Variation of the solar magnetic flux spectrum during solar cycle 23
利用1996年9月至2011年1月的SOHO/MDI全磁图数据库，分析了太阳磁通量谱的时变特征，并研究了第23周扩展极小值的性质。我们总共识别了1150万个磁性结构。结果表明，不同磁通量的磁性特征表现出不同的循环行为。通量大于$4.0 \times 10^{19}$ Mx的磁特征，覆盖太阳活动区和强网络特征，表现出与黑子完全相同的变化;而其余的$82\%$磁特征，覆盖大部分网络元素，表现出与黑子反相的变化。我们选取一个月太阳黑子数小于20的时间点来代表太阳的低活动状态。发现第23周的扩展极小期具有低活动状态持续时间长的特点，但该周期的磁通量大小并不低于前一个周期。无论是低活动状态的持续时间，还是由最小黑子数定义的最小活动水平，都近似具有百年周期。第23个太阳活动周期的扩展极小期与第11个太阳活动周期相似，后者先于后来的太阳活动周期的极小极大期。这种相似性表明，第23周之后的太阳活动周期可能很低。
2013-12-20 astro-ph.SR
The 22-Year Hale Cycle in Cosmic Ray Flux - Evidence for Direct Heliospheric Modulation
预测银河宇宙射线（GCR）通量的能力对于减少这些粒子对卫星通信，航空或宇航员造成的危害非常重要。宇宙射线的11年太阳周期变化与日光层磁场的强度高度相关。在交替的太阳周期中，GCR通量的差异产生了一个22年的周期，称为黑尔周期，这被认为是由于当太阳北极主要是正极性（表示为qA>0周期）或负极性（qA<0）时，粒子漂移模式不同。这导致了在qA>0的周期中，地球上宇宙线通量峰值的出现比qA 0的周期更早<0 cycles and hence the peak being more domed for qA>，而在qA<0的周期中，峰值更尖锐。在这项研究中，我们证明了大尺度日球磁场的性质是不同的qA <0 and qA>0太阳活动周的下降阶段，当GCR通量的差异是最明显的。这表明，粒子漂移可能不是唯一的机制，负责在地球上的GCR通量海尔循环。然而，它也表明，这些极性依赖日光层的差异是明显的，在太空时代，但在早期的数据不太清楚：使用地磁重建，它表明，在1905年至1965年期间，交替极性不给作为显着的差异在太阳周期的下降阶段。因此，我们认为，宇宙射线通量的22年周期至少部分是日光层磁场直接调制的结果，这种影响可能主要限于太空时代的太阳活动极大期。
2013-07-27 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
Hale cycle in solar hemispheric radio flux and sunspots: Evidence for a northward shifted relic field
本研究通过高日纬射电流量和黑子数发现太阳活动存在新的Hale周期形式，并提出北向偏移的残余磁场解释，可用于世纪尺度预测。
2023-05-01 astro-ph.SR
Solar Cycle Variation of the Distribution of Photospheric Magnetic Flux Features
School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews（圣安德鲁斯大学数学与统计学院）
研究利用统计工具分析太阳动力学天文台数据，确定光球层磁通量分布及太阳周期变化，发现双幂律能最佳拟合数据，给出幂律指数与太阳周期相位的依赖关系，探讨其对太阳磁场产生的潜在影响。
2026-07-20 astro-ph.SR
On Polar Magnetic Field Reversal and Surface Flux Transport During Solar Cycle 24
随着每个太阳活动周期的进展，活动区（AR）的剩余磁通量向极地迁移，以抵消旧周期的极场。我们使用日震和磁成像仪四年（2010.33--2014.33）的视线磁场测量值描述了第24周期期间的极性反转过程。与AR相关的总通量在2011年在北部达到最大值，比南部早两年多;最大值明显弱于第23周期。极场反转过程相对缓慢，南北不对称，具有幕式特征。我们估计，全球轴向偶极子在2013年10月改变了符号;南北两极场（平均在60 $^\circ$纬度以上）分别在2012年11月和2014年3月逆转，大约相隔16个月。值得注意的是，每个半球向极的通量激增在极性上交替，导致北方多次逆转。我们发现，尾随太阳黑子极性的浪涌往往对应于正常的平均AR倾斜，较高的总AR通量，或较慢的中纬度近地表纬向流，而例外情况发生在低磁活动。特别是，AR通量和中纬度向极流速度表现出明显的反相关。我们将讨论如何解释这些功能可以在一个表面通量传输过程中，包括一个依赖于场的会聚流对AR，一个特性，可能有助于太阳周期的变化。
2014-10-31 astro-ph.SR
The nonuniformity of poleward flux transport on the solar surface: a statistical method applied to solar cycles 21-24
太阳表面活动区磁通量的向极迁移对大尺度场的发展起着重要作用，特别是极场反转是Babcock-Leighton型太阳发电机的关键过程。向极通量输送是不均匀的，如以前的观测所建议的向极浪涌为中心。强而持久的浪涌与活动复合体有关，并且经常导致剧烈的极场反转。然而，向极通量输送的不均匀性还没有定量评估。我们提出了一个统计方法来分析太阳活动周21-24期间的极向通量输送，考虑的磁场的频率分布在纬度的极向浪涌发生在太阳活动周。非均匀性被量化为峰度统计，表示分布的拖尾。我们测试的方法对地表通量输运模拟的结果，并适用于WSO，NSO，MWO，和HMI数据。我们确认，在太阳活动周21-24日期间，向极涌是有意义的。在一个太阳活动周期内，不同纬度的磁场和不同的数据源会影响峰度。第24周的南半球表现出最大的峰度，同意从以前的工作超级浪涌的概念。向极通量输送的显著不均匀性来源于活动区的非随机性，这有利于向极波动的活动复合体起源。
2022-03-30 astro-ph.SR
Modeling the irregularities of solar cycle using flux transport dynamo models
