Statistical Analysis of Current Helicity and Twist in Solar Active Regions over the Phases of the Solar Cycle Using the Spectro-Polarimeter Data of Hinode
电流螺旋度和太阳磁场扭曲度是表征太阳对流带发电机机制的重要参量。本文对日之出太阳光学望远镜分光偏振仪（SP）观测到的太阳活动区螺旋度进行了统计研究。我们使用了2006年至2012年获得的总共80个活动区域的558个矢量磁图的SOT-SP数据。我们已经应用空间平滑和划分的数据点到弱和强场范围比较不同尺度和场强的贡献。我们发现，当考虑弱磁场（绝对场强$< 300$高斯）时，电流螺旋度遵循所谓的半球符号规则。另一方面，当考虑较强的磁场并应用2.0弧秒的平滑（模仿地面观测）时，电流螺旋度的模式波动并违反半球符号规则。此外，我们还发现了一种倾向，即弱场和倾斜场更好地符合半球符号规则，而强场和垂直场则倾向于违反半球符号规则。强、弱磁场分量螺旋度的这些不同性质，为理解太阳发电机以及太阳活动区的形成和演化机制提供了重要线索。
2014-10-28 astro-ph.SR
Evolution of Magnetic Helicity and Energy Spectra of Solar Active Regions
我们采用傅立叶变换的磁场两点相关张量的各向同性表示来估计两个独立活动区（NOAA 11158和NOAA 11515）的磁能谱、螺旋度谱和电流螺旋度谱，以及谱指数在它们的发展过程中以及在太阳活动周期间的变化。分析了磁场能量谱指数和电流螺旋度谱指数偏离5/3的情况，发现它低于磁场能量谱指数。此外，分数磁螺旋度有随载能磁结构尺度增大而增大的趋势。NOAA 11515的磁螺旋度违反了预期的半球符号规则，这被解释为在大于30- 60微米的尺度上增强的磁场强度的效果，具有相反的螺旋度符号。这与一般的周期依赖性是一致的，这表明在太阳极大值附近的磁能和螺旋度谱是陡峭的，强调了大尺度场。
2016-02-22 astro-ph.SR
The Minimal Helicity of Solar Coronal Magnetic Fields
位场外推法被广泛地用作太阳日冕磁场的最小能量模型。作为与其他磁场进行比较的参考，它们--根据任何合理的定义--都没有全局（符号）磁螺旋度。在这里，我们调查的内部拓扑结构，没有被捕获的整体螺旋积分，通过分裂成个人场线螺旋。这些计算使用位场外推从磁记录观测太阳周期24，以及一个简单的说明性模型的一个单一的双极区域的偶极背景。我们发现，局部补丁的场线螺旋度主要来自强活动区域和它们的叠加场之间的联系，使总的无符号螺旋度与光球和开放通量的产品相关。在每个活跃区域内，正螺旋度和负螺旋度可能是不平衡的，但有符号螺旋度只有无符号螺旋度的十分之一左右。有趣的是，在第24周，有一个明显的峰值，在无符号螺旋度造成的一个单一的大活动区。平均而言，总的无符号螺旋度在考虑的分辨率是大约两倍的典型的有符号螺旋度的一个真正的活动区域，根据非潜在的模型在文献中。
2020-07-21 astro-ph.SR
Magnetic and Velocity Field Topology in Active Regions of Descending Phase of the Solar Cycle 23
我们分析的拓扑结构的光球磁场和次光球流的几个活动区（AR），在太阳活动周期23的峰值下降阶段观察。我们的分析表明，在所有的拓扑参数，如磁，电流和动力学螺旋度，和“卷曲发散”的半球偏好的明确证据。结果表明，北（南）半球有68%（67%）的AR具有负（正）磁螺旋度。68%（68%）的AR在电流螺旋度上发现了相同的半球偏好符号。半球的偏好被发现存在统计上的所有时间，除了在一些AR的观察在高峰期和结束阶段的太阳活动周期。这意味着磁场主要是左（右）螺旋的尺度小于北（南）半球的个别AR。我们发现，磁场和电流螺旋度参数显示向赤道传播类似于太阳黑子周期。动力学螺旋度与磁场和海流螺旋度参数的半球变化趋势相似。在北（南）半球2.4 μ m深度处，有65%（56%）的AR具有负（正）动力螺旋度和辐散旋度。动力螺旋度的半球分布在较大深度处变得更加明显，例如，69%（67%）.动力螺旋度的半球趋势与海流螺旋度的半球趋势相似，支持平均场发电机模型.我们还发现，半球分布的所有参数增加AR的场强。光球磁场和近地表亚光球流场的拓扑结构没有显示出良好的关联，但它们之间的相关性随着深度的增加而增强，这可能表明在AR的更深层有更多的对齐流。
2020-06-24 astro-ph.SR
The origin of the helicity hemispheric sign rule reversals in the mean-field solar-type dynamo
对过去两个太阳活动周期太阳磁螺旋度代用指标的观测显示，螺旋度半球符号规则发生了逆转（北半球为负，南半球为正）。我们应用平均场太阳发电机模型来研究在太阳对流区的发电机的磁螺旋度符号的反转。磁螺旋度的演化受守恒定律控制。我们发现，小尺度磁螺旋度的符号的反转遵循发电机波在对流区内传播。因此，磁螺旋度反转的空间分布反映了大尺度磁场的产生和演化过程。在地面上，螺旋度符号反转的模式由对流区顶部的磁螺旋度边界条件决定。我们证明了发电机参数的波动和发电机周期振幅的变化对磁螺旋度符号规则的逆转的影响。结果表明，大尺度轴对称场的磁螺旋度可以作为太阳发电机的一种附加观测示踪剂。
2013-04-09 astro-ph.SR
New dynamo pattern revealed by solar helical magnetic fields
