a dynamo-based prediction of solar cycle 25
太阳活动周期变化幅度很大。最后一个24周期是过去一个世纪中最弱的。太阳的活动主导着地球的空间环境。太阳活动的频率和强度与太阳活动周期相一致。因此，实际上需要知道即将到来的周期25的幅度。基于发电机的太阳周期预测不仅提供了预测，而且还提供了一种有效的方法来评估我们对太阳周期的理解。在这篇文章中，我们将第一个成功的基于发电机的预测方法应用于第24个周期的预测，以便我们可以验证以前的成功是否可以重复。预测显示，第25周将比第24周强约10%，振幅为126（国际太阳黑子数2.0版）。结果表明，第25周不会像一些出版物所建议的那样进入类似蒙德的大太阳极小期。大约四到五年的太阳活动将决定预测方法是否抓住了太阳周期变化的关键机制，太阳周期变化被假设为模型中周期最小值周围的极场。
2021-08-03 astro-ph.SR
North-South Asymmetry in Solar Activity and Solar Cycle Prediction, V: Prediction for the North-South Asymmetry in the Amplitude of Solar Cycle 25
我们分析了1874-1976年期间格林威治日光照相结果（GPR）和1977-2017年期间德布勒森日光照相数据（DPD）报告的每日太阳黑子群数据，以及1874-2017年期间修订的ISSN第2版。我们测定了第12-24太阳活动周的振幅和第12-24太阳活动周极大值时期太阳全球、北半球和南半球黑子群的13个月平滑月平均校正面积。利用所有这些，我们得到了类似于我们以前分析中发现的关系，即，在太阳活动周期的最大时期之后的一个小间隔（7-9个月）内，南半球近赤道带太阳黑子群的面积总和与下一个太阳活动周期的振幅之间存在着高度的相关性-分别对太阳的整个球体和南北半球而言。通过使用这些关系，我们预测~701 msh（太阳半球的百万分之一），~429 msh，和~366 msh的WSGA，NSGA和SSGA的值，分别在太阳活动周期25的最大时期。我们预测第25太阳活动周的振幅为86 +或-18。13个月平滑的月平均黑子群面积与ISSN的相关性很好。利用这个关系式和WSGA、NSGA、SSGA的预测值，我们得到第25周太阳活动振幅为68 +或-11，比上述预测值略低;第25周太阳活动极大期南北半球黑子数分别为39 +或-4和31 +或-6。总的来说，我们的结果表明，太阳活动周期25的振幅将是25%-40%，相应的南北不对称性将小得多，比太阳活动周期24。
2021-01-25 astro-ph.SR
Variations of the solar cycle profile in a solar dynamo with fluctuating dynamo governing parameters
太阳活动周期的幅度和形状各不相同。周期的形状和振幅之间有几个经验关系，特别是Waldmeier关系。由于太阳周期被认为是太阳发电机作用的结果，这些关系需要在这个理论的框架内得到解释，本文旨在提出一种可能的解释。我们与太阳活动的周期到周期的变化，太阳能发电机驱动器的波动，主要是在负责恢复的极向磁场从环形的参数波动。具体地说，我们在基于微分旋转和$α$效应的平均场发电机框架下建立了这样一个模型。我们证明了一个现实的旋转曲线和非线性与磁螺旋度平衡的基础上的平均场发电机再现定性和定量的Waldmeier关系观察到的太阳黑子数据自1750年以来（SIDC数据）。该模型还或多或少成功地再现了所讨论的参数之间的其他关系，特别是奇数和偶数周期之间的联系（Gnevyshev-Ohl规则）。我们的结论是，当代太阳发电机理论提供了一种方法来解释太阳黑子记录的太阳活动的周期到周期的变化。我们讨论了恒星活动周期模型的重要性，从HK项目的数据中可以看出，恒星活动周期具有类似于太阳周期的周期变化。
2012-05-23 astro-ph.SR
Prediction for the amplitude and second maximum of Solar Cycle 25 and a comparison of the predictions based on strength of polar magnetic field and low latitude sunspot area
一个太阳活动周期的最大值包含两个或多个峰，称为格涅维舍夫峰。研究太阳活动周期的这一特性有助于更好地理解太阳发电机机制。我们分析了1874-2017年期间13个月平滑的月平均第二版国际太阳黑子数（SN），发现振幅之间存在良好的相关性，（主峰和最高峰的值）和第二最大值（第二高峰的值）。利用这个关系和早先预测的第25太阳活动周振幅值86（~92），这里我们预测第25个太阳活动周的第二个极大值为~73（~79）。第二极大值与振幅的比值为0.85，与第24周的比值基本相同。第12-24周极大值的第一个和第二个峰值的余弦拟合表明，第25周的第二个极大值将出现在主极大值之前，与第24周的情况相同。然而，这些拟合表明第二个极大值和第25个太阳活动周的振幅分别为~106和~119。本文分析了Wilcox天文台在第20-24太阳周期间的极场观测资料，得到第25太阳周的振幅值约为125。这比观测到的第24个太阳活动周的振幅稍大，而根据上述关系预测的值约为86（约为92）。这种差异进行了简要讨论。
2023-02-24 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
The Solar Cycle