太阳黑子的数量随时间大致呈周期性变化。然而，个别周期的持续时间和振幅被发现以不规则的方式变化。据观察，较强的周期具有较短的上升时间，反之亦然。这导致了一个重要的效应，称为Waldmeier效应。太阳活动周期不规则性的另一个重要特征是大极小期，在此期间活动水平强烈降低。我们探讨这些太阳周期的不规则性是否可以研究的帮助下，太阳周期的通量传输发电机模型。我们表明，一个适当的随机波动的定期发电机模型，我们能够重现许多不规则的功能，包括Waldmeier效应和太阳活动周期的最小值。然而，只有当对流区的湍流扩散系数相当高时，我们才能得到所有这些结果。
2012-05-03 astro-ph.SR
Small-scale magnetic elements in Solar Cycle 23
利用太阳和日球观测站迈克尔逊多普勒成像仪（Michelson Doppler Imager）提供的23周太阳活动周期数据，研究了太阳小尺度磁元素的周期性变化。选取了1300多万个小型磁性元件，并公开了以下结果。(1)在第23周的12.25年中，宁静区支配太阳\textsf{'}的磁通量约8年。从太阳活动极小期到极大期，它们对太阳的贡献为（0.94 - 1.44）$\times 10^{23}$ Mx。周期内平静区的月平均磁通量是活动区的1.12倍。(2)宁静区通量与太阳总通量之比同样表征了太阳活动周期的进程。从2007年7月到2009年10月，宁静区连续28个月的运行平均通量比大于90.0%，很好地表征了第23-24周太阳活动的大极小。(3)从通量谱的小端到大端，网元数和总通量的变化分别表现为与太阳黑子不相关、反相关和相关。反关联元素覆盖了（2.9 - 32.0）$\times 10^{18}$ Mx的通量，占元素总数的77.2%，占宁静太阳通量的37.4%。这些结果提供了深入了解的原因反相关变化的小尺度磁活动在太阳活动周期。
2011-02-17 astro-ph.SR
Polarity Reversal of the Polar Magnetic Fields in Solar Cycle 25
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；China Meteorological Administration（中国气象局）；Innovation Center for FengYun Meteorological Satellite（风云气象卫星创新中心）
利用Hinode卫星矢量磁图数据，研究第25太阳活动周极区磁场极性反转时间，发现北、南极区分别于2024年11月和10月反转，北半球反转滞后黑子数峰值约19个月。
2026-06-17 astro-ph.SR
The Sun's small-scale magnetic elements in Solar Cycle 23
利用太阳和日球观测站迈克尔逊多普勒成像仪（Michelson Doppler Imager）提供的23周太阳活动周期数据，研究了太阳小尺度磁元素的周期性变化。选取了1300多万个小型磁性元件，并公开了以下结果。(1)在第23周的12.25年中，宁静区主导了太阳的磁通量约8年。从太阳活动极小期到极大期，它们对太阳的贡献为（0.94 - 1.44）$\times 10^{23}$ Mx。周期内平静区的月平均磁通量是活动区的1.12倍。(2)宁静区通量与太阳总通量之比同样表征了太阳活动周期的进程。从2007年7月到2009年10月，宁静区连续28个月的运行平均通量比大于90.0%，很好地表征了第23-24周太阳活动的大极小。(3)从通量谱的小端到大端，网元数和总通量的变化分别表现为与太阳黑子不相关、反相关和相关。反相关元素覆盖了（2.9 - 32.0）$\times 10^{18}$ Mx的通量，占总元素数的77.2%，占宁静太阳通量的37.4%。这些结果提供了深入了解的原因反相关变化的小尺度磁活动在太阳活动周期。
2011-02-18 astro-ph.SR
Solar Cycle Variation of Magnetic Flux Ropes in a Quasi-Static Coronal Evolution Model
太阳日冕中的电流和磁螺旋度的结构与11年周期的太阳活动密切相关，但人们对此知之甚少。作为一种替代传统的无电流的“势场”外推，我们调查的全球日冕磁场，这是非潜在的和时间依赖性的模型，以下的建立和运输的磁螺旋度由于通量出现和大规模的光球运动。这种螺旋性集中成扭曲的磁通量绳，可能会失去平衡而被弹射出去。在这里，我们考虑如何通过这个模型预测的磁结构，特别是通量绳变化的太阳活动周期，根据光球输入数据从周期23的六个时期。通量绳的数量从最小值到最大值增加一倍，遵循光球极性反转线的总长度。然而，磁绳喷射的数量增加了八倍，以下活跃地区的出现率。这与观测到的日冕物质抛射的周期调制大致一致，尽管模拟中抛射的实际速率约为观测事件速率的五分之一。该模型预测，即使在最低限度，差异旋转将产生剪切，非潜在的，在所有纬度的磁结构。
2010-03-24 astro-ph.SR
Unusual Polar Conditions in Solar Cycle 24 and their Implications for Cycle 25
我们报告了直到2015年底在太阳北极地区的长期太阳极大值条件，这是由高纬度日珥爆发和微波亮度温度接近安静太阳水平的发生所指示的。太阳活动的这两个方面表明，南极的极性逆转在2014年年中完成，而北极在2015年底完成。.南极地区的微波亮度已经增加到超过第23/24周最低水平的水平，但在北部刚刚开始增加。极性反转中的南北不对称性与第23个周期相比发生了转变。这些观测结果使我们假设，北半球第25个周期的开始可能比南半球晚。我们发现，北部的异常情况是来自活动区带的相反极性的向极浪涌到达的直接后果。我们还发现，多个冲到极点的情节表明，在相反的极性浪涌之间的边界处排队的日珥喷发的位置。高纬日珥爆发发生在现任极流和相反极性的叛乱流之间的边界。
2016-05-07 astro-ph.SR
Stellar activity cycles in a model for magnetic flux generation and transport
我们提出的结果，从一个模型的磁通量产生和运输在冷星和定性比较的模型与观测。该方法结合了α-欧米茄发电机在对流区的基础上，浮力上升的磁通量管，和表面通量传输模型。在太阳参考模型的基础上，对G型和K型主序星和次巨星的模型对流区进行了数值模拟。我们研究了不同自转周期、对流区深度和发电机强度的恒星的磁循环特性。对于P_rot= 9d的类太阳恒星，我们发现，循环发电机可能是表面活动明显非循环、“平坦”的基础，正如在某些恒星中观察到的那样。对于Prot = 2.8d的亚巨星K1，由于高纬度的流量涌现、弱的输运效应和流量涌现的随机过程，其长期活动变化类似于在V711 Tau中观测到的多周期循环。