以前无法观测到的太阳磁场的镜像不对称性--被认为是驱动11年活动周期的发电机机制的关键成分--现在已经被测量到了。这是通过在米斯、怀柔和三鹰的观测站对太阳活动区进行20多年的系统监测实现的。本文详细分析了怀柔太阳观测站的矢量磁场资料。根据这些数据估算了电流螺旋度（电流和同方向磁场分量的乘积），并绘制了最近两个太阳活动周期间太阳螺旋度的纬度-时间图。我们发现，像太阳黑子螺旋模式传播赤道，但不像太阳黑子极性螺旋在每个太阳半球不改变从周期到周期的符号-确认理论。然而，在每个周期中，当符号确实短暂反转时，有两个重要的时间-纬度域。我们的发现为恒星和行星发电机提供了新的线索，但尚未纳入理论。
2009-11-30 astro-ph.SR
First Synoptic Maps of Photospheric Vector Magnetic Field from SOLIS/VSM: Non-Radial Magnetic Fields and Hemispheric Pattern of Helicity
利用太阳光学长期巡天观测系统（SOLIS）上的矢量磁谱仪（VSM）逐日全圆盘矢量磁图，合成了第一批光球矢量磁场卡林顿图。我们描述了这些地图，并进行了比较观测到的径向场与径向场估计从LOS磁图。此外，我们采用这些地图来研究目前的螺旋度密度，HC，在太阳活动周期24的上升阶段的半球图案。连续23个太阳自转的经向平均值显示了半球螺旋度规则的明显特征，即Hc主要在北方为负，在南方为正。虽然我们的数据包括第24周的早期阶段，似乎没有证据表明在周期开始时，一些发电机模型预测的半球螺旋度规则可能（系统）逆转。此外，我们分别计算了弱（100<|B_r| <500 G）和强（|B_r| >1000 G）径向磁场下活动区纬度（-30 deg \le θ \le 30 deg）的半球图案。我们发现，虽然强场的当前螺旋度遵循众所周知的半球规则（即，θ。Hc < 0），弱场的H_c表现为逆半球行为（即，θ。HC > 0），尽管具有大的统计分散。我们讨论了两种可能的情况来解释相反的半球趋势的螺旋度在弱和强场区。
2013-05-14 astro-ph.SR
A new simple dynamo model for stellar activity cycle
提出了一个新的恒星活动周期发电机模型。通过考虑非均匀平均流对湍流的影响，表明湍流横螺旋度（速度-磁场相关性）应作为平均绝对涡度的耦合系数进入湍流电动势的表达式。交叉螺旋度效应的引入使得本模式与现有的$α$ -- $Ω$ --型模式主要有两点不同。首先，除了通常的$α$（螺旋度效应）和$β$（湍流磁扩散率），我们认为$γ$系数（交叉螺旋度效应）作为发电机过程的关键成分。第二，不同于$α$和$β$系数，这往往是作为一个可调参数在目前的研究，时空演变的$γ$系数是同时解决的平均磁场方程。基本情况如下：在存在湍流交叉螺旋度的情况下，由湍流交叉螺旋度介导的环向旋转引起环向场。$α$效应从环形场产生极向场。这个极向场产生了一个湍流的十字螺旋度，其符号与原来的相反。然后，一个循环的逆转完成。最简单的本征值分析给出了一个蝴蝶图，它证实了上述情况，以及向赤道迁移，交叉螺旋度和磁场之间的相位关系等这些结果表明，湍流交叉螺旋度的振荡是一个关键的活动周期。湍流交叉螺旋度的反转不是磁场反转的结果，而是磁场反转的原因。这个新的模型有望开辟平均场或湍流闭合发电机方法的可能性。
2016-04-04 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Energy and helicity budgets of solar quiet regions
我们研究了太阳宁静区的自由磁能和相对磁螺度收支。使用一种新的非线性无力方法，需要单一的太阳矢量磁图，我们计算的瞬时自由磁能和相对磁螺旋度预算在55个安静的太阳矢量磁图。在以前的工作中的活动区域，我们在这里构建的第一次（自由）能量（相对）螺旋图安静的太阳区域。我们发现，安静的太阳区域没有主导意义的螺旋度和显示单调相关a）之间的自由磁能/相对螺旋度和磁网络面积，因此，b）之间的自由磁能和螺旋度。安静的太阳区域的自由磁能预算代表了一个相当连续的扩展各自的活动区域的预算朝着较低的值，但相应的螺旋度过渡是不连续的，由于螺旋度的意义上的不相干性相反的活动区域。我们进一步估计了整个宁静太阳的瞬时自由磁能和相对磁螺度预算，以及整个太阳周期的相应预算。推导出的瞬时自由磁能预算，并在较小程度上，相对磁螺旋度预算在整个安静的太阳相当大的活动区域的各自的预算，而总预算内的太阳周期被发现高于以前的报告。自由能预算与为网络中的细尺度结构（如斑点和针状物）提供动力所需的能量相当。
2014-03-04 astro-ph.SR
Magnetic Helicity Reversals in a Cyclic Convective Dynamo
我们研究的作用，磁螺旋度在促进循环磁活动的全球，三维，磁流体动力学（MHD）模拟的对流发电机。该模拟的特点是对流区内存在的环形场的相干带，在南北半球具有相反的极性。在整个周期的大部分时间里，这些带的磁螺旋度在北半球是负的，在南半球是正的。然而，在每个周期的下降阶段，这个半球规则逆转。我们把这归因于一个全球性的重组的磁拓扑结构，这是由跨赤道的带的相互作用引起的。这种带的相互作用似乎是最终负责，或至少与，衰减和随后的逆转的环形带和极场。我们简要地讨论了这些结果的太阳观测的背景下，这也表明了一些潜在的证据环带相互作用和螺旋度反转的影响。
2016-05-31 astro-ph.SR
The Sun's Non-Potential Corona over Solar Cycle 24
本研究通过磁摩擦模型模拟太阳活动周24的日冕，量化自由能与螺度的活动周演化，提出喷发度量，并揭示活动区内部螺度对喷发模式的关键作用。
2024-05-23 astro-ph.SR
