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
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
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
Problems in computational helioseismology
我们讨论了目前的进展，在正演和反演模拟当地日震。我们报告的理论唯一性的结果，特别是Novikov-Agaltsov重建算法，这是有关解决时间-距离日震学（有限振幅扰动介质）的非线性逆问题。进行了数值实验，以确定重建太阳内部密度和声速所需的频率数量。
2017-07-25 astro-ph.SR
Probabilistic Inversions for Time-Distance Helioseismology
时距日震学是研究太阳表面以下特征的一套强有力的工具。逆方法需要解释时间-距离测量，在文献中有许多例子。然而，利用更多的统计方法来推断，并广泛用于天文学界的技术，在日震学中不太常见。本文旨在介绍一个潜在的强大的反演方案的基础上贝叶斯概率理论和蒙特卡罗抽样，是适合当地日震学。我们描述的概率方法，以及它是如何从概念上不同于标准的反演中使用的本地日震学。通过几个算例对问题的设置和所得结果进行了比较和对比。这些例子集中在两个重要的现象与日震学研究：纬向环流和超颗粒。数值模型用于计算综合观测值，提供了额外的好处，即知道可以测试结果的解决方案。为了演示的目的，制定的问题在二维和三维，使用射线和玻恩理论的方法。结果似乎表明，概率反演不仅找到了一个更好的解决方案，更现实的估计的不确定性，但他们也提供了一个更广泛的范围内的解决方案可能为任何给定的模型，使反演的解释更定量的性质。与当地日震学中的基本测量计划所取得的进展不同，这些计划可以对太阳的远侧进行成像，或者已经检测到全球Rossby波的特征，等等，这些测量的反演成功率要低得多。这种统计方法可能有助于克服其中一些障碍，以推动该领域的发展。
2020-07-02 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
Evaluation of the capability of local helioseismology to discern between monolithic and spaghetti sunspot models
本文通过数值模拟，分析了单块黑子和意大利面黑子产生的波散射的日震特性。在这些计算中，入射的f或p1模式穿过太阳黑子模型，产生波的吸收和相移。通过检查波场，计算走时位移，并进行傅里叶-汉克尔分析的散射进行了研究。两个太阳黑子模型得到的结果之间的比较表明，吸收系数的差异可以检测到以上的噪声水平。在短波长下，意大利面模型产生的相移与模式的程度急剧增加，而模式混合是更有效的单片模型。这些结果为在太阳观测中寻找什么提供了线索，以便在提议的整体模型和意大利面条模型之间辨别太阳黑子的构成。
2014-04-30 astro-ph.SR
Advances in Global and Local Helioseismology: an Introductory Review
日震学通过观测太阳表面的振荡来研究太阳内部的结构和动力学。这些研究提供了有关控制太阳演化和磁活动的物理过程的信息。近年来，由于观测、理论和建模方面的努力，日震学在理解太阳振荡的物理学和太阳内部的物理过程方面取得了重大进展。除了以全球振荡模式测量为基础的太阳全球地震学之外，还发展了一个新的局部日震学领域，研究振荡传播时间和局部频率偏移。它能够提供地下结构和流动的3D图像。本文综述了全球和局地日震学的基本原理、最新进展和展望。
2011-03-09 astro-ph.SR physics.geo-ph physics.plasm-ph
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
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
Non-zero phase-shifts of acoustic waves in the lower solar atmosphere measured from realistic simulations and their role in local helioseismology
本研究通过模拟辐射对流大气并合成Fe I 6173.3埃谱线计算相移，验证了低层太阳大气倏逝声波的非零相移现象，揭示非绝热性的额外贡献及中心-边缘变化规律，助力理解日震学相关效应的物理成因。
2023-04-04 astro-ph.SR
Space-time segmentation method for study of the vertical structure and evolution of solar supergranulation from data provided by local helioseismology