2011-11-10 astro-ph.SR
The histeresis of the indices of solar activity and of the ionospheric indices in 11-yr cycles. The histeresis of the stellar activity indices in the cyclic activity similar to the Sun
分析了光球层、色球层和日冕辐射的滞后效应对太阳和恒星活动周期上升和下降阶段的影响。研究了太阳活动的一些指标：氢Lyman α辐射通量、10.7 cm辐射通量、太阳黑子数SSN、日冕绿线530.3 nm辐射通量、太阳常数TSI和280 nm Mg II辐射通量。恒星与确定的周期进行了检查，以检测色球层的S-指数CaII通量与光球层的通量Fphotosphere之间的滞后效应。
2016-07-28 astro-ph.SR
Observations and modelling of North-South asymmetries using a Flux Transport Dynamo
太阳活动周期23的特殊行为及其延长的极小期是过去几年研究最多的问题之一。本文研究了第23太阳周和第24太阳周上升相南北半球活动区磁通量的不对称性。在第23周太阳活动的下降阶段，南半球的磁通量比北半球的强10倍左右，而在第24周太阳活动的上升阶段，南半球的磁通量比北半球的强10倍左右。北半球的磁通量比南半球强4倍左右。此外，我们还发现南半球的极性变化比北半球有明显的延迟（约5个月）。这些结果为我们提供了一些线索，说明在第23太阳活动周的长期极小期和第24太阳活动周的上升阶段，环形通量是如何对太阳发电机作出贡献的。使用太阳能通量传输发电机模型，我们证明，持续较强的太阳黑子周期在一个半球可能会造成更大的流入活动区带在该半球的影响。观察表明，更多的资金流入与更强的活动有关。半球间赤道环流的其他变化或差异可能导致较弱的半球成为较强的半球。
2014-12-10 astro-ph.SR
A mechanism for the dependence of sunspot group tilt angles on cycle strength
整个太阳周期中出现的太阳黑子群的平均倾斜角决定了穿过赤道的净磁通量，而净磁通量又与随后周期的强度相关。我认为，一个深层次的，非本地的过程可以解释所观察到的周期依赖的平均倾角的变化。日震观测表明对流区底部附近声速的周期尺度变化，我确定了热扰动过冲区域对通量管稳定性和新兴通量环倾斜角的影响。我发现，5-20 K的冷却足以使新出现的通量环重现所报道的周期平均倾斜角变化的幅度，这表明这是一个合理的影响，负责太阳活动周期的非线性。
2015-10-27 astro-ph.SR
The State of Self-Organized Criticality of the Sun During the Last 3 Solar Cycles. I. Observations
利用HXRBS/SMM、BATSE/CGRO和RHESSI的硬X射线资料，分析了近3个太阳活动周（1980- 2010年）太阳耀斑的峰值通量$P$、总通量$E$和持续时间$T$的出现频率分布。从合成的数据中，我们发现幂律斜率的平均值为$α_P=1.72\pm0.08$的峰值流量，$α_E=1.60\pm0.14$的总流量，和$α_T=1.98\pm0.35$的耀斑持续时间。我们发现一个系统的反相关的幂律斜率的峰值通量作为太阳周期的函数，变化与近似正弦变化$α_P(t)=α_0+Δα\cos{[2π(t-t_0)/T_{cycle}]}$，与平均值的$α_0=1.73$，$Δα=0.14$的变化，太阳周期周期$T_{cycle}=12.6$年，和周期的最小时间$t_0=1984.1$。幂律斜率在太阳活动周期的最大值期间是最平坦的，这表明日冕的磁复杂性更高，导致了强大耀斑的比例过高。
2010-10-06 astro-ph.SR
Changed Relation Between Radio Flux F10,7 And Some Solar Activity Indices During Cycles 21 - 23
通过对月平均值的分析，发现某些太阳活动指数与F10，7的相关系数Kcorr具有稳定的周期性。这些指数是：沃尔夫数、10，7厘米射电通量F10，7，0，1 - 0，8纳米背景、太阳总辐照度、Mg II紫外线指数（280纳米核心与机翼之比）和耀斑计数。分析了第21 - 23太阳活动周各年的这些太阳活动指数与F10，7的线性回归的相关系数。发现太阳活动指数与F10，7的年相关系数Kcorr值呈现周期性变化，稳定周期接近11年周期的一半（约5，5年）
2015-09-28 astro-ph.SR
Predicting the Timing of the the Solar Cycle 25 Polar Field Reversal
Southwest Research Institute（西南研究院）
本文利用AFT模型并结合与第25太阳周相似的第13周活动区统计特性生成合成活动区，预测第25周南北半球极区磁场反转时间及太阳活动峰年。
2024-01-19 astro-ph.SR
Predicting the Sun's Polar Magnetic Fields with a Surface Flux Transport Model
太阳的极地磁场与太阳活动周期的变化直接相关。在一个周期的开始（最小值）的极场强度决定了该周期的后续振幅。此外，极场在周期最大值时的反转，从根本上改变了银河系宇宙射线在日光层中的传播。我们描述了一个表面磁通量传输模型，平流的磁通量出现在活跃的地区（太阳黑子）使用的近地表流动的详细观测，运输的磁性元素。这些流动包括轴对称的差分旋转和对流和非轴对称的细胞对流（超颗粒），所有这些都随时间变化的模型中所示的直接观测。我们使用这个模型与从全磁盘磁图同化的数据，以1996年5月至2013年7月的15分钟间隔产生太阳磁场的全表面地图（所有太阳黑子周期23和上升到最大周期24）。我们测试了这个模型的可预测性，使用这些地图作为初始条件，但每天的太阳黑子面积数据用于提供新的磁通量的来源。我们发现，在周期最小的极场和极场反转在周期最大的强度可以可靠地预测到三年前。我们包括了对第24周期极场反转的预测。