Magnetic Helicity Flux across Solar Active Region Photospheres: I. Hemispheric Sign Preference in Solar Cycle 24
在太阳大气中的许多特征中观察到磁螺旋度的主导符号的半球偏好：即，北/南半球的左旋/右旋螺旋度。不同的物理过程，可能有助于所观察到的半球符号偏好（HSP）的磁螺旋度的相对重要性仍在争论中。在这里，我们使用太阳动力学天文台（SDO）上的日震和磁成像仪（HMI）的光球矢量磁场观测，估计了2010年至2017年太阳活动周期24期间出现的1，105个独特活动区域（AR）的4，802个样本的光球表面磁螺旋度通量（$dH/dt$）。$dH/dt$的估计表明，63%和65%的研究AR样本在北半球和南半球，分别遵循HSP。我们还发现，当AR（1）出现在太阳活动周期的早期倾斜阶段或高纬度地区;（2）具有较大的$|dH/dt|$值、总无符号磁通量和平均等离子体流速时，$dH/dt$的HSP从~50-60%增加到~70-80%。这些观测结果支持了HSP的增强主要是由科氏力作用于通过湍流对流区的急剧上升和膨胀的通量管。此外，太阳表面的差异旋转以及通量输送发电机的速跃层$α$效应可能会加强高纬度地区的AR的HSP。
2020-10-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Measuring stellar magnetic helicity density
螺旋度是磁场的一个基本属性，但迄今为止，它只可能在一颗恒星-太阳中观察到它的演变。在本文中，我们提供了一个简单的技术映射的大尺度螺旋度密度在任何恒星的表面只使用可观察到的数量：极向和环形磁场组件（可以确定从塞曼多普勒成像）和恒星半径。我们使用的51颗恒星的质量范围为0.1-1.34 M $_\odot$的样本，以显示螺旋密度与恒星质量，Rossby数，磁能和年龄。我们发现大尺度螺旋度密度随着Rossby数$R_o$的减小而增加，在$R_o \simeq 0.1$处达到峰值，在低于该值时达到饱和或减小。对于完全对流和部分对流的恒星，我们发现平均绝对螺旋度密度与均方环向磁通密度的比例符合幂律：$|\langle{h\,}\rangle|$ $\propto$ $\langle{\rm{B_{tor}}^2_{}\,\rangle}^{0.86\,\pm\,0.04}$。这种关系中的散射与整个太阳周期的变化一致，我们分别使用太阳周期23和24的模拟和观测来计算。我们发现螺旋度密度随着年龄的增长而显著降低。
2020-01-31 astro-ph.SR
A global two-scale helicity proxy from $π$-ambiguous solar magnetic fields
如果阿尔法效应在太阳磁场的产生中发挥了作用，那么这个磁场应该在大小尺度上显示出相反符号的磁螺旋性的证据。测量这面临着两个挑战：（i）在弱场区域，水平场测量是不可靠的，因为π的模糊性，和（ii）一个需要一个真正的全球性的方法来计算螺旋度谱的情况下，人们预计在赤道上的所有波数的符号反转。在这里，我们开发了这样一种方法，使用自旋2球谐函数分解的奇偶偶和奇偶奇的E和B偏振的线偏振，分别。使用简单的一维和二维模型，我们表明，产品的光谱分解的E和B，在球谐度，移动了一个，可以作为一个代理的全球磁螺旋度的符号，代表在北半球。然后，我们将这种方法应用于分析太阳天气矢量磁图，从中我们提取了一个伪极化对应的“π模糊”磁场，即，一个没有箭头的磁场矢量。我们发现，全球EB螺旋度代理在球谐度约为6的负号。这可能表明在大的长度尺度上有正的磁螺旋度，但光谱未能捕捉到在较小尺度上众所周知的负磁螺旋度的明确证据。这种方法也适用于恒星和银河系的偏振数据。
2019-09-15 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
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
The dynamics of Wolf numbers based on nonlinear dynamo with magnetic helicity: comparisons with observations
我们使用非线性一维发电机模型和沃尔夫数演化的唯象方程研究太阳活动的动力学。这个方程组是数值求解的。我们考虑到阿尔法效应的代数和动态非线性。这种动力学非线性与小尺度磁螺度的演化有关，导致太阳活动的复杂行为。Wolf数的演化方程是基于作为负有效磁压不稳定性（NEMPI）的结果的磁斑形成机制。这种现象在25年前就被预测到了，近年来通过直接数值模拟和平均场模拟进行了深入的研究。沃尔夫数的演化方程包括太阳黑子的产生和衰变。数值模拟的结果与观测资料的比较表明，在所有的观测时间间隔（约270年）内，Wolf数的相关性为70%。我们确定的沃尔夫数的最大值与周期的周期和不对称的太阳周期与周期的振幅的依赖性。这些依赖关系与观测结果吻合得很好。
2016-05-25 astro-ph.SR
The spectra of solar magnetic energy and helicity
本研究比较 HMI 和 SOLIS 磁图，发现太阳磁能和螺旋度谱的定性特征依赖于仪器，表明现有 synoptic magnetograms 不足以可靠用于 mean-field dynamos 研究。
2025-05-01 astro-ph.SR
Magnetic helicity and eruptivity in active region 12673
