar Dynamics Observatory (SDO/HMI) and Its Initial Results
太阳动力学天文台（SDO/HMI）上的日震和磁成像仪提供了对太阳振荡的连续全圆盘观测。我们开发了一个基于时间-距离日震学方法的数据分析管道，使用HMI多普勒频移观测来测量声学旅行时间，并通过反演这些测量来推断太阳内部特性。该管道用于每8小时制作一次深度范围从0到20微米的地下波速扰动和水平流速的近实时全磁盘地图。此外，卡林顿次表层属性的天气图是从这些全磁盘地图。该管道还可用于选定的目标区域和时间段。我们解释了管道组织和程序的细节，包括HMI多普勒观测的处理，旅行时间的测量，反演以及全磁盘和天气图的构造。一些初步的结果，从管道，包括全磁盘流图，太阳黑子次表面流场，和内部旋转和湍流速度，提出。
2011-03-23 astro-ph.SR
One-sided arc averaging geometries in time-distance local helioseismology
太阳振荡的研究（日震学）一直是研究太阳的一个非常成功的方法。日震学告诉我们太阳的结构和平均性质。与中等分辨率的数据一起，在安静的太阳区域发现了当地的属性。然而，磁场影响振荡，并阻止我们用日震学研究磁活动区的性质。我们的目标是建立一种新的方法来抑制磁场对太阳振荡的负面影响，并测量活动区域附近的等离子体特性。该方法包括新的平均几何形状，一个非线性的方法来测量旅行时间，和一致的反演方法，结合等离子体流和声速扰动。我们构造了单侧弧平均几何，并将其应用于走时测量的非线性方法。利用单侧弧走时，我们重建了宁静太阳区域的环带走时。我们测试的方法对验证日震反演管道。我们采用了新的方法反演的表面水平流在一个区域的圆形H型太阳黑子。反演的表面水平流与相干结构跟踪的输出相当，相干结构跟踪不受磁场存在的强烈影响。我们表明，新的方法抑制了磁场的负面影响，外部半影。我们测量发散流的性能可比的护城河流。新的方法学可以告诉我们活动区的深度结构和有助于活动区演化的物理条件。
2021-08-02 astro-ph.SR
High Resolution Helioseismic Imaging of Subsurface Structures and Flows of A Solar Active Region Observed by Hinode
我们分析了太阳活动区所观测的日震技术的Hinode CaII H线使用的时间-距离，并推断波的速度扰动结构和高空间分辨率的活动区下方的流场。一般的地下波速结构是类似于以前的SOHO/MDI观测结果。一般的地下流结构也是类似的，太阳黑子下方的向下流动和太阳黑子周围的质量环流都清晰地分辨出来。在太阳黑子下方，观测到一些有组织的辐散流胞，这些结构可能指示中尺度对流运动的存在。在太阳黑子内部的光桥附近，在下面发现了更热的等离子体，并观察到从该区域发散的流动。Hinode数据还使我们能够调查使用相速滤波器短行程所造成的潜在不确定性。比较有和没有相速滤波的测量结果，我们发现，在太阳黑子内部，平均声波旅行时间是基本一致的，但在太阳黑子本影内的滤波测量值被低估了20-40%的因素。Hinode的初始声学层析成像结果显示了利用高分辨率观测探测太阳黑子内部结构和动力学的巨大潜力。
2009-11-06 astro-ph.SR
Local Helioseismology of Emerging Active Regions: A Case Study
局部日震学提供了一个独特的机会，可以调查活动区域的地下结构和动力学及其对太阳大规模流动和全球环流的影响。我们使用测量的等离子体流在对流层上部，提供的时间-距离日震管道开发的太阳振动数据分析日震和磁成像仪（HMI）的太阳动力学天文台（SDO），调查新兴的活动区NOAA 11726的地下动力学。活动区的出现是在对流带深层出现第一个双极磁结构的前12小时，也就是大部分磁通量出现的前2天。由随深度变化的气流辐散跟踪确定的出露速度约为1.4km/s，与深层出露速度非常接近。当出现的磁通量集中在太阳黑子中时，在形成的太阳黑子下面可以观察到局部的会聚流。这些流动在1-3微米的深度范围内最为显著，并且在形成过程完成后保持会聚。在较大尺度上，活动区附近的辐合流表现为纬向剪切流向活动区的分流，并伴随着大尺度涡旋结构的形成。当大量的磁通量出现在表面上时，该过程发生，并且会聚流型在活动区域的随后演变期间保持稳定。卡林顿天气流图表明，大规模的地下流入是典型的活动区。在较深的层（10-13 Mm）中，流动变得发散，并且在一些活动区域下面令人惊讶地强烈。此外，天气图揭示了一个复杂的演变模式的大规模流动的规模远远大于超颗粒。