2013-11-04 astro-ph.SR
Prediction of the Solar Polar Fields in 2026: An Unusually Weak Level Across the Last Five Solar Cycles
School of Space and Earth Sciences, Beihang University（北京航空航天大学空间与地球科学学院）；Key Laboratory of Space Environment Monitoring and Information Processing of MIIT（工业和信息化部空间环境与信息处理重点实验室）
本文基于表面磁通量输送模型，预测2026年太阳极场，发现北极场在2026年3月前显著减弱，而南极场保持较弱，对太阳25/26周期极场强度和振幅提出担忧。
2026-03-28 astro-ph.SR
Estimating the Poynting flux of Alfvénic waves in polar coronal holes across Solar Cycle 24
本研究系统测量太阳活动周24期间极区冕洞阿尔芬波的垂直Poynting通量，发现其在整个活动周内基本恒定，表明波对太阳风能量贡献与活动周无显著相关。
2025-01-23 astro-ph.SR
Collective Study of Polar Crown Filaments in the Past Four Solar Cycles
极冠丝（Polar Crown Filaments，PCF）是在磁极性反转线上方形成的，它将单极极场和最近的分散场与极性相反的活动区的尾部分隔开。光子晶体光纤的统计特性与太阳活动周期有关。因此，光子晶体光纤的研究对于了解太阳活动周期的变化，特别是延长的23周和当前的“异常”24周具有重要的意义。在这项研究中，我们使用1973年至2018年初的全盘Hα数据研究PCF，这些数据由Kanzelhohe太阳天文台（KSO）和大熊太阳天文台（BBSO）记录，1997年至2018年以数字形式记录，1973年至1996年以35 mm胶片（数字化）记录。PCF手动识别，因为他们的分段形状和接近肢体的位置没有处理好自动检测在以前的几项研究。我们的研究结果表明，光子晶体光纤开始向极在每个太阳活动周期的开始。当光子晶体光纤接近最大纬度时，极向场强度减小到零，随后发生反转。每转动一周，迁移率约为0.4 ~ 0.7度，具有明显的南北不对称性。在第21和23周期中，北半球的PCF迁移速度比南半球快。然而，在“异常”周期24中，南部PCF迁移更快，这与磁场和无线电发射的其他观测结果一致。此外，第23和24周期中无PCF的天数比前几个周期多。
2018-07-31 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
Solar Surface Magnetic Field Simulation from 2010 to 2024 and Anomalous Southern Poleward Flux Transport in Cycle 24
本研究利用表面磁通量输运模型模拟了2010至2024年太阳表面磁场，揭示了第24活动周南半球异常的向极磁通量输运源于活动区间歇性浮现及其时间间隔对磁通量分布的影响。
2025-06-02 astro-ph.SR
A proposed paradigm for solar cycle dynamics mediated via turbulent pumping of magnetic flux in Babcock-Leighton type solar dynamos
目前，Babcock-Leighton通量输运太阳发电机模型似乎是解释太阳黑子周期不同观测方面的最有前途的模型。这些通量传输发电机模型的成功在很大程度上取决于一个单细胞纬向环流与深赤道组件在太阳的对流区的底部。然而，最近的观测表明，日冕流实际上可能非常浅（仅限于太阳顶部的10%），并且比以前认为的更复杂。总之，这些意见提出了严重关切的有效性通量运输范式。通过占湍流泵的磁通量证明在太阳对流的磁流体动力学模拟，我们表明，通量传输发电机模型可以产生类似太阳的磁循环，即使在湍流是浅的。类似太阳的周期性反转即使在赤道环流完全不存在的情况下也能恢复，然而，在这种情况下，太阳表面磁场动力学并不一直延伸到极地地区。非常重要的是，我们的研究结果表明，发电机波传播的帕克-吉村符号规则，可以绕过巴布科克-莱顿发电机模型的湍流抽运的纬度分量-这可以产生赤道向传播的太阳黑子带在没有深，赤道向纬向流。我们还表明，湍流抽运系数的变化可以调制太阳活动周期的振幅和周期性。我们的研究结果表明，交替的磁通量运输范例-介导的湍流泵-维持太阳恒星发电机行动的可行性。
2016-08-29 astro-ph.SR
On the enhanced coronal mass ejection detection rate since the solar cycle 23 polar field reversal
在太阳活动周期24期间，观测到角宽度为$> 30^{\circ}$的日冕物质抛射（CME）发生的速率比太阳活动周期23期间的高。这一结果得到了来自三个独立数据库的数据的支持，这些数据库是使用大角度和光谱日冕实验（LASCO）日冕图像构建的，其中两个采用自动检测技术，一个由人类观察者手动编译。根据覆盖较大视场的两个数据库，增强的CME速率实际上在2004年第23周期极场反转后不久就开始了，当时极场返回，强度降低了40%，行星际径向磁场$\approx 30\%$变得更弱。这一结果与Gopalswamy等人最近报道的日冕物质抛射异常膨胀与日球层总压下降之间的联系是一致的。
2015-09-18 astro-ph.SR
Polar regions activity and the prediction of the height of the solar cycle 25
当使用太阳黑子数（SN）作为活动水平的测量时，即将到来的太阳活动周（SC）25被认为是相当低的。最受欢迎的预测是由美国宇航局小组在2019年做出的，包括基于发电机模型外推的工作。然而，我们发现，在SC25开始前几年以及2020年SC25开始后，使用不同的观测来测量极地活动水平，SC25的高度可能很高。我们认为极区活动似乎与极冕洞（CH）活动有关，并且发现在SC 25之前显著高于SC 24之前，因此，我们认为SN周期确实可能比SC 24期间高得多，这是一个低SN高度周期。
2022-05-18 astro-ph.SR