上下文2017年9月，第24太阳活动周期最大的X级耀斑发生在该周期最活跃的区域AR 12673。由于其独特的形态和进化特征，人工耳蜗引起了人们的广泛兴趣。在AR中检查的参数是磁螺旋度，但要么只是大约，和/或间歇性。目的。这项工作是有兴趣在研究的相对磁螺旋度的演变和它的分解，非潜在的两个组成部分，和体积线程之一，在时间间隔周围的AR 12673的最高活动。特别强调的是研究的非潜在的总螺旋度的比率，这是最近提出的一个指标的ARs喷发。方法.对于这些，我们首先使用两种不同的基于优化的外推程序来逼近AR的冠状磁场，并选择在每个时刻产生最可靠螺旋度值的程序。此外，在这些方法之一中，我们第一次通过来自日震和磁成像仪（HMI）仪器的不确定性估计来加权优化。然后，我们遵循一种精确的方法来计算所有感兴趣的量。结果第一次观测确定的非潜在的总螺旋度比的演变似乎证实了质量，它在指示喷发。这个比值在AR 12673的大耀斑之前增加，之后它放松到较小的值。此外，还讨论了AR 12673的各种螺旋度的演化模式和能量收支，并与其他工作进行了比较。
2019-07-15 astro-ph.SR
Helicity of the solar magnetic field
螺旋度测量现场的复杂性。磁螺旋度由磁场{ \bf B}及其矢势{ \bf A}的标量积上的体积积分给出。直接计算太阳大气中的磁螺旋度是不可能的，这是由于在不同高度的观测不可用，也由于{ \bf A}的非唯一性。无力参数$α$长期以来一直被用作磁螺旋度的代表。阐明了$α$的物理意义及其与磁螺旋度的关系。我们研究了极化噪声对各种磁参数估计的影响。研究了太阳黑子在垂直电流（$J_z$）和$α$方面的精细结构。我们已经介绍了太阳黑子的符号剪切角（SSA）的概念，并建立了它的非无力场的重要性。我们发现，有没有净电流的太阳黑子，即使在存在一个显着的扭曲，显示出一致性，其纤维束的性质。对于给定的X射线耀斑，SASSA下限的存在性对于空间天气预报是非常有用的。一个很好的相关性之间的符号的螺旋在太阳黑子和相关的色球和日冕功能的手征。我们发现，大量的太阳黑子观察到的下降阶段的23日太阳活动周不遵循半球螺旋度规则，而大多数的太阳黑子观察到的新的太阳活动周24日开始遵循。这表明太阳半球螺旋度模式的长期行为。以上就是我的博士论文。
2010-09-27 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
Nonkinematic solar dynamo models with double-cell meridional circulation
采用标准的太阳内部模型作为输入，我们构建了一个动力学一致的非线性发电机模型，考虑到详细描述的Λ效应，湍流泵，磁螺旋度平衡，和磁反馈的差异旋转和纬向环流。太阳对流区的背景平均场流体动力学模型考虑了类太阳角速度廓线和双胞纬向环流。我们调查的非线性磁场产生的长期变化和性质的磁周期的影响。研究了α效应参数从稍次临界到超临界的宽范围内的非线性发电机解。结果表明，磁循环周期随磁循环强度的增大而减小。在超临界α效应的情况下，激发出磁周期的周期性长期变化。这些变化是由半球磁螺旋度交换引起的。它取决于磁扩散率参数和磁螺旋度产生率。大尺度磁活动改变了对流带内部的差旋和纬向环流的分布。结果表明，全球流的磁反馈影响着长期磁循环的性质。我们将我们的发现与太阳和恒星的磁活动观测相结合。
2018-07-29 astro-ph.SR
Helicity-vorticity turbulent pumping of magnetic fields in solar convection zone
本文研究了太阳对流区螺旋对流运动和差异旋转相互作用引起的大尺度磁场湍流漂移效应。漂移的主要方向对应于大尺度涡度矢量的方向。因此，这种效应在对流区产生大尺度磁场的纬向传输，只要角速度具有强径向梯度。漂移的方向取决于螺旋度的符号，它由帕克-吉村规则定义。在平均场磁流体力学的框架内，使用最小τ-近似的解析计算。我们估计的漂移速度的大小，并发现它可以是几米/秒的太阳对流区的底部附近。这种效果的太阳能发电机的影响的基础上说明的轴对称平均场发电机模型与地下剪切层。我们发现螺旋度-涡度泵效应可以对太阳黑子时间-纬度图的特征产生影响，在周期的上升阶段产生太阳黑子活动最大值的快速漂移，在周期的衰减阶段产生缓慢漂移。
2012-05-27 astro-ph.SR
Chirality of High Latitude Filaments over Solar Cycle 23
本文应用一个耦合太阳光球和日冕磁场的非势准静态演化模型研究高纬度暗条手征问题。这是第一次，我们运行了一个连续15年的模拟，使用美国国家太阳天文台确定的双极活动区，基特峰磁图1996年至2011年。使用这个模拟，我们能够解决一个悬而未决的问题，是否从活跃的纬度磁螺旋度传输可以克服在高纬度的差异旋转的影响。单独作用时，差异旋转会产生高纬度的细丝，其手性与每个半球的大多数类型相反。我们发现，差异旋转确实可以导致相反的手征在高纬度地区，但只有大约5年的太阳周期后，极场逆转。在其他时候，包括上升阶段，从低纬度的磁螺旋度的运输克服了在原位的差异旋转的影响，生产的大多数手征，甚至在极冠极场反转。这些模拟预测将允许未来对非潜在日冕模型进行测试。结果表明，长期记忆和螺旋度运输活跃的纬度时，在高纬度的日冕磁场的结构和拓扑建模的重要性。
2012-06-11 astro-ph.SR
Solar Kinetic Energy and Cross Helicity Spectra
我们开发了一种形式主义，对待太阳动能和交叉螺旋度谱的计算在一个平等的方式，磁能和螺旋度谱。磁螺旋度谱被证明是等于当前螺旋度谱的垂直部分除以波数的平方。对于交叉螺旋度，我们应用最近开发的两个尺度的方法在全球范围内的整个活动区域占两个极性之间的符号变化。使用矢量磁图和多普勒NOAA 11158和12266，我们表明，动能和磁能谱具有类似的斜率在中间波数，其中的贡献从造粒速度已被删除。在波数约为0.3毫米$^{-1}$，磁螺旋度被发现接近其最大值。交叉螺旋度谱被发现是在约10%的最大可能值。使用NOAA 12266的双尺度方法，发现全球交叉螺旋度谱特别陡峭，类似于以前在斑点生成的理论模型中发现的。相比之下，在安静的太阳，交叉螺旋度谱被发现是小的。