2016-07-18 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Constructing and Characterising Solar Structure Models for Computational Helioseismology
在本文中，我们通过修改模型S（Christensen-Dalsgaard等人，1996，Science，272，1286）放弃流体静力平衡。然而，稳定化会影响我们希望尽可能接近模型S的本征模。为了恢复Model S的本征模，我们选择在稳定之前对Model S的声速进行额外的修正。没有稳定的模型可以完美的太阳一样，所以我们提出了三个稳定的模型略有不同的本征模式。该模型适用于研究球谐度在400 ~ 900范围内的f模和p1 ~ p4模。背景模型CSM具有用于稳定的修改的压力梯度，并且具有在模型S的2%内的本征频率。模型CSM_A在顶部1 Mm处的声速增加了10%，导致本征频率在模型S的2%以内，并且本征函数与CSM相比最接近于模型S的本征函数。模型CSM_B在顶部5 Mm处的声速降低3%，导致本征频率在模型S的1%内，本征函数仅受到轻微的不利影响。这些模型是有用的，以研究太阳波与嵌入的三维非均匀性，如对流和模型太阳黑子的相互作用。我们还计算了响应的稳定模型随机近地表源的激励，使用模拟的线性波的传播。我们发现模拟的波动功率谱与观测到的SOHO/MDI功率谱吻合得很好。总的来说，我们的对流稳定的背景模型提供了一个很好的基础，定量数值当地日震学。这些模型可从http://www.mps.mpg.de/projects/seismo/NA4/下载。
2011-06-06 astro-ph.SR
Full Waveform Inversion for Time-Distance Helioseismology
从光球测量的地震波场推断太阳的内部性质构成日震逆问题。在地震测量（如波的传播时间）从他们的基准值估计一个给定的太阳内部模型的偏差意味着该模型是不准确的。在当地日震学的当代反演假设太阳内部的属性是线性相关的测量走时偏差。然而，众所周知，这种假设对太阳黑子和活动区是无效的，而且可能对超颗粒流也是如此。在这里，我们介绍了非线性优化，迭代执行，作为一种手段，大振幅扰动的子表面结构反演。定义罚函数为波走时偏差的$L_2$范数，计算该泛函在相应模型周围每次迭代时相对于相关模型参数%（在这种情况下仅为声速）的总失配梯度。该模型是连续改进使用最速下降，共轭梯度，或拟牛顿有限记忆BFGS。执行非线性迭代需要对像素（例如散射体近场中的像素）进行消隐，这一做法不符合平移不变性的标准假设。这些反演的测量，虽然在原理上与时距日震学中使用的测量相似，但需要一些重新调整。为了简化说明的方法，我们考虑一个2-D的反问题，只有声速扰动。
2014-01-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Contribution of flows around active regions to the north-south helioseismic travel-time measurements
上下文在局部日震学中，沿同一子午线向相反方向传播的声波的传播时间告诉我们南北方向的水平流动。南北日震走时偏移的纵向平均值随太阳黑子周期而变化。目的。我们的目标是研究流入太阳活动区的贡献，这种太阳周期的变化。方法.要做到这一点，我们确定的水平流图中的相关跟踪SDO/HMI连续图像中的颗粒周围的活动区域的局部流动。我们计算这些流入使用三维灵敏度内核所造成的正演模拟旅行时扰动。为了与观测结果进行比较，我们以与测量的旅行时间相同的方式对这些前向建模的旅行时间扰动在经度和时间上进行平均。结果正演模拟的方法表明，与活动区相关的流入量可能只占南北走时测量中太阳周期变化的一小部分。结论.活动区周围的大规模流入所造成的旅行时间扰动并不能完全解释在日震测量中看到的太阳周期变化。关键词：太阳：活动--太阳：日震学
2022-06-21 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
Improving the Understanding of Subsurface Structure and Dynamics of Solar Active Regions (A white paper submitted to the decadal survey for solar and space Physics (Heliophysics) -- SSPH 2024-2033)
