The Waldmeier Effect in Sunspot Cycles
我们讨论了Waldmeier效应的两个方面，即（1）太阳黑子周期的上升时间与其强度（WE1）反相关和（2）太阳黑子周期的上升速率与其强度（WE2）相关。通过对四个不同数据集的分析，我们得出结论，WE1和WE2都存在于所有数据集中。我们研究这些影响，理论上通过引入适当的随机波动，在我们的定期太阳发电机模型。
2010-08-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Waldmeier Effect in Stellar Cycles
太阳磁场周期最强大的特征之一是，较强的周期比较弱的周期上升得更快。这就是众所周知的Waldmeier效应，已经有80多年的历史了。太阳周期的这一基本特征不仅具有实际意义，例如，预测太阳活动周期，同时也对理解太阳发电机有着重要意义。在这里，我们提出了一个问题，即瓦尔德迈尔效应是否存在于其他类太阳恒星中。为了回答这个问题，我们分析了威尔逊山天文台21颗类日G-K星的Ca \II{} H \& K S指数.我们具体检查Waldmeier效应的两个方面，即WE 1：上升时间和峰值之间的反相关性和WE 2：上升速率和幅度之间的正相关性。结果表明，除HD~16160、HD~81809、HD~155886和HD~161239外，所有恒星都显示WE 2。而WE 1只存在于所研究的一些恒星中。此外，WE 1相关性弱于WE 2。WE 1和WE 2也存在于太阳S指数中。类似于太阳周期，许多恒星的磁周期在其最大值附近是不对称的。瓦尔德迈尔效应和类太阳恒星中的不对称周期的存在表明，在太阳中运行的发电机机制也在其他恒星中运行。
2019-09-26 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Oscillator Models of the Solar Cycle and the Waldmeier Effect
本文研究了vanderPol振子的阻尼参数$μ$或非线性参数$ξ$受加性或乘性随机噪声作用时的行为。假设各种幂律指数的振荡变量和太阳黑子数之间的关系，对于每种情况下，我们映射的参数平面所定义的振幅和相关时间的扰动和标记的参数制度，太阳黑子数显示太阳的行为。类太阳行为在这里被定义为上升率和周期振幅之间的良好相关性{ \it}，以及衰减率和振幅之间缺乏良好相关性，以及显著的（$\ga 10$ \，%）r.m.s.周期长度和周期振幅的变化。发现单独扰动$μ$和扰动的van der Pol振子并不表现出类太阳行为。当扰动变量为$ξ$时，相关时间约为3- 4年且振幅显著的扰动表现出类似太阳的行为。这些研究可能会提供有用的太阳能发电机模型和参数的约束。
2014-04-14 astro-ph.SR
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
Oscillating dynamo models with a time-nonlocal $α$ effect
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)（波茨坦阿斯特罗物理研究所）；University of Potsdam（波茨坦大学）；INAF, Catania Astrophysical Observatory（意大利国家天体物理研究所，卡塔尼亚天文台）
该研究将传统α效应扩展为时间非局部形式，发现其能简化发电机激发、延长周期并产生锯齿状磁场轮廓，且能重现Waldmeier趋势及类似蒙德极小期的弱周期事件。
2026-09-17 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
Correlation Between The Rise Rate And The Amplitude Of The Solar Magnetic Cycles
我们讨论了Waldmeier效应的一个重要方面，即强周期比弱周期快速上升。我们研究了四个不同的太阳活动指数数据集，发现太阳活动的幅度和上升率之间有很强的线性相关性。我们研究这种影响，理论上通过引入适当的随机波动，在我们的定期太阳发电机模型。
2011-02-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Flux-transport and mean-field dynamo theories of solar cycles