Predicting the Amplitude and Hemispheric Asymmetry of Solar Cycle 25 with Surface Flux Transport
有证据有力地表明，太阳黑子活动周期最小值附近的太阳极场强度决定了下一个太阳活动周期的强度。我们使用我们的平流通量传输（AFT）代码，流量受到观测的约束，模拟太阳极地磁场从2016年初到2019年底的演变-接近周期24/25最小值的预期时间。我们运行了一系列的模拟，其中的不确定条件（对流运动的细节，活动区倾斜，和纬向流剖面）在预期的范围内变化。我们发现，在第24个周期结束时，极场的平均强度将与第23个周期结束时测得的强度相似，这表明第25个周期的强度将与当前周期相似。在所有情况下，极场都是不对称的，南方的场比北方的强。如果不是因为预测的2016年底和2017年南极磁场的减弱，这种不对称性将更加明显。经过短短四年的模拟，我们整个集合的可变性表明累积的不确定性约为15%。这种累积的不确定性来自对流运动细节的随机变化、活动区倾斜和对流气流剖面的变化。这些变化限制了太阳活动周期的最终可预测性。
2016-11-16 astro-ph.SR
Solar cycle variation of coronal mass ejections contribution to solar wind mass flux
日冕物质抛射（CME）对日球层太阳风的扰动有贡献。因此，CME对地球附近太阳风参数的贡献随太阳活动周期的不同阶段和CME发生的速率而变化。在本研究中，我们研究了CME的长期发生率，它们的速度，角宽度和质量。我们试图找到近太阳参数之间的相关性，确定使用白光图像从日冕仪，与太阳风测量地球附近的现场仪器。重要的是，我们试图找到在太阳活动周期的不同阶段，地球附近的平均太阳风质量中有多少是由日冕物质抛射提供的。
2018-05-19 astro-ph.SR
Variation of the sunspot area during the rising and declining phases of the solar cycle supports the toroidal flux loss due to flux emergence
Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University)（印度理工大学（贝拿勒斯印度教大学））；National Institute of Science Education and Research（国家科学教育与研究机构）
太阳黑子面积在上升和下降阶段的变化支持由于磁通量浮现导致的环形磁通量损失理论，解释了太阳活动上升和衰减的差异。
2026-02-06 astro-ph.IM astro-ph.SR
The recent anomalously weak polar field does not imply a weak field at solar cycle 25 minimum
State Key Laboratory of Solar Activity and Space Weather, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台太阳活动与空间天气国家重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；School of Space and Earth Sciences, Beihang University（北京航空航天大学空天科学学院）；Key Laboratory of Space Environment Monitoring and Information Processing of MIIT（工业和信息化部空间环境与信息处理重点实验室）；School of Physical Science and Technology, Southwest Jiaotong University（西南交通大学物理科学与技术学院）；Astrophysical Center, Southwest Jiaotong University（西南交通大学天文中心）
研究利用观测统计特性预测太阳活动周25后半段活动区出现情况，用表面通量输运模型模拟大尺度磁场演化，预测活动周25极小期极区磁场强度，表明当前极区磁场弱不会致极小期和活动周26异常弱。
2026-07-07 astro-ph.SR
The emergence and growth of the flux transport dynamo model of the sunspot cycle
太阳黑子周期是由发电机过程产生的太阳磁场周期。太阳发电机的中心思想是太阳的环向和极向磁场相互维持。我们讨论了相关的观测数据，太阳黑子（这是表现的环向场）和太阳的极向场。我们指出，太阳的差异旋转如何延伸出极向场，主要是在对流区的底部产生的环向场，从那里的部分，这个环向场可能会上升，由于磁浮力产生太阳黑子。在通量输运发电机模型中，倾斜双极黑子对的衰变通过Babcock-Leighton机制产生极向场。在这类模型中，太阳的赤道环流，在太阳表面是极向和赤道的对流区的底部，在磁通量的传输中起着至关重要的作用。我们最后指出，与发电机过程相关的各种随机波动可能在产生太阳黑子周期的不规则性中起着关键作用。
2022-12-30 astro-ph.SR
Using the Dipolar and Quadrupolar Moments to Improve Solar-Cycle Predictions Based on the Polar Magnetic Fields
太阳活动周期及其相关的磁场活动是行星际环境和地球高层大气变化（通常称为空间天气和气候）的主要驱动力。近年来，人们一直在努力发展准确的太阳活动周期预测，导致近百个广泛传播的预测太阳活动周期24的振幅。在这里，我们表明，周期预测可以更准确，如果单独执行每个半球，利用信息的两极和四极矩的太阳磁场在最低限度。
2013-10-06 astro-ph.SR
Improvement of solar cycle prediction: Plateau of solar axial dipole moment