该白皮书针对太阳活动区地下结构与动力学理解不足的问题，提出改进日震学技术、研究活动区全生命周期及提前预警磁通量浮现，并建议全盘同步磁场测量与大规模辐射MHD模拟以推动变革性进展。
2023-05-12 astro-ph.IM astro-ph.SR
$δ$-Sunspot Formation in Simulation of Active-Region-Scale Flux Emergence
$δ$ -太阳黑子，具有高度复杂的磁结构，在高能爆发事件中非常多产，如X级耀斑和同源爆发。在这里，我们研究形成这样的复杂的磁结构的数值模拟磁通量出现从对流区到日冕中的活动区域尺度域。在我们的模拟中，两对双极太阳黑子在表面上形成，起源于单个地下扭曲通量绳的两个浮力部分，遵循Toriumi等人的方法。在两个双极中出现的场的膨胀和旋转驱动两个相反的极性以明显的旋转运动相互进入，产生具有尖锐的极性反转线的紧凑的$δ$ -太阳黑子。$δ$ -黑子在这样一个现实尺度域中的形成产生了与观测中形成的模式类似的新兴模式，例如，逆黑尔定律的反向极性，黑子的曲线运动，在PIL处具有高度剪切磁场和速度场的强横向场。强电流在PIL处积聚，引起重联，这产生了复杂的日冕磁连通性，其中三角洲点中的非势场被连接两端两个极性的更松弛的场覆盖。
2015-04-16 astro-ph.SR
Proper Orthogonal and Dynamic Mode Decomposition of Sunspot Data
高分辨率太阳观测显示了磁流体波动的复杂结构。我们应用POD和DMD技术，利用强度时间序列识别太阳黑子中的主导MHD波模式。POD技术用于找到空间正交的模式，而DMD技术识别时间正交性。在这里，我们表明，结合POD和DMD的方法可以成功地识别香肠和扭结模式的太阳黑子本影具有近似圆形的横截面形状。
2020-10-16 astro-ph.SR
DKIST Unveils Four-Lobed Stokes U Profiles in a Magnetically Complex Sunspot Penumbra
Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）；National Solar Observatory（国家太阳观测台）
利用DKIST光谱偏振观测，发现太阳黑子半影中空间相干且经串扰校正后仍存在的四叶草形Stokes U轮廓，通过分层反演和磁场方位角变化分析，证实其源于视线方向磁结构，为精细半影磁拓扑提供新约束。
2026-06-26 astro-ph.SR
Digitization of Spörer's sunspot drawings
我们对太阳发电机的了解大部分是基于对太阳黑子的观测。因此，希望将太阳黑子的位置和形态数据集扩展到过去。古斯塔夫·施波勒（Gustav Spörer）在德国安克拉姆（Anklam，1861-1873）和波茨坦（Potsdam，1874-1894）观察。他留下了太阳黑子群的详细照片，我们对这些照片进行了数字化和处理，以减轻随着时间的推移在照片中留下的文物。经过仔细的几何校正后，太阳黑子数据现在可以作为近450个太阳自转周期的天气图。因此，可以精确地确定单个太阳黑子的位置，并使用形态学图像处理技术精确地测量黑子面积。这些方法还使我们能够确定活动区域的倾斜角（乔伊定律），并评估活动区域的复杂性。
2012-10-22 astro-ph.SR
Photospheric and Subphotospheric Dynamics of Emerging Magnetic Flux
从太阳内部产生的磁场携带着关于磁场产生和在对流区传输的物理过程的信息。在太阳表面出现后不久，磁通量就集中在太阳黑子区域，并在太阳上引起许多活动现象。本文讨论了在太阳表面和内部观测到的出射磁通量的一些性质。统计分析的双极磁性区域的倾斜角的变化在出现的过程中表明，相对于赤道系统倾斜（乔伊定律）是最有可能建立在表面以下。然而，没有证据的倾斜角的依赖性的量新兴的磁通量，预测上升的磁通量绳theories，被发现。分析表面等离子体流在一个大的新兴的活动区域揭示了强大的本地化的上升流和下降流在出现的初始阶段，但没有发现大规模的流动的证据表明未来出现一个大规模的磁结构。当地日震学提供了重要的工具，映射扰动的波速度和质量流以下的表面。SOHO/MDI和GONG的初步结果显示，在通量出现期间，有很强的发散流，并且在稳定的太阳黑子周围也有局部的会聚流。在一个大的活动区域，NOAA 10488的形成过程中获得的波速图像，表明磁通量得到集中在强场结构就在表面之下。进一步研究磁通量的出现需要系统的日震观测从地面和空间，和现实的地下动力学的MHD模拟。