太阳的周期是回顾。太阳活动的11年周期的特点是太阳黑子的数量和表面积的上升和下降。其他一些太阳活动指标也与太阳黑子有关，包括：10.7厘米射电通量，太阳总辐照度，磁场，耀斑和日冕物质抛射，地磁活动，银河宇宙射线通量，以及树木年轮和冰芯中的放射性同位素。单个太阳活动周期的特征包括极大值和极小值、周期和振幅、周期形状、活动纬度向赤道漂移、半球不对称性和活动赤道。周期与周期之间的变化包括蒙德极小期、格雷斯堡周期和格涅维舍夫-奥尔（奇偶）规则。短期变率包括154天周期、准两年变率和双峰最大值。最后，我们检查太阳活动周期的预测技术，并仔细研究第23和24周。
2015-02-25 astro-ph.SR
Predicting Sunspot Numbers for Solar Cycles 25 and 26
太阳活动的预测对于先进技术和空间活动具有重要意义。反映太阳活动的太阳黑子数峰值（SSN）在过去的4个太阳活动周（21 $-$ 24）中持续下降，如果这种下降趋势在接下来的几个太阳活动周中继续下去，太阳将经历一个类道尔顿极小值，甚至是类蒙德极小值，因此对25和26太阳活动周的预测至关重要。在Qin & Wu，2018，ApJ中，我们建立了一个SSN预测模型，称为双参数修正逻辑预测（TMLP）模型，如果确定了周期的开始时间，该模型可以预测SSN在太阳周期中的变化。在这项工作中，我们得到了一个新的模型表示为TMLP-extension（TMLP-E），它可以预测太阳活动周提前近两个周期，从而作出预测的第25和第26周。结果发现，预测的太阳极大，上升时间和周期长度分别为115.1，4.84年，11.06年，为25周，107.3，4.80年，10.97年，分别为26周。第25周和第26周的太阳活动预计将与第24周处于同一水平，但不会进一步下降。因此我们认为周期24 $-$ 26是Gleissberg周期的最小值。
2021-10-07 astro-ph.SR
Energetic Particle and Other Space Weather Events of Solar Cycle 24
我们报告的空间天气事件的太阳周期24相比，在一个类似的时代在周期23。我们发现所有空间天气事件的主要区别：太阳高能粒子，地磁暴和行星际冲击。在第24周期间，地面增强（GLE）事件和主要的地磁风暴明显突出。空间天气事件似乎反映了太阳爆发的不那么频繁和太阳活动周期24的整体弱点。
2012-08-24 astro-ph.SR
Uniting The Sun's Hale Magnetic Cycle and `Extended Solar Cycle' Paradigms
通过对太阳大尺度磁场的细致的日常观测，威尔科克斯太阳天文台（WSO）已经将太阳活动的两个磁（黑尔）周期编入目录。这两个（约22年）海尔周期产生了四个（$\sim$ 11年）太阳黑子周期（编号21至24）。最近的研究强调了“扩展太阳周期”（ESC）的持续性及其与基本海尔周期的联系-尽管通过对太阳光球层，色球层和日冕的图像分析产生的大量代理。这篇短文介绍了ESC、表面环形磁场演化和黑尔循环演化的对应关系。随着太阳黑子周期25的开始，考虑到天气尺度观测可以提供的潜在预测能力，对观测绘制黑尔和扩展周期的兴趣不会更高。
2022-09-14 astro-ph.SR
Global p-mode oscillations throughout the complete solar cycle 23 and the beginning of cycle 24
p模振荡的参数随太阳活动而变化。这种时间变化为研究整个太阳周期中太阳内部发生的结构和动力学变化提供了见解。我们在这里提出了一个完整的图片的时间变化的全球p-模式参数（激励，阻尼，频率，峰值不对称性，旋转分裂）在整个太阳周期23和周期24的开始所观察到的空间为基础的，太阳作为一个明星日震GOLF和处女座仪器SoHO。
2010-11-22 astro-ph.SR
Prediction of sunspot and plage coverage for Solar Cycle 25
太阳的变化发生在广泛的空间和时间尺度上，从太阳在其一生中的亮度到通常与几分钟到几年的磁活动相关的波动。后一种活动主要包括11年太阳黑子周期及其调制。长期以来，人们一直知道，以太阳耀斑、太阳高能粒子、日冕物质抛射和地磁暴等形式出现的空间天气事件大致遵循太阳活动周期，在太阳活动极大期比在太阳活动极小期发生的频率更高。这些事件可能会对我们的先进技术和关键基础设施产生重大影响，因此预测未来太阳周期的强度尤为重要。已经提出了几种方法来预测下一个太阳活动周期，即第25个太阳活动周期的强度，但结果通常并不总是一致的。这些方法大多基于国际太阳黑子数量时间序列或其他太阳活动指标。在这里，我们提出了一种新的方法，使用超过100年的测量分数面积的太阳黑子和plages覆盖的可见太阳盘面和经验关系，这两个指数的太阳活动在奇偶周期。我们预计第25周期将在2024年达到峰值，并将持续约12年，略长于第24周期。我们还发现，就太阳黑子和谱斑面积覆盖范围而言，第25周的振幅将基本上类似于或略高于第24周。
2021-11-04 astro-ph.SR
Iron-rich solar particle events measured by SOHO/ERNE during two solar cycles