目的。本文报道了太阳极小期附近轴向偶极矩的小时间变化及其在表面通量输运（SFT）模型太阳活动周预报中的应用。方法.我们测量的轴向偶极矩使用的光球天气观测的Wilcox太阳天文台（WSO），欧空局/美国宇航局太阳和日光层天文台迈克尔逊多普勒成像仪（MDI），和美国宇航局太阳动力学天文台日震和磁成像仪（HMI）。我们还使用表面通量传输模型的解释和预测所观察到的轴向偶极矩。结果我们发现，所观察到的轴向偶极矩成为近似恒定的期间内，在每一个周期的最小值，我们称之为轴向偶极矩高原。跨赤道的磁通量运输被认为是小的，在此期间，虽然大量的太阳黑子仍在出现。结果表明，新出现的磁通量并不有助于建立的轴向偶极矩接近每个周期的结束。这是证实了所观察到的轴向偶极矩的时间变化与SFT模型预测的一致，而不引入新的出现的磁通量。这些结果使我们能够使用SFT模型预测第24/25周最小值的轴向偶极矩，而不会引入新的通量出现。预测的24/25周最小值的轴向偶极矩是23/24周最小值的60- 80%，这表明25周的振幅甚至比当前的24周更弱。结论.太阳轴向偶极矩的平台是基于SFT模型进行较长时间太阳活动周预测的一个重要特征。
2017-10-17 astro-ph.SR
Exploring the predictability of the solar cycle from the polar field rise rate: Results from observations and simulations
针对太阳周强度难以预测的问题，本研究通过SFT模拟验证了极向场上升率与下一太阳周振幅相关性的稳健性，表明该特征可提前2到3年可靠预测太阳周峰值强度。
2024-02-02 astro-ph.SR
The solar magnetic field since 1700: II. Physical reconstruction of total, polar and open flux
我们已经使用半合成记录的基础上出现的太阳黑子群的太阳黑子数数据作为输入的表面通量输运模型重建的大规模太阳磁场和开放的日光层通量从1700年起的演变。半合成太阳黑子群记录的统计特性反映了皇家格林尼治天文台的太阳照相观测结果。其中包括太阳黑子数量和太阳黑子群纬度、纬度、面积和倾角之间的相关性。重建结果的总表面通量，极场，和日光层开放通量（由电流片源表面外推确定）同意与现有的观测或经验推导的数据和重建。我们确认了一个显着的正相关性极场活动最小期间和随后的太阳黑子周期的强度，这对太阳周期的通量传输发电机模型的影响。就在道尔顿极小值之前，在18世纪末，一个长周期之后是一个弱周期。我们发现，在1793年和1800年之间引入一个可能的“丢失”周期，导致开放通量的最小值发生了15年的变化，这与宇宙成因同位素记录是不一致的。
2011-02-07 astro-ph.SR
Coronal Mass Ejections and the Solar Cycle Variation of the Sun's Open Flux
行星际磁场（IMF）的径向分量的强度，这是一个衡量太阳的总开放通量，被观察到变化的大约一个因素，在11年的太阳周期。最近的几项研究提出，太阳的开放通量包括一个恒定的或“地板”的组成部分，占主导地位的太阳黑子最小，和一个随时间变化的组成部分，由于日冕物质抛射（CME）。在这里，我们指出CME不能解释2003年和2014年底发生的IMF强度的大峰值，并且与太阳赤道偶极矩的峰值相吻合。我们还表明，近地行星际日冕物质抛射，在理查森和凯恩的目录中确定，即使在太阳黑子最大的贡献最多$\sim$ 30%的平均径向IMF强度。我们的结论是，径向IMF强度的长期变化主要是由太阳的总偶极矩，四极矩和日冕物质抛射提供了额外的推动太阳黑子最大附近。大部分的开放通量都来自日冕洞，而日冕洞的太阳周期演化又反映了太阳最低阶多极的演化。
2021-04-15 astro-ph.SR
The total solar irradiance, UV emission and magnetic flux during the last solar cycle minimum
我们分析了太阳总辐照度（TSI）和光谱太阳辐照度作为紫外线发射（UV）在波长范围115-180 nm，在SORCE（太阳辐射和气候实验）的框架内的仪器TIM和SOLSTICE观察到的第23和第24周期之间的长太阳极小期。小波分析揭示了太阳黑子活动纬向带的磁通量增加，伴随着太阳活动复合体表面自转时标的TSI和UV的增加。当太阳活动的长寿命复合体存在时，中纬磁通量和TSI/UV之间出现同相相干结构。这些复合体与光球层下长寿命的磁场源有关，它们是由在同一纵向区域重新出现的磁通量维持的。在深太阳极小期（没有太阳黑子的时期）的相干结构已被发现，其中的综合中纬度磁通量之间的相位是提前的总太阳辐照度的时间尺度上的表面旋转。
2013-07-23 astro-ph.SR
Evolution of active and polar photospheric magnetic fields during the rise of Cycle 24 compared to previous cycles
比较了第23周下降相和最小值以及最近第24周上升相期间光球磁场的演化与前几个周期期间的行为。我们使用的纵向全磁盘磁图从国家统计局的三个magnetographs在基特峰，天气光学长期调查的太阳（SOLIS）矢量光谱磁力仪（VSM），光谱磁力仪和512通道磁力仪仪器，和纵向全磁盘磁图从山。威尔逊150英尺高的塔楼。我们分析了这两个天文台自1974年以来在天气允许的情况下每天观测的37年的观测结果，提供了一个机会来研究活动区域和极地场之间在几个太阳周期中的详细关系。结果表明，活动区极向磁场强度、高纬极向流磁场强度和极向流磁场强度的时间导数的年平均值在各半球都具有良好的相关性。这些结果是基于统计上显着的周期性模式，在活动区字段和Babcock-Leighton现象学模型的太阳活动周期是一致的。在第23周期后期（2004年前后），当南半球更加活跃时，以及第24周期到现在，当北半球更加活跃时，活动水平的半球不对称性比1974年以来的任何其他时间都要多。2004年左右，活动区净代理极向场在两个半球有效地消失了，此后极场没有明显增强。我们看到证据表明，第24周期磁场逆转的过程已经在两极开始。
2012-08-27 astro-ph.SR
A Potential New Mechanism for the Butterfly Diagram of the Solar Cycle: Latitude-dependent Radial Flux Transport