2008-12-31 astro-ph.SR
Empirical flare energy limits for the largest historical sunspots
Max Planck Institute for Solar System Research（马克斯·普朗克太阳系统研究所）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；National Solar Observatory（国家太阳观测台）
通过统计关系估算太阳爆发能量上限，发现太阳可能产生几10^34 erg的爆发能量。
2026-03-10 astro-ph.SR
Periodicities in sunspot activity during solar cycle 23
利用第23周的太阳黑子数、黑子面积和太阳耀斑指数资料，分析了太阳黑子数、黑子面积和耀斑指数的中期周期性。分别对太阳的整个盘面、南北半球的数据进行了功率谱分析。在太阳黑子活动中检测到几个显著的中程周期（$\sim$ 175、133、113、104、84、63天）。大多数太阳黑子数的周期性与第23太阳活动周的太阳黑子面积的周期性基本一致。研究表明，太阳南北半球的周期性变化表现出一种不对称的行为。在北半球的太阳黑子资料中，$\sim$ 175天和$\sim$ 133天的周期性非常显著，与Lean（1990）在12-21太阳活动周的发现一致。另一方面，南半球的太阳黑子活动周期性很强，约为85天。对同一时间间隔的太阳耀斑指数数据的分析没有显示出任何显著的峰值。根据Ballester等人（2002年）提出的假设，可以理解太阳黑子和耀斑活动的不同周期性行为，该假设表明，在第23周期间，磁通量的周期性出现部分发生在远离发达的太阳黑子群的地方，因此不一定会增加导致耀斑产生的太阳黑子群的磁复杂性。
2009-11-13 astro-ph.SR
A prediction for 25th solar cycle using visibility graph and Hathaway function
本研究利用可见性图算法分析太阳参数时间序列，预测第25太阳活动周最大黑子数为179，并预计极大期出现在2024年12月至2025年1月。
2024-12-17 astro-ph.SR
Complex Network in Solar Features
本文概述了基于复杂网络方法分析太阳特征的研究，通过去趋势波动分析、HEALPix 像素化和中心性参数等网络工具，证实了太阳特征网络的非随机性，准确识别了活动区域，并指出平均聚类系数和 Page-rank 可用于事件预测。
2024-10-13 astro-ph.SR
Probing Subsurface Flows in Active Region NOAA 12192 - Comparison with NOAA 10486
活动区12192是迄今为止在第24太阳活动周观测到的最大活动区。这是一个长寿的AR，存活了四个卡林顿旋转（CR），并表现出一些不寻常的现象。我们测量的水平地下流动在这个活跃的区域在多个旋转使用的环形图技术的本地日震和全球振荡网络组（龚+）多普勒，并调查如何不同的是在AR 12192从AR 10486的等离子体流。这两个地区都产生了几个高M级和X级耀斑，但有不同的CME生产力。我们的分析表明，这些AR具有异常大的水平流振幅，方向明显不同。虽然AR 12192中的赤道气流是向极的，支持通量输送到两极，但AR 10486中的赤道气流是向赤道的。此外，在X3.1耀斑期间，AR 12192中浅层的纬向气流的估计值突然增加，然而，在AR 10486中，X17.2耀斑使其反向。这些流动模式在AR 10486中产生了强烈的水平速度扭曲，并在整个磁盘通道中持续存在，而AR 12192则只在X3.1耀斑爆发后才产生扭曲，并很快消失。我们的研究表明，太阳黑子的旋转结合重组的磁场在AR 10486是不足以减少流的能量，即使在几个大耀斑，可能触发了CME。此外，在AR 12192中没有太阳黑子旋转的情况下，这种磁场的重组对X3.1耀斑后流动能量的大量释放做出了重大贡献。
2017-10-05 astro-ph.SR