太阳超微粒化现象仍然是一个谜，尽管几十年的深入研究。关于超微粒化的文献大多涉及其表面性质。当地日震学提供了一个观察地表以下的机会，可以看到这个对流结构的垂直结构。我们提出了一个概念的（3+1）-D分割算法能够识别个人supergranules在序列的日震3-D流程图。作为一个例子，我们应用这种方法的国家的最先进的数据，并得出描述性的统计特性的分段超颗粒-典型的大小为20- 30微米，特征寿命为18.7小时，估计深度为15- 20微米。我们目前的三维结构和进化的超颗粒的主题上获得的初步结果。该方法具有很大的潜力，在分析更好的数据，预计从日震反演，这是正在开发。
2010-06-03 astro-ph.IM astro-ph.SR
Comparison of Travel-Time and Amplitude Measurements for Deep-Focusing Time--Distance Helioseismology
深聚焦时间-距离日震学的目的是建立对太阳内部所需目标点的物理条件具有高灵敏度的地震测量。利用这种技术，选择太阳表面上的成对点，使得声波射线路径在该目标（焦点）点处相交。考虑均匀介质中的声波，我们比较了从深聚焦互协方差函数中提取的走时和振幅测量。使用单散射近似，我们发现，深聚焦的旅行时间的声速扰动的空间灵敏度为零，在目标位置和最大值在周围的壳。这与深聚焦振幅测量不同，深聚焦振幅测量在目标点处具有最大灵敏度。我们比较的信噪比的走时和振幅测量不同类型的声速扰动，假设噪声是完全由于随机激励的波。我们发现，对于声速的高度局部化扰动，振幅测量的信噪比高于走时测量。我们得出结论，振幅测量是一个有用的补充，旅行时测量的时间-距离日震学。
2018-03-22 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
Spatially resolved vertical vorticity in solar supergranulation using helioseismology and local correlation tracking
流动涡量是旋转系统中湍流对流的基本性质。太阳超颗粒表现出一种优先的旋转方向，这取决于半球。这是由于科里奥利力作用于发散的水平流。我们的目标是在空间上解决的平均超颗粒在不同纬度的垂直流涡度，流出和流入区域。为了测量垂直涡度，我们使用两种独立的技术：时距日震学（TD）和局部相关跟踪颗粒强度图像（LCT）使用的数据从日震和磁成像仪（HMI）板载太阳动力学天文台（SDO）。两个图都校正了中心到边缘的系统误差。我们发现，8小时TD和LCT地图的垂直涡度是高度相关的大空间尺度。与平均超颗粒流出相关联，我们发现在40°纬度处顺时针方向上的切向（涡旋）流达到约10 m/s。在平均流入区域，切向流达到相同的大小，但在逆时针方向。这些切向速度远小于径向（发散）流分量（平均流出为300 m/s，平均流入为200 m/s）。对于$-$ 60°和60°之间的纬度，从HMI测量的TD和LCT的结果非常一致。从HMI LCT，我们测量的平均超颗粒的涡度峰值有一个全宽半高约13毫米的流出和8毫米的流入。这大于LCT测量的空间分辨率（约3 μ m）。另一方面，外流中的涡度峰值大约是流入时测得值的一半（例如，在40°纬度，顺时针方向为4/（10^6 s），而逆时针方向为8/（10^6 s））。2010年获得的MDI/SOHO结果与同期的HMI/SDO结果相比存在偏差。
2015-06-19 astro-ph.SR
Reconstruction of Solar Subsurfaces by Local Helioseismology
局部日震学为我们探索太阳内部动力学和发电机开辟了新的领域。局部日震学通过从表面上观察到的随机振荡中提取穿过内部并携带关于地下扰动和流动的信息的声波的相干信号来重建地下结构和流动。通过对5年SDO/HMI数据重建的次表层流图的初步分析，揭示了研究和理解安静太阳和活动区的动力学以及随太阳活动周期的演变的巨大潜力。特别是，我们的研究结果表明，活动区的出现和演化伴随着多尺度的流型，磁流表现出与磁活动密切相关的南北不对称性。纬向环流速度的纬向变化主要局限于次表层，可能与大尺度辐合气流有关。因此，这些变化不一定影响磁通量传输。南北不对称性在差异旋转的变化（“扭转振荡”）中也很明显。次表面动力学螺旋度密度的代理的计算表明，在太阳活动周期的螺旋度不发生变化，超颗粒是近表面螺旋度的一个可能的来源。
2016-07-19 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.geo-ph
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
Phase Shifts Measured in Evanescent Acoustic Waves above the Solar Photosphere and Their Possible Impacts to Local Helioseismology