2018-08-05 astro-ph.SR
Two-scale analysis of solar magnetic helicity
我们开发了一个双尺度的形式主义，以确定全球磁螺旋度谱的系统中，当地的磁螺旋度有相反的迹象，在赤道的两侧，引起取消与传统的方法。我们验证了这种方法，首先使用合成的一维磁场，然后从三维α效应型发电机产生的磁场与强迫湍流的相反螺旋度的域的中平面上方和下方的二维切片。然后，我们将这种形式主义的全球太阳天气矢量磁图。为了改进统计，将三次连续卡林顿旋转（2161- 2163）的数据合并到一张地图中。我们发现，北半球的光谱磁螺旋度代表是负的，在所有波数和峰值在~ 0.06 Mm^{-1}（尺度约100 Mm）。在螺旋驱动的α效应型发电机的三维湍流模拟中，没有发现双螺旋磁场的证据。
2017-02-06 astro-ph.SR
The effect of poloidal magnetic field and helicity injection on a breakout CME
本文利用MPI-AMRVAC在2.5维磁流体力学框架下模拟爆发模型驱动的日冕物质抛射，研究背景极向磁场和螺度注入的影响，发现背景极向磁场增强会抑制爆发，而绝对净电流螺度增长率是决定爆发可能性的关键因素。
2025-08-19 astro-ph.SR
Bihelical spectrum of solar magnetic helicity and its evolution
使用最近开发的双尺度形式来确定磁螺旋度谱（Brandenburg等人，2017），我们分析了2010年1月至2016年7月期间\emph{Synoptic Optical Long-term Investigations of the Sun}（SOLIS）望远镜上矢量光谱磁仪（VSM）仪器的数据构建的天气矢量磁图。在早期的研究中，只使用三个卡林顿旋转，我们的分析包括74天气卡林顿旋转地图。我们在这里恢复双螺旋光谱在不同阶段的太阳活动周期~24，其中的净磁螺旋度在大多数的数据是一致的大规模发电机与螺旋湍流在太阳。然而，超过$20\%$的分析图显示出违反预期符号规则。
2018-04-13 astro-ph.SR
A study of global magnetic helicity in self-consistent spherical dynamos
磁螺旋度是理想磁流体力学和电阻磁流体力学的基本约束。对太阳和其他恒星的磁螺旋密度的测量被用来解释产生全球磁场的发电机的内部行为。本文研究了三个自洽球发电机解的整体相对磁螺旋度的行为。磁螺旋度描述了极向和环向磁场的全局联系（按磁通量加权），我们的结果表明，存在这种联系的优先状态。这使我们提出，全球磁场逆转，也许是一种手段，保持这种联系，因为，当只有一个极向或环向场逆转，首选的状态的联系是失去了。它示出，磁螺旋度指示反转的发病，并且可以观察到在外表面的这个签名。
2022-11-02 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
Complex Magnetic Evolution and Magnetic Helicity in the Solar Atmosphere
太阳大气是由大尺度磁场统一而成的单一系统。在一个地方发生的磁场拓扑变化可能会对其他地方，甚至是偏远地区的日冕加热和喷发产生影响。日冕磁场也在太阳光球层/对流层上部的磁螺旋度向行星际空间的传输中起作用。我们讨论了与日冕是一个全球性互联系统的某些方面有关的观测证据，即，新通量出现导致的大规模日冕加热、新通量出现引发的磁拓扑结构变化导致的色球暗条爆发、螺旋度通过光球层传输的太阳黑子旋转表现、以及能量从太阳光度重新分配到发电机对太阳辐照度周期变化的潜在影响。
2013-02-02 astro-ph.SR
Chirality of Intermediate Filaments and Magnetic Helicity of Active Regions
在活性区（AR）之间或周围形成的细丝被称为中间细丝。尽管有各种各样的理论研究，细丝的手征性的起源仍然没有被揭示。我们研究了中间丝是如何与它们相关的AR，特别是从磁螺旋度和极性反转线（PIL）的取向的角度来看。根据BBSO在太阳活动周23上升阶段拍摄的全盘Halpha图像中观察到的倒钩的方向，确定了细丝的手性。利用Yohkoh SXT影像的S/反S S形S形曲线确定了AR的磁螺旋度符号。结果发现，螺旋丝的手征性和螺旋的磁螺旋性符号之间存在很好的相关性。在45条暗条中，有42条暗条的螺旋度符号与附近的AR的螺旋度符号相同。它也已被证实，在确定的手性的细丝的PIL的取向和相对方向的AR的作用是不显着的，对理论预测。这些结果表明，中间纤维的手性可能源于其相关的AR的磁螺旋。
2009-01-04 astro-ph.SR
Current helicity and magnetic field anisotropy in solar active regions
电流螺旋度密度$\displaystyle χ=\langleε_{ijk}b_i\frac{\partial b_k}{\partial x_j}\rangle$包含六项，其中$b_i$是磁场的分量。由于观测条件的限制，上述六项中只有四项可以从太阳光球矢量磁图中推断出来。通过对模拟结果的比较，我们区分了各向同性和各向异性情况下上述六项的统计差异。我们估计了三个典型活动区的相对各向异性程度，发现它是0.8阶，这意味着可观测的电流螺旋度密度项的局部各向同性的假设一般不满足太阳活动区。通过对太阳活动区磁场各向异性随纬度和太阳活动周演化的统计特性的研究，我们得出结论：局域均匀性和各向同性假设的一致性还需要根据我们的发现作进一步的分析。