Modeling Repeatedly Flaring $δ$ Sunspots
根据加利福尼亚州威尔逊山天文台的规则，根据其拓扑结构的复杂性，将太阳表面出现的活动区（AR）分为$α$、$β$、$γ$和$δ$。其中，$δ$ -太阳黑子是已知的超级活跃，并产生最多的X射线耀斑。在这里，我们通过模仿上层和日冕来模拟太阳，但从一个比任何早期治疗更原始的阶段开始。我们发现，这个初始状态组成的只有一个薄的次光球磁片打破成多个通量管，演变成一个碰撞合并系统的表面出现时，极性相反的斑点，类似于那些经常看到的太阳。模拟继续产生许多奇异的$δ$ -太阳黑子相关的现象：在典型的太阳耀斑能量释放和喷射螺旋通量绳嵌入冷密等离子体细丝类似太阳日冕物质抛射的范围内重复耀斑。
2016-03-08 astro-ph.SR
MHD Simulation of Homologous Eruptions from Solar Active Region 10930 Caused by Sunspot Rotation
太阳爆发与黑子自转的关系已被广泛报道，其内在机制有待研究。本文采用数据约束的方法对NOAA 10930活动区耀斑爆发的机制进行了全三维MHD模拟研究。我们以Hinode/SOT的磁像图为初始条件重建了位磁场，并通过在底部边界施加连续的太阳黑子旋转来驱动MHD系统。得出了大喷发前的关键磁结构和预形成的电流片，这是造成多阶段复杂MHD演化的原因。主要的喷发是直接触发的快速重联在预形成的电流片以上的主极性反转线之间的两个主要磁极的AR。此外，我们的模拟显示同源喷发成功。在相对强度、能量释放、X射线和Hα特征以及喷发时间间隔等方面与观测结果有较好的一致性。此外，模拟中第一次爆发前太阳黑子的旋转角度也接近观测值。我们的模拟提供了一个不同于许多以前的研究基于理想的不稳定性的扭曲磁通量绳的情况下，并显示了太阳黑子的旋转和磁重联有效地产生同源喷发的连续能量注入和脉冲能量释放的循环方式的重要性。
2022-08-18 astro-ph.SR
Fractal dimensions of umbral and penumbral regions of sunspots
2015年6月至11月期间在大开曼岛UCCI天文台拍摄的16个活动区域的太阳黑子图像被用于使用本影和半影区域的周长面积法确定其分形维数。无标度分形维数分别为2.09 $\pm$ 0.42和1.72 $\pm$ 0.4。该值高于Chumak和Chumak（1996年）确定的值，他们使用类似的方法，但仅针对其样本集的半影区域。黑子本影分维与半影分维之间存在着r = 0.58的正相关关系。此外，还对2015年8月21日至2015年8月28日期间从德布勒森光电数据（DPD）中拍摄的八张AR 12403图像进行了类似的时间序列分析。时间序列中本影和半影分形维数之间的相关性r = 0.623，表明本影和半影之间的分形维数所表示的形态复杂性在时间上也是相互遵循的。
2017-09-23 astro-ph.SR
Fields and Flares: Understanding the Complex Magnetic Topologies of Solar Active Regions
太阳黑子是太阳可见表面（光球层）上亮度降低的区域，与强磁场有关。它们被发现是与太阳耀斑有关的位置，当储存在太阳黑子磁场中的能量突然释放时，就会发生太阳耀斑。耀斑的过程以及太阳黑子磁场和耀斑之间的联系仍然没有完全了解，本论文旨在更好地了解这些主题。利用Hinode航天器提供的高空间分辨率数据，对若干太阳黑子区域的磁场演变进行了研究。本论文的研究对耀斑区光球和日冕磁场的演化都有一定的认识。在耀斑发生前几个小时，在光球中观察到垂直场强、电流密度和场向垂直方向的倾斜角的显著增加，这比以前研究的时间尺度要短得多。还首次观测到了磁中性线（一般认为是耀斑的典型源区）上磁场倾角的空间变化。以光球磁场数据为边界条件，采用三维磁场外推方法研究日冕磁场。观测到耀斑爆发前几小时磁能和自由磁能显著增加，耀斑爆发后磁能和自由磁能减小，这与观测到的光球场参数变化趋势相似。部分泰勒弛豫的证据也检测到耀斑后，由先前的几项研究预测。在这篇论文中概述的结果表明，这一特殊领域的研究是至关重要的，在进一步了解太阳黑子的磁性及其与耀斑过程的联系。
2013-01-23 astro-ph.SR
On the Distinct Periodicities of Sunspot Counts in Flaring and Non-flaring Active Regions