本文研究了第23和24太阳活动周之间太阳高能粒子（SEP）事件的重离子成分的差异。我们已经调查了SOHO/ERNE重离子数据从太阳周期23开始到2015年6月底，也就是说，进入周期24的下降阶段。我们利用这段长时间的观测来研究重离子（从C到Fe）的性质，并在这方面比较两个太阳活动周期。我们调查了SEP事件的数据与增强的Fe/C和Fe/O的强度比在能量范围5-15 MeV的每个核子，并与太阳耀斑和日冕物质抛射（CME）的事件在可能的情况下。我们研究了这些事件中重离子的性质，并比较了两个太阳活动周之间重离子的平均相对丰度。我们发现，在太阳活动周期24期间，碳和氧强度高于~10 $^{-3}$ cm $^{-2}$ sr $^{-1}$ s $^{-1}$（MeVn $^{-1}$）$^{-1}$的天数少于周期23期间。对于Fe，即使在较低的强度下，这种差异也是明显的。我们还发现，在第24周期期间，Fe/（C+O）> 0.183的天数较少。我们确定了86个SEP事件，至少有一个富铁日，其中65个发生在第23周期，只有21个发生在第24周期。我们发现，在第24个周期中，脉冲事件几乎完全不存在。在事件中的重离子的平均丰度被认为是显着低于在周期24比在周期23。我们的研究结果反映了太阳活动在第24周减少，并表明在第24周的粒子加速过程的效率较低的渐进和脉冲SEP事件。
2016-03-15 astro-ph.SR
Shape of solar cycles and mid-term solar activity oscillations
除了众所周知的11年周期外，太阳活动的演变还包括各种时间尺度，从月到称为中期振荡的次级周期。它的本质需要一个物理解释。在这项工作中，我们认为5至6年的振荡，同时来自太阳黑子和太阳磁偶极子时间序列。利用太阳发电机模型，我们推断这些变化可能是太阳活动周期的发电机非线性和非谐形状的表现。我们的结论是，所观察到的中期振荡有关的非线性饱和的发电机过程中的太阳内部。
2020-08-01 astro-ph.SR
Solar cycle activity: an early prediction for cycle #25
太阳活动预测是许多科学和技术领域的一个重要课题，如空间飞行任务作业、电功率传输线路、变电站以及地球物理和气候影响。然而，众所周知的困难是如何根据各种记录的太阳活动指数准确地预测未来太阳活动周期的完整演变，这是由于涉及高度复杂的动力学和随机过程，主要与内部磁场不同组成部分的相互作用有关。太阳活动周期的预测方法主要有两类：类太阳黑子方法和数值太阳黑子方法。无论是纯粹的太阳能技术还是地磁技术，其主要特点都是物理基础。相反，非前兆方法利用太阳活动指数已知时间演变的不同数学和/或数值特性，提取预测未来活动的有用信息。对于当前的太阳活动周期#24，我们获得了相当好的统计性能的前兆和纯数值方法，如所谓的太阳前兆和非线性的。为了进一步检查这些预测技术的性能，我们比较了下一个太阳活动周期#25的早期预测。初步结果支持所考虑的预测方法的某些一致性，并证实了目前太阳活动相对较低的趋势。
2019-02-14 astro-ph.SR
A New Challenge to Solar Dynamo Models from Helioseismic Observations: The Latitudinal Dependence of the Progression of the Solar Cycle
太阳活动周期在中纬度的开始、太阳黑子向赤道漂移的减缓、活动最小时的尾状附着和连续周期的重叠是$αΩ$发电机波和通量输运发电机模型中的敏感问题。非常不同的参数值产生类似的结果，使得很难理解这些太阳周期性质的起源。我们使用龚日震数据调查太阳周期的进展，在不同纬度和次表层的中度全球$p$模式频率变化中观察到的，从太阳周期23开始到当前太阳周期的最大值。我们还分析了通过当地日震学的环形图技术获得的每个半球的高度模式。分析强调了与高纬度地区相比，在15 \degr以下的周期进展的差异。虽然周期开始于中纬度，然后向赤道/极地迁移，但旧周期的太阳黑子爆发仍在15 \degr \纬度以下进行。这种延长的活动导致周期开始的延迟和连续周期的重叠，其延伸在两个半球中不同。然后，活动水平上升更快，达到最大值，其特征是单峰结构，而高纬度地区则是双峰结构。之后，下降阶段以较慢的衰减速率出现。在这项研究中强调的太阳活动周期进展的纬度属性提供了有用的限制，以区分众多的太阳发电机模型。
2016-06-09 astro-ph.SR
The Structure of the Solar Cycle and of the Activity Cycles of Late-Type Stars
本文提出考虑太阳磁场奇阶带谐项可改进太阳活动周描述，既能更准确预测太阳近期周期活动演化，也为监测类太阳恒星辐射以获取其磁场新信息提供了观测方案。
2023-11-01 astro-ph.SR
A New Formula for Predicting Solar Cycles
根据目前从通量输运发电机理论上对太阳活动周的认识，提出了一个新的太阳活动周预报公式。两个重要的过程-在巴布科克-莱顿机制的波动和纬向环流的变化，这被认为是负责的不规则性的太阳周期-通过使用观测数据的约束。我们把周期极小值附近的极场作为Babcock-Leighton过程中随机性的度量，而极小值附近的衰减率则是纬向环流变化的结果。我们将这两个观测导出量耦合成一个公式来预测未来太阳活动周期的振幅。我们的新公式表明，周期25将是一个温和的周期。是否这个公式预测未来的太阳活动周期可以证明理论上也讨论了使用模拟通量传输发电机模型。
2019-06-04 astro-ph.SR
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
Solar cycle variation in solar irradiance
