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
A Statistical Study on Property of Spatial Magnetic Field for Solar Active Region
磁场是太阳活动的主导因素，太阳耀斑与磁场的分布及其对应的磁能有着直接的关系。本文根据怀柔太阳观测站（HSOS）太阳磁场望远镜（SMFT）观测到的矢量磁场，给出了空间磁场与太阳耀斑关系的统计结果。空间磁场是由SMFT观测到的光球矢量磁场外推得到的。选取1997 - 2007年期间有耀斑爆发的23个活动区作为数据样本。研究结果如下：1.耀斑后磁场谱线降低的区域有16个（69%）; 2. 17个（74%）活动区耀斑后自由能降低。结果表明，对于大多数活动区，太阳耀斑后的磁场变化与前人的观测和研究结果是一致的。
2014-05-09 astro-ph.SR
The power spectrum of the seeing during solar observations
在Santa Maria degli Angeli Lucernaria Dome、IRSOL和怀柔站对太阳视线内的大气视宁度进行了0.001- 1Hz范围的功率谱测量。本研究旨在了解子午仪监测太阳直径方法的关键性。
2011-12-02 astro-ph.SR physics.ao-ph
A Statistical Study on Force-Freeness of Solar Magnetic Fields in the Photosphere
太阳磁场在日冕中是无力的，这是一个不争的事实，无力场意味着电流和磁场是平行的，场中不存在洛伦兹力。而光球磁场的无力范围仍然是开放的。本文给出了有关的统计结果。利用怀柔太阳观测站（HSOS）太阳磁场望远镜（SMFT）观测到的Stokes谱，推导并标定了矢量磁图（即日心坐标系下的$B_{x}$、$B_{y}$和$B_{z}$）。我们对925幅磁图进行了研究和标定，并采用两组标定系数进行了标定。这两组标定系数反映了磁场与斯托克斯谱强度之间的关系，可以从理论上或经验上计算。统计结果表明，大部分活动区磁场不符合无力模型。
2012-06-28 astro-ph.SR
Near-UV and optical spectroscopic investigation of late-type stars from MIRA/Oliver Observing Station
本研究基于MIRA/Oliver观测站的光谱观测，分析了三颗晚型星的恒星参数与化学丰度，发现其碳元素丰度分别为太阳值的95%、97%和108%，为恒星演化与系外行星大气研究提供了约束。
2023-12-30 astro-ph.SR
Relationship between Magnetic Field Properties and an X-class Flare in Active Region NOAA 9077
太阳磁场是产生太阳耀斑的关键因素，因此研究太阳磁场特性与耀斑的关系具有重要意义。本文利用怀柔太阳观测站NOAA 9077活动区光球矢量磁象图外推的磁场，研究了该活动区X级耀斑的磁力线高度、无力因子、自由磁能和倾角等磁场参数。我们发现耀斑后磁场线变低，闭合磁力线与开放磁力线的比值增大。对于闭合磁力线，无力因子（$α$）在耀斑前达到一个较大的值，耀斑后下降，而开放磁力线则表现出相反的趋势。自由能在耀斑爆发前达到最大值，耀斑爆发后下降。耀斑爆发后，闭合磁力线和开放磁力线的磁倾角呈现相反的变化趋势。因此，耀斑释放的非势能主要包含在闭合的磁场线中。
2019-05-05 astro-ph.SR
Magnetic Nonpotentiality in Photospheric Active Regions as a Predictor of Solar Flares
根据怀柔太阳观测站太阳磁场望远镜在两个太阳活动周期间获得的矢量光球活动区磁图中的几个磁非势参数，建立了一个机器学习模型，预测一定时间窗口内相应活动区耀斑的发生。支持向量分类器是一种广泛使用的通用分类器，用于建立和测试预测模型。采用几种经典的验证措施来评估预测的质量。我们调查不同的耀斑水平在不同的时间窗口，因此，它是可能的，以估计特定的活动区的耀斑的粗略类和爆发时间。在实验中测试了几种预测因子的组合。真实技能统计在97%的情况下高于0.36，Heidke技能得分范围从0.23到0.48。由纵向磁场导出的预测因子确实表现良好，但它们在预测大耀斑时不太敏感。采用矢量场的非位势预报因子可以提高预测$\geq$ M5.0和$\geq$ X1.0等大耀斑的性能。
2013-08-06 astro-ph.SR
Geometrical information on the solar shape: high precision results with SDO/HMI