太阳活动周的蝴蝶图是太阳黑子出现纬度随太阳活动周的演变而向赤道迁移的过程。揭示蝴蝶图的机制对于理解太阳和恒星发电机至关重要。对流区底部的赤道向纬向流被认为是形成蝶形图的原因。然而，日震学研究表明，有争议的形式的流动，甚至目前的极向流的基础上的CZ，这提出了一个很大的挑战，被广泛接受的机制。这促使我们在本研究中提出一种新的机制。使用数据驱动的Babcock-Leighton型发电机模型，我们进行了数值模拟，探讨如何纬度依赖的径向通量输送影响的纬向迁移的环向场，在不同的纬向流剖面。结果表明，当高纬极向场的径向输送足够快时，高纬新周期的环向场比低纬早产生，反之亦然。因此，蝴蝶图被建议对应于由于极向通量的纬度依赖的径向传输的环向场的时间和纬度依赖的再生。
2022-12-02 astro-ph.SR
Automated Detection of EUV Polar Coronal Holes During Solar Cycle 23
提出了一种新的极冕洞自动检测方法。这种方法被称为周长跟踪，使用SOHO上的极紫外成像望远镜（EIT）在太阳活动周期23期间拍摄的一系列171，195和304张完整的磁盘图像来测量极冕洞的周长，因为它们出现在四肢上。周长跟踪通过在太阳边缘进行测量，最大限度地减少了由各种波长的发射等离子体造成的视线遮蔽。周长追踪还允许从数据中有机地得出极地自转周期为33天。我们称之为哈维轮换率，并从1900年1月4日开始计算哈维轮换。根据测量的周长，我们可以将曲线拟合到数据中，并在最佳拟合线内导出面积。1996年，在第23个太阳活动周开始时，我们观测到北极洞的面积约为太阳总表面积的4.2%，2007年约为3.6%。南极洞的面积在1996年约为4.0%，在2007年约为3.4%。因此，北极和南极的空洞面积现在比第23个周期开始时小了不超过15%。这与极性磁场相比，测量到现在比一个周期前少了大约40%。
2009-01-09 astro-ph.SR
The origin of the solar magnetic cycle
在总结相关观测资料的基础上，我们讨论了太阳对流区通量管动力学的研究如何帮助我们理解太阳黑子的形成。然后，我们介绍了通量传输发电机模型，并评估其成功的太阳周期和严格的周期性行为的偏离建模。
2011-03-17 astro-ph.SR
Flux-tube geometry and solar wind speed during an activity cycle
1天文单位处的太阳风速度随纬度和时间的变化反映了活动周期期间全球背景磁场的演变。一般认为，磁通量-管中的终端风速与其膨胀比是反相关的，这激发了广泛使用的半经验标度律的定义。在实践中，这样的标度律需要特别的修正。一个完全基于物理原理的预测定律仍然缺失。我们测试是否磁通管膨胀是控制因素的风速在所有阶段的周期和在所有纬度使用一个非常大的样本风载开放磁通量管。此外，我们还寻找额外的物理参数的基础上的几何形状的日冕磁场的终端风速的影响。我们使用MHD模拟的电晕和风耦合到发电机模型，以提供一个大的统计合奏开放的通量管，我们分析结合，以确定风速和几何参数之间的依赖关系的通量管是有效的全球（所有纬度和时刻的周期）。我们的研究证实，终端速度的太阳风非常强烈地依赖于几何形状的开放的磁通量-管，它流过。总通量管膨胀是更明显的反相关的风速快，而不是慢的风流动，并有效地控制这些流动的位置，在太阳能极小期。总的来说，实际的渐近风速也很大程度上取决于磁力线倾角和脚点处的磁场振幅。我们建议的方式，包括这些参数对未来的预测标度律的太阳风的速度。
2016-05-28 astro-ph.SR
The Solar Microwave Flux and the Sunspot Number
自1947年以来，太阳F10.7指数一直是一个可靠和敏感的活动指数。与其他指数一样，它在第23/24周期的最低点表现出不寻常的行为。太阳微波通量的起源在于各种特征，并在两个主要的发射机制：自由-自由和回旋共振。在过去的太阳活动周期中，F10.7与太阳黑子数SSN有很好的相关性。我们发现，这种相关性已经打破了周期~23，证实了这与日本的固定频率辐射微波数据。
2010-03-22 astro-ph.SR
The cause of the weak solar cycle 24
太阳活动的11年周期比之前的三个周期要少得多。在它之前有一个极深的活动极小期，极区磁通量很低，这是导致随后周期中太阳磁场活动的环向场的来源。对太阳表面场演变的模拟表明，弱极场以及当前周期24的弱点主要是由低纬度出现的一些较大的双极区造成的，这些双极区具有“错误”（即，相反的大多数为这个周期）的取向，他们的磁极在南北方向，这损害了增长的极场。这些区域有特别强的影响，因为它们出现在太阳赤道的$\pm10^\circ$纬度范围内。
2015-07-07 astro-ph.SR
Minima of Solar Cycles 22/23 and 23/24 as Seen in SOHO/CELIAS/SEM Absolute Solar EUV Flux
太阳EUV监测器（SEM）测量的He II 30.4 nm光谱带通中经过验证和更新的校准绝对太阳通量允许我们研究太阳EUV辐照度在太阳周期22/23和23/24的最小值附近的变化。基于8次（1996年至2007年）NASA探空火箭飞行，SEM数据与三个独立的EUV仪器的测量结果进行了比较，以验证和确认发表的SEM数据的准确性。SEM校准数据进行了分析，以确定和比较太阳周期22/23和23/24的最小值。使用SEM一阶日平均通量计算最小值点，该通量通过运行平均值（RM）滤波器进行平滑，平均窗口等于365天。这些最小值发生在1996年6月2日（22/23）和2008年11月28日（23/24）。23/24最小值在30.4 nm带通中显示出比22/23最小值低约15%的EUV通量。在23/24最小值附近的365天RM曲线具有显著的不对称性（EUV通量快速下降到最小值，并且在最小值之后有一个长的近水平轮廓）。这个轮廓与22/23最小值附近的通量的更快和对称的变化完全不同。SEM通量进行了比较，高光谱分辨率（0.1 nm）Mg II指数计算太阳辐射和气候实验（SORCE）使用太阳恒星辐照度比较实验（SOLSTICE）数据和NOAA复合Mg II指数光谱。
2009-11-04 astro-ph.SR
Coronal Holes and Open Magnetic Flux over Cycles 23 and 24
由于太阳磁场线的足迹的观测特征通向日光层，冕洞提供了这些线的结构和演变的关键措施。利用太阳和日光层天文台/极紫外成像望远镜（SOHO/EIT）、太阳动力学天文台/大气成像组件（SDO/AIA）和日地关系天文台/极紫外成像仪（STEREO/EUVI A/B）的组合，在1996-2015年（近两个太阳周期）进行极紫外（EUV）观测，自动检测和表征冕洞。冕洞面积分布在纬度上表现出不同的行为，定义了极区和低纬度冕洞。南北两极地区表现出明显的不对称性，两极冕洞的出现和消失在半球之间存在滞后。