过去40年从空间进行的大量测量表明，太阳辐照度与11年太阳活动周期之间存在着明显的相关性。将太阳辐照度变化与光球磁性联系起来的模型在解释这些观测中的大多数明显趋势方面取得了重大进展。然而，在绝对辐射测量、长期变化和太阳周期变化的光谱依赖性方面，不同的测量和模型之间存在持续的差异。我们提出了太阳辐照度测量和模型的概述，并讨论了调和两者之间的分歧的关键挑战。
2014-07-16 astro-ph.SR
North--South Asymmetry in Solar Activity and Solar Cycle Prediction, IV: Prediction for Lengths of Upcoming Solar Cycles
我们分析了1874-1976年期间格林威治日光观测结果（GPR）和1977-2017年期间德布勒森日光观测数据（DPD）报告的每日太阳黑子群数据，并研究了太阳活动周期12-24的最大值和最小值的南北不对称性。我们推导了13个月的平滑月平均校正的太阳黑子群在太阳的整个球体（WSGA），北半球（NSGA），南半球（SSGA）的整个斑点面积的时间序列。从这些平滑的时间序列中，我们获得了WSGA、NSGA和SSGA周期12-24的最大值和最小值以及相应的历元。我们发现，极小值的南北不对称存在44-66年的周期。极大值的不对称性可能存在一个长周期（130-140年）。SSGA循环n的最大值与WSGA循环n + 2的上升时间之间存在统计学显著相关性。WSGA循环n的最大值与WSGA循环n + 2的下降时间之间也存在合理的显著相关性。这些关系表明，太阳发电机至少在三个太阳周期内保持记忆。利用这些关系，我们得到了WSGA周期24、25和26的长度分别为11.7 +或-0.15年、11.2 +或-0.2年和11.45 +或-0.3年，因此，最小历元为2020年7月、2031年10月和2043年3月（开始日期）。我们还获得了WSGA周期25和26的最大时期分别为2025年5月和2036年3月。在蒙德晚期，似乎在NSGA周期的极大值和SSGA周期的极小值的时期附近没有太阳黑子活动最小值，并且在一些SSG…
2019-04-25 astro-ph.SR
Will Solar Cycles 25 and 26 Be Weaker than Cycle 24 ?
鉴于太阳活动对空间天气和全球气候的影响，研究太阳活动的变化对于了解太阳活动的基本机制和预测活动水平十分重要。在这里，我们已经使用的振幅（13个月平滑的国际太阳黑子数的峰值）的太阳周期1-24预测太阳周期的相对振幅在上升阶段的即将到来的Gleissberg周期。在减去振幅的线性拟合后，我们将余弦函数拟合到太阳周期的振幅和时间。最佳余弦拟合显示整体属性（周期、最大值、最小值等）Gleissberg循环，但具有很大的不确定性。我们获得了即将到来的Gleissberg周期的上升阶段的模式，但有相当大的模糊性。利用1610-2015年期间违反格涅维舍夫-奥尔规则（G-O规则）和“暂定逆G-O规则”的时期，以及1600-2099年期间太阳轨道角动量急剧下降的时期，我们推断太阳活动周期25将弱于周期24。周期25和26将具有几乎相同的强度，并且它们的历元处于当前和即将到来的Gleissberg周期之间的最小值。此外，预计第27周期强于第26周期，弱于第28周期，第29周期强于第28周期和第30周期。预计第29周期的最大值代表下一个Gleissberg最大值。我们的分析还表明，即将到来的第25个周期的最大振幅值要低得多（30-40）。
2017-11-11 astro-ph.SR
Prediction of the amplitude of solar cycle 25 from the ratio of sunspot number to sunspot-group area, low latitude activity, and 130-year solar cycle
本文通过分析1874–2017年太阳黑子群面积与国际太阳黑子数的关系及其长期周期变化，预测第25太阳活动周幅度约为135±8，极大期在2024年3月前后。
2024-05-06 astro-ph.SR
Multi-timescale Solar Cycles and the Possible Implications
通过对1700 - 2009年太阳黑子数年平均值的分析，确定了3种太阳活动周期：著名的11年周期（Schwabe周期）、103年长期周期（自1700年以来分别编号为G1、G2、G3和G4）和51.5年周期。从相似性出发，对未来太阳活动周进行了外推，发现第24太阳活动周将是一个相对较长而较弱的Schwabe活动周，其峰值可能在2012-2014年左右，位于G3和G4之间。此外，大多数Schwabe循环是不对称的，具有快速上升阶段和缓慢衰减阶段。不同GOES级的耀斑数与年耀斑数的比较（C级、M级、X级和超级耀斑，这里超级耀斑定义为$\geq$ X 10.0）和2.84 GHz频率的年平均射电通量表明，太阳耀斑具有以下趋势：耀斑的强度越大，发生在Schwabe循环开始后的时间越晚，且大多数耀斑发生在Schwabe循环的衰变阶段。对太阳活动周的起源作了一些讨论。
2010-11-07 astro-ph.SR
Prediction of Solar Cycle 25