太阳直径测量的不确定度取决于观测时间尺度。利用SDO/HMI的全光盘图像和怀柔太阳观测站的地面观测图像进行分析，得到了太阳直径的数值。卫星观测达到了很高的精度，但绝对影像比例尺仍需标定。太阳扁率是一个比直径更具挑战性的测量，因为信号幅度是几毫角秒。这是一种相对测量，因此不受直径测量所需的像素尺度校准的影响。但其结果强烈依赖于仪器的状态，如焦平面变形和计算过程。
2012-10-31 astro-ph.IM astro-ph.SR
Statistical distribution of current helicity in solar active regions over the magnetic cycle
根据20多年的矢量磁仪观测资料，得到了太阳活动区的当前螺旋度分布，其结果符合所谓的半球符号规则，即北半球螺旋度主要为负，南半球螺旋度主要为正。本文利用正态概率纸的方法，重新讨论了这一性质，并将海流螺旋度的统计分布与高斯分布进行了比较。数据样本包括怀柔太阳观测站1988-2005年获得的6630个独立磁图，对应于983个太阳活动区。我们发现了以下内容。(1)在大多数情况下，在时间半球域螺旋度的分布接近高斯分布。(2)在某些区域（某些年份和半球），我们可以清楚地观察到分布与单一高斯分布的显著偏离，其形式为双分量或多分量分布。(3)对于数据集的大多数非单高斯部分，我们看到两个或多个分量共存，其中一个（通常占主导地位）的平均值非常接近零，这对半球符号规则没有太大贡献。另一个分量具有相对较大的螺旋度值，这通常决定了与张等人（2010）报告的全球螺旋度结构一致的半球符号规则的一致性或不一致性。
2013-05-20 astro-ph.SR
Automatic Recognition of Sunspots in HSOS Full-Disk Solar Images
本文介绍了在怀柔太阳观测站获得的太阳全日面光球图像中自动识别太阳黑子的方法。首先采用高斯算法对图像进行预处理。太阳黑子识别的形态Bot-hat操作和大津阈值。通过太阳黑子性质的标准，排除了太阳黑子的错误选择。此外，为了计算太阳黑子面积和太阳中心，太阳边缘提取的过程中，使用形态学关闭和腐蚀操作，并设置一个自适应阈值。太阳黑子识别的结果表明，该方法与人工方法检测到的太阳黑子数目有很好的一致性。太阳黑子的识别率为95%，错误率为1.2%。用该方法计算的太阳黑子面积与USAF/NOAA的黑子面积数据有很高的相关性（95%）。
2016-05-05 astro-ph.IM astro-ph.SR
Sunspot Observations and Counting at Specola Solare Ticinese in Locarno since 1957
Specola Solare Ticinese是一个专门用于太阳黑子计数的天文台，于1957年在瑞士南部的洛迦诺建造，作为苏黎世联邦天文台的外部观测站。1981年，当比利时皇家天文台承担了确定国际太阳黑子数的责任时，Specola Solare Ticinese被赋予了试点站的角色，目的是保持计数方法的连续性。我们报告的观察程序和计数规则在洛迦诺。
2016-02-25 astro-ph.SR
A Statistical Study on Photospheric Magnetic Nonpotentiality of Active Regions and Its Relationship with Flares during Solar Cycles 22-23
本文对太阳活动区光球磁非势及其与耀斑的关系进行了统计研究。选取1988-2008年怀柔太阳观测站太阳磁场望远镜观测到的1106个活动区的2173幅光球矢量磁图，涵盖了第22、23太阳活动周的大部分时间。计算了平均平面磁场剪切角（\bar{Δϕ}）、平均矢量磁场剪切角（\bar{Δψ}）、平均绝对垂直电流密度（\bar{|J_{z}|}）、平均绝对电流螺旋度密度（\bar{|h_{c}|}）、绝对扭转参数（|α_{av}|）、平均自由磁能密度（\bar{ρ_{free}}）、纵向磁场有效距离（d_{E}）和修正有效距离（d_{Em}）。参数\bar{|h_{c}|}、\bar{ρ_{free}}和d_{Em}与太阳活动周期的演化有较高的相关性。这三个参数与年平均太阳黑子数的Pearson线性相关系数均大于0.59。参数\bar{Δϕ}、\bar{Δψ}、\bar{|J_{z}|}、|α_{av}|和d_{E}与太阳活动周的相关性较弱，但活动区的非潜在性和复杂性在活动极大期比活动极小期大.这8个参数均与活动区的耀斑生产率呈正相关，不同非势参数的组合可有效预测活动区的耀斑发生概率。
2012-06-10 astro-ph.SR
A comparison of co-temporal vector magnetograms obtained with HMI/SDO and SP/Hinode