2015-09-09 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
Comparison of Two Methods for Calculating Magnetic Helicity in the Solar Corona
由于大的磁雷诺数，来自太阳内部的磁螺旋度可以通过光球带进日冕。然而，通过光球层的累积磁螺旋度通量与日冕中的磁螺旋度之间的关系仍然不清楚。选取第23太阳活动周新出现的36个活动区，应用光流法计算了光球层的累积磁螺旋度（$H_m^p$）利用序列纵向磁图，利用非线性无力场外推获得三维冠状磁场，并采用有限体积法，利用矢量磁图计算了日冕中的瞬时相对磁螺旋度（$H_m^c$）。研究发现，基于局部相关跟踪（LCT）的$H_m^p$在$1"$中比$H_m^c$大，基于差分仿射速度估计器的$H_m^p$比基于LCT的$H_m^p$与$H_m^c$更一致.与$1"$相比，在$2"$评价中，$H_m^p$与$H_m^c$更一致。此外，无论使用哪种分辨率和方法，$H_m^c - H_m^p$系统地显示出与半球螺旋度规则的一致性（超过55\%）。这些估计表明，$H_m^c$和$H_m^p$的一致性部分取决于磁图的分辨率和计算方法。
2022-04-11 astro-ph.SR
Nature of helicity injection in non-erupting solar active regions
利用\textit{Solar Dynamics Observatory}的时间序列矢量磁场和日冕观测资料，报道了四个新兴活动区（AR）的磁场演化和日冕活动的观测结果。在太阳活动周期24的半球中，AR的主导极性与大多数AR相同。出露后，磁极彼此分离，但没有建立剪切极性反转线。在所有四个AR中，磁场由足点运动驱动，使得在演化的前半部分中的螺旋度注入（$dH/dt$）的符号在观测时间的后半部分中改变为相反的符号。相反螺旋度的连续注入也与平均无力扭转参数（$α_{av}$）的符号一致。此外，在94 π ~和GOES X射线通量的AR的EUV光变曲线揭示了C级以下的耀斑活动。重要的是，白光冠状动脉成像与AIA 94年的AR图像相结合，描述了研究的AR不存在相关的CME。根据最近的报道，这些观测结果表明，具有相反符号磁螺旋度连续注入的AR不利于具有过量日冕螺旋度的扭曲磁绳的形成，因此无法发射CME。这项研究提供了在AR的螺旋度通量演化的特点，参考磁螺旋度的保守性和更多的这样的研究将有助于量化的喷发能力的一个给定的AR。
2022-08-05 astro-ph.SR
Dependence of magnetic cycle parameters on period of rotation in nonlinear solar-type dynamos
太阳型恒星的磁活动参数取决于恒星对流区发电机过程的性质。本文应用非线性平均场轴对称$α^2Ω$发电机模型计算了自转周期为15 ~ 30天的太阳类星体表面的发电机周期、总磁通量和坡印亭磁能通量等磁循环参数。该模型考虑了大尺度发电机的主要非线性机制，如磁螺旋度守恒，磁浮力，以及磁力对对流区内角动量平衡的影响。此外，我们考虑两种类型的发电机模型。分布式（D型）模型采用分布在整个对流区的标准α效应。“边界”（B型）模型采用非局部α效应，它被限制在对流区的边界。D型和B型模型都表明，恒星自转速率越大，发电机产生的磁通量越大。{It发现在所考虑的转动周期范围内，磁螺旋度守恒对发电机的非线性猝灭有最显著的影响。这种猝灭在B型发电机模型中比在D型发电机模型中更有效。D型发电机再现了观测到的太阳类似物的周期周期对自转速率的依赖性。对于周期为15天的太阳模拟旋转，我们发现非线性发电机制度与多重周期。
2015-05-07 astro-ph.SR
Helicity inversion in spherical convection as a means for equatorward dynamo wave propagation
我们在这里讨论一个纯粹的流体动力学机制来反转的动力学螺旋度，这起着关键作用，在大多数模型的发电机行动旋转对流的周期性磁性的传播方向确定的符号。这种传播为发电机模型提供了一个突出而令人困惑的约束。在太阳中，活动区域首先出现在中纬度地区，然后在一个周期的过程中出现在赤道附近，但大多数以前的全球规模发电机模拟都显示出向极传播（如果它们是周期性的话）。在这里，我们强调一些模拟中，发电机波的传播方向主要是改变了整个大部分的内部的动力学螺旋度的反转，而不是由差异旋转的变化。这往往发生在具有低普朗特数和内部加热的情况下，在局部密度梯度相对较小的区域中。我们分析了这种逆温是如何产生的，并将其与对流的情况进行了对比，对流要么是高度柱状的（即，在这两种情况下，动力螺旋度的典型廓线（北半球大部分地区为负值）反而占主导地位。
2015-12-03 astro-ph.SR
Magnetic Helicity Flux across Solar Active Region Photospheres: II. Association of Hemispheric Sign Preference with Flaring Activity during Solar Cycle 24