太阳活动周期的预测是太阳物理学的一个重要目标，因为它是我们了解太阳的试金石，也因为它对航天文明的社会价值。任务艰巨，进展缓慢。Schatten等人（1978年）提出，在太阳活动极小期附近太阳极地区域的磁场大小可以作为下一个太阳活动周期的演变和振幅的前兆。从那时起，这个想法就成为了对过去四个太阳活动周期规模的成功预测的基础，特别是对出乎意料的弱太阳活动周期24（“100年来最弱的”）的预测。自20世纪70年代以来，人们就可以直接测量极区磁场，而且我们刚刚在太阳活动周期25之前通过了太阳活动极小期，因此现在可以进一步测试极区前兆方法。新周期25的预测大小为128 $\pm$ 10（在新的太阳黑子数版本2尺度上），略大于前一个周期。
2020-10-05 astro-ph.SR
Statistical properties of flares and sunspots over the solar cycle
本文回顾了太阳活动指数统计研究的结果。第23周期最低阶段的延长引起了第23周期固有特点的问题。最重要的太阳活动指数是相对太阳黑子数，虽然大多数其他指数密切相关，但它们的峰值活动之间存在1-2年的变化。这些变化揭示了一个22年的模式，可以归因于太阳内部或发电机相关的过程。发现第23周期的最小相位并不例外。研究过去150年的相对太阳黑子数，观察到更长时间的极小太阳周期。自1920年以来，太阳活动相当高（“现代最大值”），第23周可能是这一阶段结束的预兆。
2010-02-02 astro-ph.SR
Predictions for solar flares activity in solar cycle 25
对单个太阳活动周期演变的预测是一个发展中的领域，甚至在未来几年内都面临着预测分歧。特别是对于太阳耀斑，长期建模几乎是缺乏的，即使在粗略的条款。本文用太阳耀斑活动对第25太阳活动周的演变作了预报。它是从现有的现象学模型的基础上耦合的内部太阳组件和行星组件。除了有能力的时间分辨率外，预测的特点是既将模型与其他空间气候预测区分开来，又使其具有可证伪性。
2020-07-29 astro-ph.SR
Bayesian approach for modeling solar active region global magnetic parameters
上下文由于磁通量管的出现，太阳大气中出现了活动区（AR）。在视线（LOS）磁图中存在拉长的磁极性表明形成它们的磁通管中存在扭曲。这些被称为磁舌的极性伸长使在它们的出现阶段期间获得的AR特性的测量偏置（例如，它们的倾斜角和磁通量等）。特别是，获得一个很好的估计的倾斜角的演变起着关键作用，约束通量传输发电机模型。目的。在这项工作中，我们的目标是估计的扭曲的磁通管，或磁通绳，形成AR的定量比较所观察到的LOS磁图与合成的环形磁通量管模型。方法.为此，我们开发了一种贝叶斯推断方法来获得推断模型参数的统计分布。以NOAA AR 10268为例进行了验证。接下来，我们使用合成AR生成器来测试结果，以量化小尺度扰动对推断的参数分布的影响。结果我们的结论是，这种方法可以显着地消除磁舌的影响，所得出的AR全球特性，提供了一个更好的知识的内在属性的新兴磁通绳。结论.这些结果提供了一个框架，为未来的分析新兴AR的物理特性，使用贝叶斯统计。
2022-07-13 astro-ph.SR physics.space-ph
Latitude of Ephemeral Regions as Indicator of Strength of Solar Cycles
利用两个太阳观测站的全圆盘CaK日光谱数字化图像，研究了14-23个太阳活动周期间短暂区域（ER）的周期变化。我们计算了月平均的赤道无符号纬度，并与年太阳黑子数进行了比较。我们发现，地球赤道的平均纬度可以作为太阳活动周期强度的一个预测因子。对于短期预测（dT约1-2年），短暂区域（当前周期）的最大纬度定义了该周期的振幅（ER的纬度越高，太阳黑子周期的振幅越大）。对于一个长期的预测（dT约为1.5个太阳活动周），第n个太阳活动周下降相的ERs纬度决定了第（n+2）个太阳黑子活动周的振幅（ERs纬度越低，活动周越强）。使用后者的依赖性，我们预测太阳黑子周期24的振幅在W=92 +/- 13（单位为年太阳黑子数）。
2010-08-01 astro-ph.SR
The Characteristics of Valley Phase as Predictor of the Forthcoming Solar Cycle
太阳活动周期24是异常的吗？我们如何预测即将到来的周期的主要特征？为了回答这些问题，本文将每个周期定量地划分为谷期、上升期、高峰期和下降期，统计分析谷期与下一个周期的相关性。我们发现，前一个谷期可能占主导地位，并可以预测即将到来的周期：（1）上升期的增长率与谷期长度呈强负相关，与周期最大值呈强正相关。(2)周期最大值与谷长显著负相关，与周期最小值显著正相关。(3)循环周期与谷值变化呈强负相关。根据这些相关性，我们认为第24周是一个相对较弱的长周期，明显弱于第23周。相似性分析也给出了相似的结果。第25周期也可能是一个弱周期。这些结果可以帮助我们理解太阳活动周期的物理过程。
2018-08-04 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
A general method for the determination of duration of solar cycle maxima
使用不同的太阳活动指数，如太阳黑子数量、太阳黑子面积、耀斑指数、磁场等，使我们能够研究太阳活动的一些具体特征的时间演化和潜在的发电机机制。当使用这些活动指数进行一些统计分析时，问题之一是可靠地确定不同太阳周期的最大相位，这些周期通常以多峰结构为特征，这是由于存在所谓的\emph {Gnevyshev gap}。这项工作的主要目的是提出一个通用的方法，没有引入特设的启发式参数，通过长期的太阳活动指数，如每月平滑太阳黑子数（SSN），以确定一个给定的太阳活动周期最大阶段的持续时间。由此产生的扩展的太阳极大值允许我们包括太阳周期的多峰结构，并且所提出的方法还允许我们预测当前太阳周期24的太阳极大持续时间。