本研究对比HMI/SDO与SP/Hinode的同时段矢量磁图，发现前者磁通密度与后者接近且临边变化微弱，证明滤光型磁像仪构建低分辨率斯托克斯剖面可兼顾测量精度与高时间分辨率优势。
2023-10-07 astro-ph.SR
Quantifying solar superactive regions with vector magnetic field observations
超活动区（SAR）的矢量磁场特征是理解SAR异常活跃的关键，也是指导空间天气预报的重要依据。我们的目标是利用怀柔太阳观测站太阳磁场望远镜拍摄的矢量磁图来量化SAR的特性。利用4个参数分析了第22和23太阳活动周14个SAR的矢量磁场特征：1）相反极性间的磁通量不平衡，2）光球总自由磁能，3）具有陡峭水平磁梯度的磁中性线长度，4）强磁剪切区面积。此外，我们选择了另外八个大的和不活跃的活动区（AR），这被称为休闲AR（FAR），比较它们与SAR。我们发现大多数合成孔径雷达的净磁通量大于7.0 \times 10^21 Mx，光球总自由磁能大于1.0 \times 10^24 erg/cm，磁中性线具有陡峭的水平磁梯度（\geq 300 G/Mm）大于30 Mm，以及具有大于100 Mm^2的强磁剪切（剪切角\geq 80 \degree）的区域。相比之下，FAR的这些参数值大多非常低。Pearson \c{hi} 2检验用于检查SAR和FAR之间差异的显著性，结果表明，这两种类型的AR可以通过这些参数中的每一个来区分。显著性水平分别为99.55%、99.98%、99.98%和99.96%。然而，没有一个参数可以完全区分它们。因此，我们提出了一个综合指数的基础上，这些参数，并发现这两种类型的AR之间的区别也是显着的99.96%的显着性水平。这些结果有助于更好地理解SAR和FAR
2012-05-30 astro-ph.SR
Sunspot data collection of Specola Solare Ticinese in Locarno
自1957年作为苏黎世天文台的外部观测站建成以来，洛迦诺的Specola Solare Ticinese一直在进行太阳黑子观测和计数。当1980年数据中心的责任从苏黎世联邦理工学院转移到布鲁塞尔的比利时皇家天文台时，洛迦诺的观测继续进行，Specola Solare Ticinese获得了试点站的角色。在Specola收集的数据涵盖了最近6个太阳活动周期。本报告的目的是讨论和概述Specola数据收集，应用计数方法和未来的存档项目。后者包括与苏黎世联邦理工大学档案馆合作，以数字形式出版所有数据和图纸，该档案馆正在对自鲁道夫·沃尔夫时代以来收集的前苏黎世瑞士联邦天文台的文件进行并行数字化项目。
2018-05-23 astro-ph.SR
The Properties of Non-Potential Magnetic Field Parameters in a Super-Active Region with Complex Structures and Strong Solar Flares
本研究针对经历X5.7级强耀斑的活动区NOAA 9077，通过外推三维磁场计算多种非势参数，分析其时空分布，揭示了耀斑前后磁场参数的变化规律及不同参数与耀斑的关联特征。
2025-06-17 astro-ph.IM astro-ph.SR
Observing the solar corona from a formation-flying mission. First results of Proba-3/ASPIICS
Royal Observatory of Belgium（比利时皇家天文台）；Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University（莫斯科国立大学斯科别尔钦核物理研究所）；Institute of Geodynamics of the Romanian Academy（罗马尼亚科学院地球动力学研究所）；National Institute for Astrophysics, Astrophysical Observatory of Torino（意大利国家天体物理研究所都灵天文台）；Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院天文研究所）；Max Planck Institute for Solar System Research（马克斯·普朗克太阳系研究所）；University of Athens（雅典大学）；Institut d'Astrophysique Spatiale（空间天体物理研究所）；Astronomical Institute of the Romanian Academy（罗马尼亚科学院天文研究所）；High Altitude Observatory, National Center for Atmospheric Research（美国国家大气研究中心高空观测站）；Center for mathematical Plasma Astrophysics, KU Leuven（荷语鲁汶大学数学等离子体天体物理学中心）；European Space Research and Technology Centre, European Space Agency（欧洲航天局欧洲空间研究与技术中心）