在我们对该系列的早期研究中（Park等人，2020，论文I），我们检查了在太阳活动周期24期间观测到的1105个独特活动区（AR）的4802个样本的光球表面磁螺旋度通量$dH/dt$的半球符号偏好（HSP）。在这里，我们调查HSP的任何关联，表示为依从性程度，与燃烧活动，分析相同的一套$dH/dt$的估计中使用的文件I。研究中的AR样本被分配到在卡林顿经纬度平面上定义的日光区域（HR），网格间距为经度45 $^\circ$和纬度15 $^\circ$。对于每个定义的HR中的AR样本，我们计算HSP依从性的程度和平均软X射线耀斑指数。最强的耀斑活动被发现是在一个独特的HR与一个非常低的HSP依从性为41%相比，平均值和标准差分别为62%和7%，在所有的HR。该唯一的HR显示抗HSP（即，小于50%），并且包括高耀斑产生性AR NOAA 12673，然而，该AR不是HR的低HSP的唯一原因。我们还发现，所有具有最高耀斑活动的HR都位于南半球，并且它们往往具有较低程度的HSP依从性。这些研究结果表明，对流区存在局部区域，湍流增强，使一些上升的磁通量管具有更大的磁复杂性和更高的燃烧率。
2021-02-26 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The global distribution of magnetic helicity in the solar corona
通过定义一个合适的磁力线螺旋度，我们将强有力的磁螺旋度概念应用于太阳日冕中的全球磁场演化问题。作为一个理想的磁流体动力学不变量，磁力线螺旋度是一个有意义的措施，如何磁螺旋度分布在日冕体积。对于每条磁场线，它可以被解释为与该场线链接的磁通量。使用磁摩擦模拟，我们调查如何场线螺旋度演变的非潜在的日冕作为剪切的结果，在太阳表面上的大尺度运动。在开放的磁场线上，太阳注入的螺旋度大部分输出到太阳风中，只要日冕弛豫足够快。但是在闭合的磁场线上，螺旋度是能够建立起来的。我们发现磁力线螺旋度是不均匀分布的，并且在扭曲的磁通量绳中高度集中。这些磁通绳的爆发被证明会导致突然爆发的螺旋度输出，相反，沿开放的磁场线的稳定通量。
2017-05-22 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Scale-dependence of magnetic helicity in the solar wind
我们确定的磁螺旋度，随着磁能，在高纬度地区使用的数据从地球物理学任务。该数据集涵盖1993年至1996年的时间段。分析的基本假设是太阳风是均匀的。因为太阳风速度很高，所以我们遵循Matthaeus等人（1982，Phys. Rev. Lett. 48，1256），其中，在空间均匀性的假设下，人们可以使用磁场时间序列的傅立叶变换来构建一维谱的磁能和磁螺旋度的假设下，泰勒冻结流假设是有效的。这是本研究中使用的数据的一个非常满意的假设。磁螺旋度源自三维磁相关张量的斜对称项，而张量的对称项则用于确定磁能谱。结果表明，在2.8 AU以下，磁螺旋度在波数k~2 AU^{-1}（或频率nu~2 uHz）处有符号变化，在更大的距离上，磁螺旋度在波数k~30 AU^{-1}（或频率nu~25 uHz）处有符号变化。在小尺度下，北半球日面纬度的磁螺旋度为正，南半球为负。在小尺度下的正磁螺旋度被认为是湍流扩散的结果，相对于在太阳表面的小尺度下所看到的，它的符号是相反的。此外，1996年磁螺旋度向太阳极小值方向下降。在一个半球上分别积分的磁螺旋度通量在大尺度上约为10^{45} Mx ^2/周，在小尺度上则低3倍。
2011-04-19 astro-ph.SR
Large Scale Soft X-ray Loops And Their Magnetic Chirality In Both Hemispheres
利用软X射线和磁场观测资料研究了太阳大气的磁手征。研究发现，在大尺度背景磁场消失之前，某些大尺度扭曲软X射线环系统会在太阳大气中出现几个月。它提供了太阳大气中大尺度磁场螺旋度的观测证据，也提供了与太阳活动周期有关的两半球螺旋度规则相反的观测证据。磁螺旋度从次大气层的转移与太阳两半球大尺度扭曲软X射线环的形成是一致的。
2010-07-16 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
Constraining Alfvénic Turbulence with Helicity Invariants
本文研究了广义磁流体力学不变量（广义螺旋度和广义能量）对湍流某些全局特性的约束。我们表明，全球湍流动能和磁能将接近均分只有在某些情况下，取决于广义螺旋度的比例。在具有最小热能的系统中，我们证明了三个不变量共同决定了与Alfvénic湍流相关的特征长度尺度。
2020-05-07 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Effects of Emerging Bipolar Magnetic Regions in Mean-field Dynamo Model of Solar Cycles 23 and 24
本研究使用包含BMR形成演化的非线性平均场发电机模型模拟太阳活动周23和24，发现BMR影响发电机过程和活动周强度，但仅其效应无法解释第24周偏弱，该现象可能源于第23周衰减期对流区湍流螺旋度下降。
2022-12-23 astro-ph.SR
Initiation of Coronal Mass Ejections in a Global Evolution Model
磁通量绳的平衡失稳是太阳日冕物质抛射（CME）起源的主要候选者。本文的目的是探讨在何种程度上这一机制可以解释启动的CME在全球范围内。本文提出了一个简化的磁流体动力学模型，用以模拟全球日冕磁场随大尺度地表运动产生的磁通出射和剪切的演化。利用全球磁模型中探测磁绳和抛射的自动算法，考虑了1999年177天期间关键模拟参数对磁绳形成和抛射次数的影响。这些关键参数包括活动区出现的磁螺旋度的大小和符号，以及日冕扩散。在模拟中发现的通量绳的数量在任何一个时间波动之间约28和48，持续出现新的双极区域，但没有系统的依赖于这些地区的螺旋度。然而，出现的螺旋度确实会影响磁绳喷射的速率，如果双极出现无扭曲，则其速率从每天0.67倍增加到每天1.28倍。在模拟中的喷射的数量也增加了20%-30%，通过选择出现在每个半球的双极螺旋的多数符号，或通过在日冕中的湍流扩散减半。对于合理的参数选择，该模型产生约50%的观察到的CME率。这表明，形成和失去平衡的磁通绳可能是一个关键因素，在解释观测到的日冕物质抛射的显着部分。