2013-10-10 astro-ph.SR
Internal-cycle variation of solar differential rotation
利用Suzuki在1998年和2012年以及Pulkkinen $\&$ Tuominen在1998年测量的年平均自转率的纬向分布，研究了太阳差异自转的内周变化。太阳赤道的自转速度似乎从第10周开始下降。太阳差自转系数$B$代表自转的纬向梯度，在太阳活动周极小期之后的几年内，其值小于极大期之后的几年，在极大期之后的几年内，其值达到峰值。太阳自转速率的内周变化与系数$B$的变化在轮廓上看起来相似。提出了一种新的解释，以解决这样一个太阳周期相关的太阳自转速率的变化。弱磁场可能更有效地反映分化在低纬度与高纬度与低转速比，和强磁场可能更有效地抑制分化在相对低的纬度比在高纬度。这种内旋回变化是地表扭振型纬向迁移和强磁活动对分异的压制共同作用的结果。
2013-05-17 astro-ph.SR
Deciphering Solar Magnetic Activity: Spotting Solar Cycle 25
我们提出了太阳活动周期25开始的观测签名。这些特征明显地沿着从高纬度到低纬度的迁移路径。它们的起始点在每个半球的时间上不对称地偏移，这些时间是在太阳活动周期23的相应的、相同极性的活动带开始迁移后21-22年。这些波段定义了所谓的“扩展太阳周期”。“目前系统中存在的四个磁条正在接近相互抵消的配置，太阳最低条件即将到来。此外，使用每日波段纬度-时间诊断的调谐分析，我们能够利用数据中的纵波数（m=1）变化来更清楚地揭示太阳周期25波段的存在。这一澄清说明，目前在中纬度地区存在着非常活跃的日冕（每个半球都不同），持续了许多太阳旋转，可以在未来几年内使用IRIS上的光谱仪，Hinode上的光谱偏振仪等仪器进行详细研究，当它们上线时，Daniel K. Inouye太阳望远镜（DKIST），因为我们看到这些波段在2019年底赤道太阳活动周期24活动带取消后演变。
2017-02-14 astro-ph.SR
Surface flux transport modeling for solar cycles 15--21: effects of cycle-dependent tilt angles of sunspot groups
我们使用表面通量输运模型模拟了1913年至1986年太阳的表面磁场和开放通量，该模型包括观测到的太阳黑子群倾斜的周期变化。该模型再现了经验推导的太阳开放磁通量的时间演化，和极性场的反转时间。我们发现，无论是极场和轴向偶极矩从这个模型产生的周期最小值附近的强度相关的后续周期。
2010-06-15 astro-ph.SR
Solar Cycle Related Changes in the Helium Ionization Zones of the Sun
太阳活动周期23和24的日震数据明确表明，太阳动力学随着太阳活动而变化。太阳结构的变化更难探测。Basu & Mandel（2004）声称，当时可用的数据显示了太阳HeII电离区的变化。然而，变化量表明磁场需要比预期更大的变化。现在，跨越两个太阳活动周期的日震数据是可用的，我们使用改进的拟合技术重新进行了分析。我们发现，确实有一个变化，在该地区周围的HeII电离区，是与活动。由于数据集现在涵盖两个太阳活动周期，因此很容易辨别时间变化。
2020-10-21 astro-ph.SR
Predictability of the solar cycle over one cycle
对未来太阳活动周期强度的预测之所以令人感兴趣，是因为它对空间天气具有实际意义，而且是对我们对太阳活动周期的理论理解的一种检验。Babcock-Leighton机制允许通过同化观测到的表面磁场来进行预测。但是太阳黑子群的随机性使得太阳活动周期的预测变得不可能，也极大地限制了太阳活动周期预测的范围。因此，我们开发的方案，以调查的可预测性的太阳活动周期在一个周期。当一个周期持续超过3年时，可以预测太阳黑子群的出现及其在周期其余时间的不确定性。这样做的方法是通过生成一组随机实现来开始，这些随机实现遵循太阳黑子出现的统计关系。然后，我们使用一个表面通量输运模型来计算可能的轴向偶极矩演变。利用太阳活动周最小值时的轴向偶极矩与后续太阳活动周强度的相关性以及太阳活动周的其他经验性质，预测了后续太阳活动周的可能轮廓。应用该方案预测了2018年至25周末的大尺度场演化，其最大强度在93 ~ 155之间，概率为95%。
2018-07-04 astro-ph.SR
Solar supergranular fractal dimension dependence on the Solar cycle phase
利用Kodaikanal太阳天文台的Ca II K数字化数据库，通过分形维数研究了超颗粒网络的复杂性。这些数据由326个视觉选择的超颗粒细胞组成，分布在第23个太阳活动周期。仅选择明确定义的细胞用于分析，并且我们讨论了其潜在的选择效果，主要是其有利于较小尺寸（< 20 μ π ι）的细胞。在这个样本中，我们分析了整个太阳活动周的超颗粒的分维，发现它与活动水平密切相关。
2022-07-21 astro-ph.SR
Solar cycle prediction