本文报告了Proba-3任务中ASPIICS日冕仪观测太阳日冕的首批结果，该仪器通过双航天器精确编队飞行实现类日食低杂散光观测，首次以高时空分辨率揭示了1.3至3 Rs间小尺度日冕外流与内流现象。
2025-11-03 astro-ph.SR
The Dynamic Spectrum of Interplanetary Scintillation: First Solar Wind Observations on LOFAR
低频阵列（LOFAR）是下一代射电望远镜，它使用数千个固定偶极子来观测天体现象。这些偶极子被分组在以荷兰为中心的各个“站”中，另外还有欧洲各地的“站”。该望远镜的设计工作频率为10 - 240 MHz，具有非常大的部分带宽（25-100%）。几种“波束形成”观测模式现已投入使用，该系统被设计为输出具有高时间和频率分辨率的数据，这些数据具有高度可配置性。这使得LOFAR非常适合于在太阳和行星物理学中应用的动态光谱测量。在本文中，我们描述了在开发自动数据分析例程来计算动态频谱LOFAR时频数据，包括校正整个射频通带的天线响应和减轻地面射频干扰（RFI）的进展。我们应用这些数据例程的行星际闪烁（IPS），通常用于推断太阳风的速度和密度信息的观测，并提出初步的科学结果。
2012-06-04 astro-ph.IM astro-ph.SR
Solex observations for the BASS2000 database, a collaboration PRO-AM
本文介绍了基于 SOLEX 光谱仪的 PRO-AM 合作项目，旨在通过遍布各地的业余观测站为 BASS2000 太阳数据库提供每日高频的色球和光球单色图像，并招募更多业余天文学家加入观测网络。
2023-05-24 astro-ph.IM astro-ph.SR
Observations with the Southern Connecticut Stellar Interferometer. I. Instrument Description and First Results
我们讨论了一种新的强度干涉仪的设计，建造和操作，根据南康涅狄格州立大学在纽黑文，康涅狄格州的校园。虽然本文将侧重于与原来的两个望远镜配置所采取的观测，目前的仪器包括三个便携式0.6米多布森望远镜与单光子雪崩二极管（SPAD）探测器位于每个望远镜的牛顿焦点。每个站点检测到的光子都带有时间戳，并使用定时相关器读出，该相关器可以提供精确到48 ps的定时互相关。我们详细介绍了我们的观察到目前为止的系统，这已经成功地在我们的大学在16个晚上的观察。该仪器的组件也被部署在洛厄尔天文台，在那里帕金斯和霍尔望远镜被用作强度干涉仪。我们详细描述了仪器的性能。总的来说，观测结果表明，当观测未分辨的恒星时，在6.76-sigma的水平上检测到相关峰，并且当在足以分辨恒星的基线上观测时，与部分或没有检测到相关峰的一致性。利用这些测量结果，我们得出结论，大角星的角直径大于15质量，织女星的角直径在0.8和17质量之间。虽然在这一点上的不确定性很大，但这两个结果都与基于振幅的长基线光学干涉仪的测量结果一致。
2021-12-14 astro-ph.IM astro-ph.SR
Nonparametric monitoring of sunspot number observations: a case study
太阳活动是长期气候趋势的重要驱动力，必须在气候模型中加以考虑。不幸的是，长期直接测量这一数量并不存在。与太阳活动有关的唯一观测记录可以追溯到17世纪的是太阳黑子。令人惊讶的是，确定太阳黑子的数量一直到今天仍然是一个具有挑战性的统计问题。这是因为需要在低信噪比、非平稳性、缺失数据、非标准分布和多种误差的情况下合并来自世界各地多个观测站的数据。因此，一些台站的数据随着时间的推移出现了严重的各种偏差。在本文中，我们提出了第一个系统和彻底的统计方法来监测这些复杂而重要的系列。它包括成功处理数据所必需的三个步骤：在多个时间尺度上进行平滑处理，使用块引导法校准的ARUUM图进行监测，并通过支持向量技术对失控情况进行分类。这种方法使我们能够检测到广泛的异常（如突然跳跃或更渐进的漂移），在以前的分析中看不到。它帮助我们识别主要偏差的原因，这些偏差通常与观察员或设备有关。它们的探测和识别将有助于改进今后的观测。在过去的数据中消除或纠正这些数据将导致更精确地重建太阳活动的世界参考指数：国际太阳黑子数。
2021-06-25 astro-ph.SR stat.AP