2009-04-28 astro-ph.SR
Cross helicity and related dynamo
湍流交叉螺旋度直接关系到平均涡度的电动势和平均磁场应变的雷诺应力张量的耦合系数。这表明，交叉螺旋效应是重要的情况下，全球不均匀的流动和磁场结构。由于这种大尺度结构在地球/天体物理现象中普遍存在，交叉螺旋度效应有望在地球/天体物理流动中发挥重要作用。在湍流交叉螺旋度的存在下，平均涡旋运动对湍流电动势有贡献。由于这种效应产生的磁场被称为交叉螺旋发电机。介绍了交叉螺旋发电机的几个特点。与螺旋度或$α$效应中${\bf{J}}$与湍流电动势中的${\bf{B}}$对齐的情况不同，我们通常在交叉螺旋度发电机中具有有限的平均场洛伦兹力${\bf{J}} \times {\bf{B}}$。这给出了交叉螺旋度效应的一个显著特征。通过在动量方程中考虑交叉螺旋度的影响，我们看到了这种影响的几个有趣的结果。与平均磁剪切耦合的湍流交叉螺旋度减小了湍流或涡动粘性的影响。流动诱导是这种效应的一个重要结果。交叉螺旋发电机的一个关键问题是研究如何以及有多少交叉螺旋可以在湍流中存在。在交叉螺旋度输运方程的基础上，讨论了交叉螺旋度输运的产生机制。一些最近的事态发展，在数值验证的基本概念的交叉螺旋发电机。
2013-06-26 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
On the synchronizability of Tayler-Spruit and Babcock-Leighton type dynamos
太阳活动周期似乎与潮汐主导行星金星、地球和木星施加的引力力矩非常同步。最近，一种可能的同步机制，提出了依赖于电流驱动的泰勒不稳定性，可以由潮汐扰动与周期为11.07年的内在螺旋度振荡。插入到一个简单的阿尔法-欧米茄发电机模型，这些共振激发螺旋度振荡导致22.14年的发电机周期。在这里，我们评估各种替代机制的同步。具体来说，我们研究了一个简单的时间延迟模型的巴布科克-莱顿型发电机，并询问是否周期性变化的最小幅度上升环形通量管或欧米茄效应最终可能导致同步。与泰勒-斯普鲁特发电机模型的简单和鲁棒的同步性相比，我们对这些Babcock-Leighton型模型的回答是不太有利的。
2017-07-11 astro-ph.SR
The asymmetry of sunspot cycles and Waldmeier relations as due to nonlinear surface-shear shaped dynamo
本文提出了一个太阳发电机模型的研究工作在大部分的对流区与环向磁场通量集中在地下旋转剪切层。我们探讨如何这种类型的发电机可能取决于湍流参数的空间变化和表面附近的差分旋转。平均场发电机模型考虑了磁螺旋度的演化，并描述了它对$α$效应产生大尺度磁场的非线性反馈。我们比较了模型预测的磁周期特性，包括周期不对称性（与增长和衰变时间相关）和持续时间-振幅关系（Waldmeier效应），与观测到的太阳黑子周期特性。我们表明，该模型定性地再现了太阳周期的基本性质。
2011-07-17 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
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
Successive Injection of Opposite Magnetic Helicity: Evidence for Active Regions without Coronal Mass Ejections
磁螺旋度（MH）是磁场的扭曲和剪切的量度。MH通过光球足点运动注入活动区日冕，产生扭曲和剪切磁场。从螺旋度的守恒性质出发，证明了一个已经扭曲的磁绳（FR）不可避免地会随着MH的持续注入而爆发，以消除多余的日冕螺旋度。因此，理解光球螺旋度通量传输的性质和演化对于揭示耀斑/CME活动的强度至关重要。利用\textit{Helioseismic Magnetic Imager}的时间序列矢量磁图，我们研究了MH注入新兴AR 12257的演变。在这一AR的光球通量运动注入正螺旋度在前2.5天，随后负螺旋度。这种相反螺旋度的连续注入与平均无力扭转参数（$α_{av}$）的符号、磁舌的取向一致。此外，外推的AR磁结构表现出全球剪切没有扭曲的FR在AR的核心的转变。没有CME从这个AR发射，但C级耀斑活动主要是在演化期的后半段观察到的。具有MH注入符号反转的AR不利于具有过量日冕螺旋度的扭曲FR的形成，因此对于容易地识别无CME的AR是重要的。在这些AR的一个可能的情况是，当一个符号的螺旋度通量被相反的符号所取代，不同的连接与相反的剪切磁场经历重联在不同的尺度引起间歇性耀斑和增强的日冕加热。
2021-08-17 astro-ph.SR
Solar cycle full-shape predictions: a global error evaluation for cycle 24
有许多已提出的太阳活动周行为的预测方法。在以前的论文中，我们使用非线性动力学方法更新了当前太阳活动周期24的全形状曲线预测，并将结果与NOAA/SEC预测小组收集的预测进行了比较，使用截至2010年10月的观测数据。本文的目的是定量评估，后验，这些预测方法的性能使用一个特定的全球误差，每月更新，这是一个衡量全球性能的预测形状（幅度和相位）的太阳周期。我们还建议使用百分比周期相似度，以更好地评估太阳周期曲线的预测形状。
2016-06-06 astro-ph.SR