回顾了太阳活动周期的预测方法及其性能，包括对第25周的早期预测。审查的重点是那些方面的太阳周期预测问题，发电机理论的影响。审查的范围进一步限于预测不迟于给定周期开始后即将到来的太阳活动极大期的振幅（以及可选的历元）的问题。在过去几个太阳活动周期的总体表现中，前兆方法显然优于外推法。在过去的几个太阳活动周期中，有一种方法一直在正确的范围内产生预测，这就是极场前兆。然而，一些外推方法可能仍值得进一步研究。以模型为基础的预测正迅速发挥作用，尽管没有长期的证明记录，但社区对他们的预测越来越有信心。
2020-03-04 astro-ph.SR
Solar-Cycle Variation of Newly Emerging Coronal Holes during Solar Cycle 24
UPES（尤皮斯大学）；New Mexico State University（新墨西哥州立大学）
本研究编制第24太阳活动周新现日冕洞目录，发现其出现率与太阳黑子数负相关，为开放磁通量演化提供观测约束。
2026-08-26 astro-ph.SR
Spatial and Temporal Distribution of Solar Green Line Corona for Solar Cycles 18-24
本文利用绿日冕（Fe XIV）的均匀日冕数据集（HCDS）和太阳活动的日冕指数（CI）研究了18-24太阳活动周的时纬分布，并与太阳黑子、磁场和10.7cm射电通量的类似分布进行了比较。最重要的结果是：（a）与周期最大值相关的日冕强度分布在各个周期中是不同的;（b）即使在极弱的第24周期中，每个周期中的HCDS也存在着从中纬度向极迁移的现象，向赤道迁移的现象也是如此;（c）北半球的HCDS总值略强于南半球，（d）HDCS的分布与最强光球磁场（B>50高斯）和黑子群的直方图相一致。（e）Gnevyshev间隙在CI中至少有95%的置信度被证实，但在奇数和偶数周期中有不同的行为。主成分分析（PCA）表明，第一和第二个组成部分解释的总变异的CI的87.7%和7.3%。此外，与其他循环相比，绿电晕的PC 2对于循环21是相当不同的。
2022-06-19 astro-ph.SR
Zonal harmonics of solar magnetic field for solar cycle forecast
根据太阳发电机的作用方案，极向磁场可以被认为是由太阳差自转产生的环向磁场的来源。从极地磁场代理，这是很自然的预期，太阳活动周期25将是弱的记录在太阳黑子数据。我们建议，有太阳表面磁场的纬向谐波的参数，如$\ell$ =3谐波或有效多极指数的幅度，可以被用来作为一个合理的除了极磁场代理。我们还讨论了第23周和第24周太阳活动指数的一些具体特征。
2021-09-10 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
Does a low solar cycle minimum hint at a weak upcoming cycle?
众所周知，太阳活动周期的最大振幅（Rm）与前一个最小振幅（Rmin）正相关。就长期趋势而言，低水平的Rmin往往伴随着弱的Rm，反之亦然。在本文中，我们发现，证据是不足以推断一个非常弱的周期24从非常低的Rmin在前一个周期。这是通过分析两个连续周期的参数的时间变化的相关性得出的结论。
2010-08-14 astro-ph.SR
Evidence for distinctive changes in the solar wind helium abundance in cycle 24
α粒子相对于质子的相对丰度，通常表示为$A_{He}$ =（$n_α/n_p$）*100，已知对太阳活动作出反应，尽管其在过去四个太阳活动周期中的行为变化尚不清楚。本文通过系统地分析日地系统第一拉格朗日点的相互校准的$A_{He}$数据，指出第24太阳周的$A_{He}$变化与前三个太阳周有明显的不同。与前三个周期中典型的$A_{He}$ = 4-5%事件的优势相反，在第24周的慢/中等太阳风中，$A_{He}$ = 2-3%事件的频率明显较高。此外，第24周期中$A_{He}$ $\geq$ 10%事件的发生率显著降低。不仅如此，$A_{He}$相对于峰值太阳黑子数量的延迟变化对第24周太阳风速度的变化不太敏感。调查表明，日冕磁场配置从第23周开始发生系统性变化，这种改变的磁场配置影响了太阳大气中氦的处理和耗尽方式。
2021-02-10 astro-ph.SR
Unexpected solar-cycle variation of acoustic mode power in Sun-as-a-star observations
我们研究太阳周期变化的功率在低度日震模式，从45年的观测与伯明翰太阳振荡网络，它提供了一个更强大的估计模式的功率比峰值拟合获得的分箱功率谱。在五分钟波段的声学模式功率的太阳周期的变化是清楚地看到。不寻常的是，尽管第24周的表面磁活动比第23周弱得多，但两个周期在太阳活动最大时模功率的减少非常相似，这表明模功率和磁活动之间的关系比以前认为的要复杂得多。这与模式频率相反，模式频率显示出与活动的强烈相关性，不同太阳周期的响应之间只有细微的差异。
2022-05-31 astro-ph.SR
Solar large-scale magnetic field and cycle patterns in solar dynamo