我们指出的困难，进行直接数值模拟的太阳发电机问题，并认为，运动学平均场模型是我们最好的理论工具，目前详细解释太阳活动周期的各个方面。最有前途的运动学平均场模型是通量输运发电机模型，其中环向场由速跃层中的差动旋转产生，极向场由太阳表面的Babcock-Leighton机制产生，纬向环流起着至关重要的作用。取决于扩散率是高还是低，无论是扩散率或对流环流提供了主要的传输机制的极向场到达对流区的底部从顶部。我们指出，高扩散率通量输送发电机模型是一致的观测数据的各个方面。太阳活动周期的不规则性主要是由巴布科克-莱顿机制和日冕环流的波动产生的。我们总结了最近的工作，在磁通量传输发电机的纬向环流的波动，导致解释等事情的Waldmeier效应。
2012-11-02 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Reversals of the solar magnetic dipole in the light of observational data and simple dynamo models
观测表明，在每个太阳活动周中，太阳磁场发生反转时，光球层的太阳磁偶极子通常不会消失。相比之下，平均场太阳发电机模型预测偶极场确实会变为零。在最近的一篇论文中，Moss等人（2013）提出，这种矛盾可以解释为表面极向场的小尺度磁波动的大尺度表现。在这里，我们比较这种解释与WSO（威尔科克斯太阳天文台）光球磁场的数据，以确定所需的解释的现象，并比较结果与预测从一个简单的发电机模型，考虑到这些波动的磁场波动的幅度。我们表明，WSO数据有关的磁偶极子反转是非常相似的预测，我们非常简单的太阳发电机模型，其中包括平均磁场和波动。磁波动的均方根值和平均场之间的比值估计为2左右，与太阳黑子数据的估计合理一致。在4个月左右的反转期内，偶极子的脉动贡献大于平均场的脉动贡献。波动的记忆时间约为2个月。观测表明，磁波动的均方根强烈调制的太阳周期的相位。这为太阳磁场是由单一发电机机制而不是由独立的小规模发电机作用产生的概念提供了额外的支持。一个弱的非轴对称磁场的波动性质的建议产生的分析，寿命约为1年。
2014-07-05 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
Effects of alpha-effect fluctuations on simple nonlinear dynamo models
本文研究了在一个简单的非线性一维发电机波模型中，α效应与大尺度剪切的相互作用。我们首先扩展了Proctor（2007，MNRAS，41，L39-L42）的计算以包括波动的空间变化，并且发现即使当平均α为零时，也可以存在磁场产生的机制，只要波动的时空谱具有适当的形式。我们调查平均场发电机行动时所产生的新的长期的波动是非零的，目前的结果有关的稳定性和频率的解决方案和宇称选择的非线性制度。讨论了α效应项为涨落函数的传统平均场模型的渐近理论与显式模拟之间的关系。
2010-11-10 astro-ph.SR physics.flu-dyn
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
Effects of shell thickness on cross-helicity generation in convection-driven spherical dynamos
研究了旋转球壳中螺旋度和交叉螺旋度电动发电机效应对混沌热对流自持磁场产生的相对重要性，并将其作为球壳厚度的函数。发电机解决方案的两个不同的分支被发现共存于直接数值模拟壳的纵横比在0.25和0.6之间的平均场偶极制度和波动偶极制度。的特性表征共存的发电机吸引子进行了比较和对比，包括磁场和旋转热对流的时间行为和空间结构的差异。螺旋度$α$ -效应和交叉螺旋度$γ$ -效应被认为是在波动偶极发电机制度，其中它们的比例不随壳厚度显着变化的强度相媲美。与此相反，在平均场偶极发电机制度的螺旋$α$ -效果占主导地位的约两个数量级，并成为更强的壳厚度减小。
2020-12-13 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.geo-ph
Turbulent cross-helicity in the mean-field solar dynamo problem
我们研究了湍流交叉螺旋度的动力学和统计特性（对齐的脉动速度和磁场分量的相关性）。我们导出了控制湍流交叉螺旋度的产生和演化的方程，并讨论了它对发电机的意义。利用问题的对称性，我们提出了一个湍流交叉螺旋度赝标量的一般表达式，并计算了湍流系数。考虑了密度分层、大尺度磁场、差异旋转和湍流对流的影响。我们研究了分布平均场发电机模型和通量输运发电机模型中这些效应对跨螺旋度演化的相对贡献。我们发现，从密度分层的贡献如下的径向磁场的演变，而大规模的电流产生一个更复杂的模式的交叉螺旋的可比幅度。我们认为交叉螺旋度的观测分析结果将取决于平均尺度。我们的研究结果表明，交叉螺旋度的演变模式强烈依赖于发电机机制的细节。因此，我们预计，直接观测太阳上的交叉螺旋度可能有助于诊断太阳发电机过程的目的。