一组464分钟的高分辨率高节奏的观测获得了一个区域附近的太阳的磁盘中心使用干涉仪的双维光谱仪（IBIS）安装在邓恩太阳望远镜。从近似对应不同大气高度的谱线平分线得到10组多普勒图，其中两组多普勒图是用类MDI算法和重心法得到的。然后对这些数据进行滤波，只保留声学模式，并计算不同大气高度的多普勒速度之间的相移作为声频的函数。频率和高度相关的相移的分析表明，对于倏逝声波，在较高的大气中的振荡导致在低层大气中的1秒的顺序时，他们的频率是低于约3.0 mHz，和滞后约1秒时，他们的频率是高于3.0 mHz。不可忽略的相移也被发现在系统向上或向下流动的地区。所有这些与频率相关的相移不能用垂直流动或对流蓝移来解释，而可能是由于光球层及其上方非绝热大气中复杂的流体动力学和辐射转移造成的。倏逝波中的这些相移对解释一些当地日震测量结果提出了巨大挑战，这些测量结果涉及在不同大气高度或具有系统垂直流的区域获得的数据。需要对这些相移进行更多的定量表征，以便在测量过程中将其去除，或者在日震反演中将其考虑在内。
2022-05-20 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
Computational helioseismology in the frequency domain: acoustic waves in axisymmetric solar models with flows
到目前为止，局部日震学一直依赖于半解析方法来计算波旅行时间对太阳内部扰动的空间灵敏度。这些方法繁琐且缺乏灵活性。在这里，我们提出了一个方便的框架，数值求解的时间-距离日震学在频域中的正演问题。要计算的基本量是地震波场的互协方差。我们选择源波激发，使我们能够以一种简单的方式与格林函数的振荡的互协方差。我们说明的方法，考虑三维声波方程的轴对称参考太阳模型，忽略重力对波的影响。背景模型围绕旋转轴的对称性意味着格林函数可以被写为纵向傅立叶模式的总和，从而导致一组独立的2D问题。我们使用高阶有限元方法在频率空间中求解二维波动方程。计算是“并行的”，每个频率和每个方位阶在计算机集群上独立求解。我们计算旅行时的灵敏度内核在球形几何的流量，声速和密度扰动下的第一玻恩近似。收敛性测试表明，旅行时间可以计算的数值精度优于一毫秒，所需的最精确的旅行时间测量。这里提出的方法在计算上是有效的，并且将用于解释走时测量，以便推断，例如，太阳对流区的大尺度对流。它允许实施（全波形）迭代反演，从而在每次迭代更新的轴对称背景模型。
2016-11-05 astro-ph.SR
Generalization of the noise model for time-distance helioseismology
在时距日震学中，关于太阳内部的信息被编码在太阳表面上成对点之间的旅行时间的测量中。旅行时推导出随机波场的互协方差。在这里，我们考虑旅行时间和旅行时间的产品作为可观测量。它们包含有关太阳对流的统计特性等信息。该模型的基本假设是噪声是太阳波随机激发的结果，太阳波是一个平稳的高斯随机过程。我们通过放弃水平空间均匀性的假设来推广现有的噪声模型（Gizon和Birch 2004）。使用递归关系，我们计算的噪声协方差矩阵的阶数为4，6，和8的观察波场的时刻，阶数为2，3和4的互协方差的时刻，和阶数为2，3和4的旅行时间的时刻。所有的噪声协方差矩阵只依赖于观测波场的互协方差的期望值。对于旅行时间的乘积，噪声协方差矩阵由与$1/T$、$1/T^2$和$1/T^3$成比例的三项组成，其中$T$是观测的持续时间。对于几个小时的典型观测时间，与$1/T^2$成比例的项占主导地位，并且$Cov[τ_1 τ_2, τ_3 τ_4] \approx Cov[τ_1, τ_3] Cov[τ_2, τ_4] + Cov[τ_1, τ_4] Cov[τ_2, τ_3]$，其中$τ_i$是任意旅行时间。通过蒙特卡罗模拟和SDO/HMI观测结果的比较，证实了$p_1$旅行时间的这一结果。推导了日震走时和走时乘积噪声协方差矩阵的一般精确公式。这些结果可以很容易地推广到其他方法的本地日震学，如日震全息和环图分析。
2014-06-20 astro-ph.SR
Helioseismology of Pre-Emerging Active Regions I: Overview, Data, and Target Selection Criteria
这是一系列论文中的第一篇，介绍了一项研究的设计，该研究测试使用各种当地日震学工具是否可以检测到太阳磁活动区的出现前特征。最终的目标是了解通量出现机制，通过设置观测约束的预先出现的地下变化，从模拟工作的结果进行比较。这第一篇论文提供了数据选择和样本准备的细节，每个样本包含两个种群的100多个成员：太阳上产生编号NOAA活动区域的区域，以及没有编号的区域的“对照”样本。地震学是根据GONG网络的数据进行的;来自SOHO/MDI的随附磁力数据用于表面磁场的同时分析。从2001 - 2007年抽取样本，并在客观确定的出现时间之前对每个目标进行27.7小时的分析。两种分析方法的结果分别发表：一种是基于样本的地震学和磁源信号的平均值，另一种是基于这些信号的判别分析，用于两个群体之间可检测差异的统计测试。我们在这里包括一个新的位场计算方法和算法的描述匹配样本分布在多个变量。我们描述了已知的偏差来源和用于减轻它们的方法。我们还描述了在研究过程中发现的意想不到的偏见来源，并讨论了在未来的工作中应该包括的改进。
2013-03-06 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
Sensitivity kernels for time-distance helioseismology: efficient computation for spherically-symmetric solar models