在最近的一项工作中，Kilcik等人（2017）已经检测到了耀斑（即C，M或X级耀斑）中太阳黑子计数（SSC）的时间和周期性行为，以及过去两个太阳周期的非耀斑活动区域，涵盖时期：1996 - 2016。取得的主要结果是：（1）耀斑活动区和非耀斑活动区的日总悬浮物月平均值的时间行为是不同的，并且这种差异在不同的周期中也是不同的：（2）耀斑活动区和非耀斑活动区的日总悬浮物的周期性是不同的，并且这种变化在不同的周期中也是不同的;在耀斑活动区探测到的最高周期为113天，而在非耀斑区则有更高的周期（327、312和256天）。在耀斑区和非耀斑区探测到的典型的不同周期性可以表明太阳磁流体动力学行为的重要差异和物理解释。出于这个原因，在本文中，我们显示了进一步的周期性分析的太阳黑子计数在耀斑和非耀斑活动区使用相同的数据源，所使用的上述作者和应用一个强大的小波分析工具，这是特别有用的检测复杂的不稳定和不均匀采样的时间序列的多尺度功能。为了进一步支持在燃烧和非燃烧区域中SSC的时间行为中发现的差异和相似性，我们还计算了小波熵的行为，小波熵是一个适当的时间函数，它允许我们测量相关时间序列动态的复杂程度。
2017-07-06 astro-ph.SR
Uncertainty quantification in sunspot counts
观测和计算太阳黑子是历史最悠久的科学实验之一，第一次观测可以追溯到伽利略和望远镜的发明。今天，太阳黑子数（SN）时间序列在大范围的物理模型中充当太阳活动的基准。然而，仍然缺乏适合时间序列复杂性质的适当统计模型。在这项工作中，我们提供了第一个全面的太阳黑子计数的不确定性量化分析。我们的兴趣在于以下三个组成部分：黑子数（$N_s$），太阳黑子群数（$N_g$）和复合$N_c$，定义为$N_c:=N_s+10N_g$。这些数据由世界各地的天文台网络报告，并被各种类型的错误所破坏。我们使用一个乘法的框架，为三个组件中的每一个，在各种制度（短期，长期，太阳活动的最小值）的误差分布的估计。我们还提出了一个强大的估计器的基础太阳能信号和适合的密度分布，考虑到固有的特性，如过度分散，多余的零，和多模式。对构成复合$N_c$基础的太阳信号的估计可以被视为国际太阳黑子数（ISN）的可靠版本，ISN是广泛用作太阳活动代理的量。因此，我们对$N_c$的研究结果也可以用来描述ISN的不确定性。我们的研究结果为未来准实时监测观测站铺平了道路，目的是在观测者开始偏离网络时提醒他们，并防止网络中发生大的漂移。
2020-09-21 astro-ph.SR
Deep learning reconstruction of sunspot vector magnetic fields for forecasting solar storms
太阳磁场活动产生极端的太阳耀斑和日冕物质抛射，对电子基础设施构成严重威胁，并可能严重扰乱经济活动。因此，重要的是要了解太阳活动爆发的触发因素，并进行可靠的空间气象预报。光球矢量磁场数据捕捉太阳黑子磁场的复杂性，因此可以提高空间天气预测的质量。然而，自2010年以来，最先进的矢量场观测一直只能从太阳动力学观测台/日震和磁成像仪（SDO/HMI）获得，而大多数其他当前和过去的任务和观测设施，如全球振荡网络组（GONG），只能记录视线（LOS）场。在这里，使用基于接收的卷积神经网络，我们从HMI和GONG的LOS磁图中重建HMI太阳黑子矢量场特征，具有高保真度（~ 90%相关性）和持续的耀斑预测精度。我们重建矢量场功能在2003年万圣节风暴，只有LOS场观测可用，CNN估计的电流螺旋度准确地捕捉到观测到的旋转的相关太阳黑子之前的极端耀斑，表现出显着的增加。因此，我们的研究为重建三个太阳周期的矢量场数据从过去的LOS测量，这是非常有用的改进空间天气预报模型和获得新的见解太阳活动的价值铺平了道路。
2022-09-20 astro-ph.SR
Parametrization of sunspot groups based on machine learning approach
在白光下观察到的太阳黑子群呈现出复杂的结构。这些结构的分析通常是基于简单的形态描述符，捕捉只有一般的属性和错过的细节信息。我们提出了一个机器学习的方法来介绍一个完整而紧凑的描述太阳黑子群。这个想法是将太阳黑子群图像映射到一个适当的低维（潜在）空间。我们应用变分自动编码器和主成分分析的组合，以获得一组285潜在的描述符。我们证明了标准描述符嵌入到潜在的。因此，潜在特征可以被认为是对太阳黑子群的一种扩展描述，并在我们看来，可以扩展太阳黑子群研究的可能性。特别是，我们展示了估计太阳黑子群复杂性的应用。建议的参数化模型是通用的，可以应用于调查的其他痕迹的太阳活动观察到的各种光谱线。这项工作的关键组成部分，即参数化模型，太阳黑子群和潜在向量的数据集，可在公共GitHub存储库github.com/observethesun/sunspot_groups中获得，并可用于重现结果和进一步研究。