利用观测结果和太阳发电机模型比较了太阳大尺度磁场的纬向谐波谱。在这些示踪剂中记录的太阳活动主周期是一个比太阳发电机方程的本征解复杂得多的现象，其增长被发电机驱动的磁场对太阳流体动力学的反作用饱和。每种模式记录的标称11（22）年周期有一个具体的相移，每个周期都不同;周期的实际长度因周期和示踪剂而异。观测和发电机模型都显示出轴对称$\ell_{5}$模式的特殊作用。它的起源似乎与太阳表面黑子的形成和演化有关。观测和发电机模型的结果表明，低$\ell_{1}$和$\ell_{3}$模式的协议。对于轴对称和非轴对称模型，这些模式的结果没有显著差异。我们的研究结果支持这样的想法，即太阳发电机的来源出现的结果，在大部分的对流区和表面磁活动的分布式发电机过程。
2021-04-15 astro-ph.SR
The differential rotation of the chromosphere and the quiet chromosphere in the falling and rising period of a solar cycle
本文利用He I 10830Å线综合图研究了太阳活动周下降和上升期色球与宁静色球的较差自转，发现第24太阳活动周上升期自转较慢且较差自转更显著。
2024-01-05 astro-ph.SR
Correlation between Decay Rate and Amplitude of Solar Cycles as Revealed from Observations and Dynamo Theory
利用不同的太阳活动代用指标，我们研究了太阳活动周期的下列特征。(i)周期的振幅与其衰减速率之间的线性相关，（ii）周期$n$的振幅与周期$(n - 1)$的衰减速率之间的线性相关，以及（iii）周期$n$的振幅与周期$(n - 1)$的周期之间的反相关。特征（ii）和（iii）非常有用，因为它们为未来的周期提供了前兆。我们已经重现了这些功能，使用的Babcock-Leighton $α$效应和纬向环流的随机波动通量传输发电机模型。只有在纬向环流中引入涨落，我们才能再现太阳活动周期的不同观测特征。我们讨论了这些相关性的可能原因。
2015-05-07 astro-ph.SR
Helioseismic inferences of the solar cycles 23 and 24: GOLF and VIRGO observations
自1996年4月以来，SoHO航天器上的太阳作为恒星的日震分光光度计GOLF和光度计VIRGO仪器一直在收集高质量的连续数据。我们在这里分析这些独特的数据集，以研究独特而微弱的太阳活动周期24。当这个周期24达到其最大值时，我们将其上升阶段与前一个太阳周期23的上升阶段进行比较。
2014-11-03 astro-ph.SR
Understanding solar cycle variability
太阳磁场活动的水平，如太阳黑子的数量和日冕中的高能事件所示，在很大的时间尺度上变化。最突出的是11年的太阳活动周期，它在更长的时间尺度上受到显著的调制。从发电机理论的经验结果，过去的太阳活动和类似的现象，类太阳恒星，我们表明，太阳周期的变化基本上可以理解的弱非线性极限环随机噪声的影响。与太阳活动周期的临时“玩具模型”相比，这导致了一个通用的正规形式模型，其参数都受到观测的约束。该模型再现了几十年至几千年时间尺度上太阳活动的变化特征，包括长期极低活动（大极小期）的发生和统计数据。与Babcock-Leighton型发电机模型得到的结果比较证实了正常模式方法的有效性。
2017-05-30 astro-ph.SR
Analysis of the Solar Flare Index for Solar Cycles 18-24: Extremely Deep Gnevyshev Gap in the Chromosphere
本文分析第18–24太阳活动周SFI，发现其第一主成分存在极深GG，并量化耀斑对IMF与Ap指数的快速及滞后响应。
2023-06-07 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
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
Does the mean-field alpha effect have any impact on the memory of the solar cycle?
如果Babcock-Leighton机制是极向场的唯一来源，则从对流主导和扩散主导的运动发电机模型获得的太阳活动周24的预测是不同的。Yeates等人（2008）认为，这种差异是由于对流和扩散主导的太阳对流区的太阳发电机的不同记忆造成的。我们的目的是研究太阳周期记忆的差异，从对流为主和扩散为主的运动学太阳发电机模型。具体来说，我们探讨是否包含帕克的平均场$α$效应，除了巴布科克-莱顿机制，有任何影响的记忆的太阳活动周期。我们使用了一个运动学通量传输太阳发电机模型，其中极向场的产生由于Babcock-Leighton机制和平均场$α$效应发生。我们还考虑了在这个模型中的随机波动，并探讨了极场在最小值和环向场在周期最大值之间的周期到周期的相关性。太阳发电机的记忆总是限于只有一个周期中的扩散为主的发电机制度，而在平流为主的制度的记忆是分布在几个太阳周期。然而，平均场α效应的增加减少了太阳发电机的记忆在一个周期内的对流主导发电机制度时，没有波动的平均场$α$效果。当在平均场极向源中引入波动时，一个更复杂的场景是显而易见的，在几个周期中出现非常弱但重要的相关性。我们的研究结果意味着，包括一个平均场α效应的通量传输巴布科克-莱顿发电机模型的框架导致额外的复杂性，可能会影响记忆和预测发电机模型的太阳周期的可预测性。
2020-07-28 astro-ph.SR