日震测量的解释，如波的走时，是基于核的计算，使测量的灵敏度，在太阳内部的局部变化。这些都是使用射线或玻恩近似计算的。玻恩近似是优选的，因为它考虑了有限波长效应，但计算成本可能很高。我们提出了一种快速算法来计算走时灵敏度内核的假设下，背景太阳介质是球对称的。核通常表示为格林函数的乘积，这些格林函数取决于深度、纬度和经度。在这里，我们计算球谐分解的内核，并表明，在纬度和经度的积分可以进行分析。特别地，由于Dong和Lemus（2002）的算法，可以计算三个相关联的Legendre多项式的乘积的积分。计算速度快，精度高，只需要知道格林函数的源是在极点。与其他最近的计算框架相比，计算时间减少了两个数量级。这种新方法允许灵活和计算效率高的计算大量的内核，需要在解决关键的日震问题。例如，在100个核上，对流反演所需的所有核的计算需要不到两个小时。
2018-05-16 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
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
Measuring solar active region inflows with local correlation tracking of granulation
上下文局部日震学已经探测到空间延伸的会聚表面流进入太阳活动区。这些在太阳发电机的通量输运模型中起着重要作用。目的。我们的目标是验证的流入的存在，通过推导出水平流动速度与局部相关跟踪的颗粒活性区域周围。方法.我们产生了一个为期六年的长时间序列的水平速度在太阳表面的全磁盘地图跟踪颗粒连续强度图像提供的日震和磁成像仪（HMI）板载太阳动力学天文台（SDO）。结果平均而言，活动区域被从活动区域中心延伸至10度的流入所包围，幅度为20-30米/秒，局部达到40米/秒，这与当地日震学的结果一致。通过计算243个单独的活动区域组成的合奏平均值，我们表明，流入不是方位对称的，但主要是收敛到相对于纵向和时间平均流场的活动区域的拖尾极性。
2017-05-24 astro-ph.SR
Sensitivity Kernels for Flows in Time-Distance Helioseismology: Extension to Spherical Geometry
我们扩展了现有的玻恩近似方法计算的线性灵敏度的日震走时流从笛卡尔球面几何。这一发展是必要的使用玻恩近似推断大规模的流动在太阳内部深处。在第一个健全检查，我们比较两个$f-$模式内核从我们的球形方法和现有的笛卡尔方法。水平积分和总积分在0.3%以内。作为第二个一致性检验，我们考虑一个匀速旋转的太阳和42度的旅行距离。分析旅行时的差异同意与正演模拟旅行时的差异在2%以内。此外，我们评估了不同的选择的过滤器功能的内核的42度的椭圆形的旅行距离的影响。对于所有的过滤器，灵敏度被发现分布在对流区的一个大的分数。我们表明，内核依赖于在数据分析过程中采用的过滤器功能。如果允许更高谐波度（$90\lesssim l \lesssim 170$）的模式，则在表面附近出现对应于$l\approx 260$的空间尺度的噪声图案。当主要使用低阶模式（$l\lesssim70$）时，灵敏度集中在最深的区域，并且在视觉上类似于射线路径状结构。在使用的不同的低阶滤波器中，我们发现相位速度滤波测量的内核在深度上是最好的本地化。
2016-04-14 astro-ph.SR
Data compression for local correlation tracking of solar granulation
上下文几项即将到来和拟议的太空任务，例如太阳轨道飞行器，在遥感勘测方面将受到限制，因此需要数据压缩。目的。我们测试了数据压缩对连续强度图像时间序列的局部相关跟踪（LCT）的影响。我们评估了几种有损压缩方法（量化，JPEG压缩，和连续图像的数量减少）对LCT测量太阳差异旋转的影响。方法.我们应用不同的压缩方法跟踪和重新映射连续强度图获得的日震和磁成像仪（HMI）板载太阳动力学天文台。我们推导出二维矢量速度使用本地相关跟踪码FLCT和确定的额外的偏见和噪声引入的压缩差分旋转。结果我们发现，探测差分旋转与LCT是非常强大的有损数据压缩时，使用量化。LCT方法和HMI仪器的系统误差严重影响了我们的结果。LCT对系统误差的敏感性是太阳轨道器关注的问题。
2015-12-10 astro-ph.SR
Linear Sensitivity of Helioseismic Travel Times to Local Flows
时距日震学是一种测量波从太阳表面一点传播到另一点的时间的技术。这些波的传播时间受到地下流平流的影响。等离子体流的推断所观察到的旅行时间的基础上，关键取决于准确建模的能力，地下流动的影响，时间-距离测量。我们提出了一种基于玻恩近似计算的时间距离旅行时间的敏感性弱，稳定，不均匀的地下流动。得到三个灵敏度函数，一个用于3D矢量流的每个分量。我们表明，深度灵敏度的旅行时间的水平均匀流给出近似的动能密度的振荡模式，有助于旅行时间。对于具有强深度依赖性的流动，玻恩近似可以给出与射线近似大不相同的结果。
2010-02-11 astro-ph.SR