2022-01-21 astro-ph.IM astro-ph.SR
Global Evolution of Solar Magnetic Fields and Prediction of Activity Cycles
太阳活动周期的预测是具有挑战性的，因为太阳内部的物理过程涉及广泛的多尺度动态，没有模型可以复制，因为现有的观测非常有限，主要覆盖表面层。日震学使探测对流区的太阳动力学成为可能，但目前只有两个太阳活动周期的差异旋转和纬向环流的变化。已经证明，覆盖400多年的太阳黑子观测数据可以用来校准Parker-Kleeorin-Ruzmaikin发电机模型，并且可以使用Ensemble卡尔曼滤波器（EnKF）方法将建模的磁场与太阳黑子观测数据联系起来，并对下一个活动周期进行可靠的预测。然而，为了更准确的预测，有必要使用对太阳磁场的实际观测，这些观测仅适用于最近四个太阳活动周期。在本文中，我简要地讨论了有限数量的可用观测对太阳周期参数的EnKF估计的准确性的影响，评估预测的标准，以及天气磁图预测太阳活动的应用。
2020-03-10 astro-ph.SR nlin.CD physics.data-an
Quantifying sunspot group nesting with density-based unsupervised clustering
Ankara University（安卡拉大学）；Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung（马克斯·普朗克太阳系统研究所）
本文提出基于密度聚类的方法，量化太阳黑子群嵌套程度，发现中纬度嵌套度最高，嵌套度与太阳活动水平显著相关。
2026-02-14 astro-ph.SR
Exhaustive study of three-time periods of solar activity due to single active regions: sunspot, flare, CME, and, geo-effective characteristics
在本文中，我们提出了一个高水平的太阳活动期间，一个单一的活动区产生多个耀斑/CME的多波长研究。根据对太阳黑子的观测，目前的第24个太阳活动周期与前几个太阳黑子活动周期相比强度较低。在当前的第24太阳黑子周期中，几个小型和大型太阳黑子群产生了各种中等和强烈的耀斑/CME事件。在2012-2015年期间，有几个活动区域有大量的耀斑活动穿过太阳的可见盘。在本研究中，我们考虑了2013年10月22日至29日、2013年11月1日至8日和2014年10月25日至8日这三个时间段，在此期间观察到228次耀斑。仅考虑盘中心附近的活动区，已经报道了59个CME（晕或部分），其中只有39个事件与耀斑有关。结果表明，面积较大、形态较复杂、磁场较强的活动区产生极快日冕物质抛射（速度> 1500 km/s）的可能性较大。因此，在所报道的5个X级耀斑中，有3个（60%）与CME有关。CME耀斑相关事件的离地时间在耀斑相关事件发生时间之后有+15到+30分钟的时间间隔，这表明耀斑产生了CME。此外，我们还整理了CME爆发后1 -5天内的磁暴。59次CME中有10%与磁暴有关，但都是中等强度的磁暴。
2020-12-09 astro-ph.SR
The Evolution of Sunspot Magnetic Fields Associated with a Solar Flare
太阳耀斑的发生是由于储存在活动区域磁场中的能量突然释放。到目前为止，耀斑的前光标仍然没有完全理解，虽然有证据表明，耀斑是与拓扑结构的变化或复杂的活动区的磁场。在这里，磁场在活动区NOAA 10953的演变进行了检查，使用日出/SOT-SP数据，在一段时间内的12个小时的GOES B1.0耀斑之前和之后。从两个通量区域，表现出增加的钙II H排放在耀斑的磁场性质和磁场拓扑结构的低阶方面提取了一些。耀斑前，在主黑子周围的通量元素中，观测到垂直场强、垂直电流密度和与垂直方向的倾角增加了约80度。垂直磁场强度和电流密度随后在耀斑后的状态下下降，倾斜度变得更水平，约为7度。场矢量的这种行为可能为未来的耀斑预报工作提供物理基础。