2011-10-06 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
The alpha effect with imposed and dynamo-generated magnetic fields
采用两种不同的方法估计螺旋湍流中的非线性α效应与施加的磁场：施加场的方法，由于施加场的电动势被使用，和测试场的方法，其中单独的演化方程求解一组不同的测试字段。这两种方法都同意较强的磁场，但有明显的差异，较弱的领域，可以解释的影响，发电机产生的磁场的规模上的域，被称为中尺度磁场。例子进行了讨论，这些中尺度领域可以导致大幅高估和低估的值相比，运动学的情况下，α。研究表明，通过在一定的时间间隔内将波动磁场复位到零，可以恢复运动学值。它的结论是，这是首选的技术都强加场和测试场的方法。
2009-11-13 astro-ph.SR
Electrodynamics of turbulent fluids with fluctuating electric conductivity
考虑了电导率波动对平均场电动力学系数的影响。如果假设电导率波动与湍流速度场不相关，则只有流体的有效磁扩散率降低，大尺度磁场的衰减时间增加。如果电导率和流动的波动在某个方向上相关，则额外的抗磁泵浦效应导致在与电阻率通量矢量$\langle η'\vec{u}'\rangle$相反的方向上传输磁场。即使对于存在旋转的均匀湍流场，也会出现α效应。然而，对于地球外核或太阳对流区的特征值，α效应的发电机数永远不会达到超临界值，从而不能作为$α^2$发电机运行。
2020-06-19 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Modelling variability of solar activity cycles
上下文太阳活动周期的幅度和持续时间各不相同。这种变化至少可以部分地用发电机参数的波动来解释。目标。我们希望限制波动发电机参数的不确定性，并找出波动的哪些属性控制可变发电机周期中的磁场和能量的振幅。方法.一个通量输运模型的太阳发电机与波动的Babcock-Leighton型$α$ -效应被应用到产生的统计磁周期为我们的目的。统计数据进行了比较，太阳活动周期的数据，以限制发电机波动的相关时间。结果估计$α$效应波动的特征时间接近太阳自转周期。波动在发电机周期的上升和下降时间之间产生不对称性，上升时间平均较短。波动对周期振幅的影响取决于波动发生的周期的相位。在极向场的上升相位中的负涨落（$α$的减小）延迟了极向场的衰减，并增加了环向场和磁能的周期幅度。下降阶段的负波动降低了一个周期结束时的极场和下一个周期的振幅。第24个太阳活动周期的低振幅与前23个太阳活动周期相比，可以通过这种效应来解释。下降阶段中的正波动通过增加下一周期的种子极向场来增强下一周期的磁能。计算的周期能量的统计表明，在太阳上不可能发生$\ge 10^{34}$ erg的超级耀斑。
2018-04-17 astro-ph.SR
Scaling and intermittency in incoherent α-shear dynamo
本文考虑具有涨落α效应的平均场发电机模型，包括有切变和无切变两种情况。α效应被选择为具有零均值和给定协方差的高斯白噪声。我们分析表明，平均磁场不增长，但在一个无限大的域，均方磁场显示指数增长的最快增长模式的速度成正比的剪切速率，这与早期的数值结果Yousef等人（2008年）和最近的分析处理Heinemann等人（2011年）谁使用的方法不同于我们的。在没有切变的情况下，非相干α^2发电机也是可能的。通过对磁场三阶和四阶矩增长率的计算，进一步证明了该发电机产生的平均磁场的概率密度函数是非高斯的。
2013-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Negative magnetic eddy diffusivity due to oscillogenic $α$-effect
本文用多尺度稳定性理论的渐近方法研究了仅涉及小空间尺度的不可压缩流体稳态镜像反对称流的大尺度运动发电机作用。事实证明，由于磁$α$ -效应在这样的流动，大尺度平均场经历谐波振荡的时间尺度O（$\varepsilon t$）没有增长或衰减。这里，$\varepsilon$是空间尺度比，而$t$是流周转时间量级的快时间。伴随的波动磁场与流动的相互作用引起各向异性的磁涡流扩散率，其对大尺度波矢量的方向的依赖性一般表现出奇异行为，因此对于任何分子的磁扩散率都是负的涡流扩散率。因此，这样的流动总是作为运动发电机的时间尺度O（$\varepsilon^2t$）;在涡扩散率是无限的方向，大规模的平均场增长率是有限的尺度O（$\varepsilon^{3/2}t$）。我们研究数值两个样本流的发电机机制。
2019-05-07 astro-ph.SR math.AP nlin.CD