2016-12-22 astro-ph.SR
Flux erosion of magnetic clouds by reconnection with the Sun's open flux
磁云（MC）是一种磁绳结构，它是太阳日冕物质抛射的一个子集，对空间天气有重要影响。MCs的地球有效性取决于其在行星际通过过程中演化的性质。基于对跨越两个太阳活动周的观测结果的分析，我们建立了与环境太阳风磁场（即，日光层开放通量）经由磁重联而损失了它们初始磁通量的相当大的量，这在某些情况下降低了它们的地球效率。我们发现MCs的侵蚀通量和太阳开放通量之间存在线性相关关系，这与MC侵蚀是通过MC行星际传播过程中覆盖在MC周围的当地日光层磁场介导的假设是一致的。太阳开放通量受太阳黑子周期的控制。因此，这项工作揭示了一个迄今为止未知的太阳周期调制的MC的属性的途径。
2021-03-10 astro-ph.SR
Synthetic solar cycle for active regions violating the Hale's polarity law
双极活动区（AR）的长期观测序列提供了有关全球太阳磁场极向和环向分量相互转换的重要信息。根据黑尔极性定律，环向场的方向决定了AR中领先黑子的极性。绝大多数双极AR都遵循这种规律，而少数AR具有相反的极性（反黑尔AR）。然而，对这些AR的研究受到其统计数据不足的阻碍。本文将16-18和23、24年5个11年周期的资料综合起来，编制了一个具有独特时长和纬向宽度的合成周期。合成周期包括14838个AR的数据，其中367个是抗Hale AR。演示了编译合成循环的特定例程。我们发现，在一般情况下，反黑尔AR遵循太阳活动周期，并均匀地分布在整个时间-纬度图，这意味着它们与全球发电机机制和环形通量系统的根本联系。它们的数量和百分比的增加发生在周期的第二部分，这有利于它们对极场反转的贡献。反海尔AR的百分比在蝴蝶图的边缘和附近的一个即将到来的太阳极小值（在那里的环向场减弱）的过剩可能与湍流对流和磁场波动的影响，对出现的通量管的加强。磁赤道和日面赤道之间的错位的证据也被发现。
2022-03-02 astro-ph.SR
A long term multi-frequency study of solar rotation using solar radio flux and its relationship with solar cycles
本文通过研究1967-2010年期间太阳大气各层的射电辐射逃逸，研究了太阳自转（超过四个太阳周期）的长期时空波动。通量调制方法也可以用来研究太阳自转的变化，这是太阳物理学中一个有争议的话题。目前的研究利用了1967年至2010年在美国马萨诸塞州萨加莫尔山太阳射电天文台和其他天文台获得的不同频率（245-15400 MHz）的无线电通量数据的时间序列。利用Lomb Scargle Periodogram（LSP）估计时间序列时间变化的周期性。通过统计方法对日冕606、1415、2695 MHz和过渡区4995、8800 MHz等5种射电辐射的自转周期进行了估算，结果表明，这些辐射的自转周期在时间和空间上都是连续变化的。平滑后的自转周期显示出$\sim$ 22年周期和$\sim$ 11年周期的存在，其中22年周期的成分可能与太阳磁场（Hale）周期的反转有关，而11年周期的成分则可能与太阳黑子（Schwabe）周期有关。除了这两个成分外，随机成分也显著存在于分析的数据中。太阳黑子数与自转周期之间的互相关与11年Schwabe周期和22年Hale周期有很强的相关性。在不同的历元中，日冕的自转速度比过渡区快或慢。日冕和过渡区之间的较快转速的交换也遵循22年的周期。
2021-07-03 astro-ph.SR
Babcock Redux: An Ammendment of Babcock's Schematic of the Sun's Magnetic Cycle
我们修改巴布科克的全球发电机过程，维持太阳的22年磁周期的原始方案。修正后的方案符合Babcock观测到的磁活动周期和对流带的特征，并基于Spruit和Roberts（1983）关于对流带中磁通量管的想法。一系列的四幅示意图展示了对流区上方、内部和底部的磁场的全球配置从太阳黑子周期23到周期24的演化。修正方案的三个关键要素是：（1）当来自正在进行的太阳黑子周期的黑子区欧米加环场的净随极场被向极扫去以抵消和取代来自前一个太阳黑子周期的相反极性的极冠场时，它仍然与正在进行的太阳黑子周期的对流区底部的环形源场带相连接;（2）对流带自由对流的拓扑抽运作用使向极迁移的随极场的水平范围被推到底部，迫使它逐渐抵消并取代其下方连接当前旋回源场带与前一旋回极冠场的旧水平场;（3）在每个极半球，对流区纬向差异旋转低压通过不断剪切沉降的新水平场的极向分量，在正循环带的极向产生下一循环源场带。修正后的方案是巴布科克方案的一个更合理的版本，其可行性可以通过适当的运动学通量传输太阳能发电机模拟来探索。
2016-06-16 astro-ph.SR
Magnetic flux structuring of the quiet Sun internetwork. Center-to-limb analysis of solar-cycle variations
现在已经确定，平静的太阳比活跃的区域包含更多的磁通量，是重要的磁能储存库。但这些领域的性质和演变在很大程度上仍然未知。我们研究太阳周期和中心到肢体的磁通量结构的变化在小尺度上在互联网地区的安静的太阳。我们使用了2008年至2016年辐照度计划中的Hinode SOT/SP数据。磁通量密度的地图是从重心的方法适用于FeI 630.15 nm和FeI 630.25 nm线。为了纠正从仪器涂抹的地图，我们采用了反卷积方法的基础上的主成分分析的线轮廓和Richardson-Lucy反卷积的系数。然后，我们对跨越广泛纬度的10”x 10”互联网络区域中磁通量密度的空间波动进行了谱分析。在低纬度和中纬度地区，功率谱不随太阳活动周期发生显著变化。然而，在太阳最大的一个扫描活动带显示增强的网络，边际增加的磁波动的功率观察颗粒和更大的尺度在互联网。在高纬度地区，我们观察到颗粒和更大尺度的变化，其中功率在太阳活动最大时下降。在所有的纬度上，尺度小于0.5“的磁波动的功率在整个太阳周期中保持不变。我们的研究结果有利于一个小规模的发电机，在互联网络中运行，但他们表明，全球发电机也有助于互联网络领域。
2021-05-18 astro-ph.SR