2011-05-10 astro-ph.SR
Subsurface Flows Associated with Formation and Flaring Activity of Solar Active Regions
本文利用 SDO/HMI 多普勒图的时距日震学分析，研究了太阳活动区浮现与活跃期地下流的演化，发现磁通量浮现期间存在强烈涡旋与剪切流，且地下流特征与耀斑活动显著相关，有助于耀斑预测。
2024-01-31 astro-ph.SR
Numerical Simulations of Flare-productive Active Regions: delta-sunspots, Sheared Polarity Inversion Lines, Energy Storage, and Predictions
产生强烈耀斑和日冕物质抛射（CME）的太阳活动区（AR）具有相对较高的非潜在性，并以三角黑子和剪切磁结构为特征。在这项研究中，我们进行了一系列的通量出现模拟从对流区的日冕和模型的四种类型的活动区域，已被观测建议，造成强烈的耀斑，即斑点，斑点卫星，四极，和AR间的情况。因此，我们确认，三角洲斑点的形成是由于复杂的几何形状和相互作用的新兴磁场，发现强场，高梯度，高剪切极性反转线（PIL）的平流，拉伸和压缩的磁场的综合效应创建。我们表明，自由磁能建立在一个电流片以上的PIL的形式。预测耀斑爆发的光球磁参数反映了高精度的储存自由能，而CME预测参数则反映了耀斑区和整个AR之间的磁关系。
2017-10-24 astro-ph.SR
Multi-height Scattering Phase Shifts From Sunspots And Phase Differences Between Photospheric Heights With SDO/HMI and AIA Data
在Couvidat（2013）之后，我们分析了太阳动力学天文台上的日震和磁成像仪（HMI）和大气成像组件（AIA）仪器的数据：6173 A的多普勒速度和连续强度以及1600 A和1700 A的强度图。在太阳光球层的四个高度上研究了14个活动区和四个安静太阳区的数据集。围绕这些感兴趣区域执行Hankel-Fourier分析。计算了给定大气高度下的出-入散射相移，以及两个大气高度之间的入-入和出-出相位差。太阳黑子产生的出-入相移对测量高度的依赖性很小，这与Couvidat（2013）测量的声功率降低不同。发生在连续水平以上的现象，如声学辉煌，似乎对相位没有显着影响。然而，有一个强烈的依赖于太阳黑子的大小，视线的磁通量，和强度对比度。正如其他小组先前所建议的，波散射区域在水平方向上比声功率抑制区域小，在垂直方向上比声功率抑制区域延伸得少，并且更靠近表面。这里提出的结果应有助于完善理论模型的声波散射的磁场。还计算了两个测量高度之间的输入-输入相位差，并显示出高度依赖于大气高度的复杂模式。特别是，AIA信号的显着灵敏度较低的色球层。最后，讨论了不同测量高度之间的输入-输入-输出相位差。
2013-07-12 astro-ph.SR
Structure of sunspot penumbral filaments: a remarkable uniformity of properties
太阳黑子半影由许多薄的、径向拉长的细丝组成，这些细丝是半影内热量传输的中心，但其结构仍然不清楚。为了研究这些细丝的精细尺度结构，我们对Hinode（SOT/SP）获得的非常接近太阳盘中心的太阳黑子的分光偏振数据进行了深度相关的反演。我们已经使用了最近开发的空间耦合的二维反演方案，使我们能够分析的精细结构的个别半影细丝的衍射极限的望远镜。半影区不同大小的磁丝显示出非常相似的磁场强度、倾角和速度模式。相似性使我们能够平均所有这些细丝，并提取它们共同的物理特性。这种平均丝显示与向上指向的字段在其内部，本影端，并沿其轴，沿侧边和强烈的下行流与一个几乎垂直的，强大的和向下指向的字段在外部端的上升流。向上流动的等离子体明显比向下流动的等离子体热。热的，泪珠状的平均丝头可以与半影晶粒。灯丝的中心部分显示出强度约为1 kG的几乎水平的场。在暗条上方的场收敛，而在暗条头部附近的最深层中观察到发散趋势。提出了一个统一的黑子半影暗条观测图象。这是一致的，这样的灯丝是一个磁对流细胞，在最近的MHD模拟。它的性质在半影上的一致性对半影模型和模拟设置了约束。灯丝的复杂和不均匀的结构为文献中一些长期存在的争议提供了一个自然的解释。
2013-07-13 astro-ph.SR
