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
Current helicity constraints in solar dynamo models
我们调查在何种程度上，目前在太阳活动区观测到的螺旋度分布是兼容的太阳发电机模型。我们使用一个先进的二维平均场发电机模型发电机行动主要集中在底部附近的对流区，发电机饱和的基础上的演变的磁螺旋度和代数淬火。为了比较，我们还研究了一个更基本的二维平均场发电机模型与简单的代数α淬火。利用这些数值模型，我们得到了小尺度电流螺旋度和大尺度磁螺旋度的蝶形图，并与观测得到的活动区电流螺旋度的蝶形图进行了比较。这种比较表明，目前的螺旋度的活动区，估计由$-A \cdot B$评估的深度，从活动区的出现，类似于观测数据比小尺度的电流螺旋度直接计算的螺旋度演变方程。这里，$B$和$A$分别是发电机产生的平均磁场及其矢势。
2012-12-07 astro-ph.SR
Current helicity of active regions as a tracer of large-scale solar magnetic helicity
我们证明了在太阳活动区观测到的电流螺旋度跟踪大尺度发电机产生的磁场的螺旋度。我们使用一个先进的二维平均场发电机模型与发电机饱和的基础上的演变的磁螺旋度和代数淬火。为了比较，我们还研究了一个更基本的二维平均场发电机模型与简单的代数α淬火。利用这些数值模型，我们得到了小尺度电流螺旋度和大尺度磁螺旋度的蝶形图，并与观测得到的活动区电流螺旋度蝶形图进行了比较。这种比较表明，目前的螺旋度的活动区，估计由$-{\bf A \cdot B}$评估的深度，从活动区的出现，类似于观测数据比小尺度的电流螺旋度直接计算的螺旋度演变方程。这里，${\bf B}$和${\bf A}$分别是发电机产生的平均磁场及其矢势。给出了这些结果的理论解释。
2012-04-25 astro-ph.SR
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
Hemispheric Helicity Trend for Solar Cycle 24
利用日本日之出卫星上的分光偏振仪（SP）获得的矢量磁图，研究了23周下降相和24周上升相64个活动区的两个螺旋度参数（局地螺旋度和海流螺旋度）。我们的分析给出了以下结果。(1)太阳活动周期24的34个活动区遵循所谓的半球螺旋度规则，而太阳活动周期23的30个活动区则不遵循。(2)当将所有64个活跃区域合并为一个样本时，它们与大多数其他观测一样遵循半球螺旋度符号规则。(3)尽管SP/Hinode给出了迄今为止最精确的矢量磁场测量结果，但对于大散射体，该规则仍然很弱。(4)这些数据显示了强场和弱场之间不同螺旋度符号的证据，证实了以前从大样本地面观测中得出的结果。(5)用两个太阳黑子的例子，我们发现螺旋度参数从内本影到外半影的符号是变化的，其中半影的符号与活动区的符号一致。从这些结果中，我们推测，西格玛效应（湍流对流）和发电机的螺旋度的产生作出了贡献，而在这两种情况下，在对流区的湍流发挥了重要作用。
2011-04-26 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
Estimates of current helicity and tilt of solar active regions and Joy's law
在太阳活动区可以观测到太阳磁场的倾角、电流螺旋度和扭曲度。我们用两种方法对这些参数进行了估计。首先，我们考虑了湍流对流单体（超颗粒）的模型，它有一个环的浮动结构朝向太阳表面。它们的螺旋特性是在旋转分层对流区的上升过程中获得的。另一个估计是从一个简单的平均场发电机模型，帐户磁螺旋守恒。这两个值被证明是能够提供重要的贡献，可观察到的倾斜，螺旋度和扭曲。
2020-06-17 astro-ph.SR
Magnetic helicity in non-axisymmetric mean-field solar dynamo
本文讨论了非线性、非轴对称平均场太阳发电机模型中磁螺旋度守恒的影响。本文研究了太阳对流区浅层非轴对称磁场扰动的演化，扰动强度约为10 G。发电机的演变从纯轴对称阶段，通过短（约2年）的瞬态阶段时，非轴对称m=1发电机模式占主导地位的最后阶段，在那里的轴对称的发电机几乎恢复。结果表明，在瞬态阶段，磁螺旋度在谱空间上来回传递。我们的模拟还表明，非轴对称分布的磁螺旋度趋向于遵循海尔极性规则的区域。
2016-01-20 astro-ph.SR
Evolution of Magnetic Helicity in Solar Cycle 24
我们提出了一种新的方法来重建太阳或类太阳恒星的表面磁螺旋度密度。通过将矢量磁场测量值分解为环向分量和极向分量来确定磁矢量势。使用非轴对称发电机模型的数据验证了该方法。利用太阳动力学天文台（SDO）日震和磁成像仪（HMI）的矢量场天气图，研究了第24太阳周期间磁螺旋度密度的演变。发现太阳非轴对称磁场的平均螺旋度密度的演化方式与目前太阳活动区螺旋度密度的演化方式相似。它在北半球主要是负号，在南半球是正负号。此外，非轴对称磁场的半球螺旋度规则在第24周结束时显示出符号反转。大尺度轴对称磁场的磁螺旋度密度的演化与发电机理论所预期的不同。一方面，在第24周开始时，磁螺旋度密度的大小尺度分量的平均值表现为符号相反的半球螺旋度规则;然而，在周期的后期，两个螺旋度显示出与理论预期相反的相同符号。
2019-05-02 astro-ph.SR
Validation of the magnetic energy vs. helicity scaling in solar magnetic structures
我们评估了自由磁能-相对磁螺旋度图对太阳磁结构的有效性.我们使用了两种不同的方法来计算自由磁能和相对磁螺旋度预算：一个经典的，体积计算非线性无力（NLFF）的方法，适用于有限的日冕磁结构和表面计算NLFF推导依赖于一个单一的光球或色球矢量磁图。这两种方法被应用到两个不同的数据集，即合成活动区的情况下，通过三维磁流体动力学（MHD）模拟和观察到的活动区的情况下，其中包括喷发和noneruptive磁结构。推导出的能量-螺旋度图显示了一致的相对螺旋度和自由能之间的单调标度与标度指数0.84 $\pm$ 0.05的数据集和计算方法。它也证实了隔离noneruptive和喷发活跃地区和存在的阈值，在自由能和相对螺旋度的活跃地区进入喷发领土。我们认为以前报道的太阳磁结构的能量螺旋度图充分验证，并设想在未来的研究太阳磁性的未发现的缩放的重要作用。
2014-09-29 astro-ph.SR
On the influence of magnetic helicity on X-rays emission of solar and stellar coronae
对类太阳恒星的观测表明，X射线发射与它们的自转之间存在着明显的关系。更高的恒星自转可以导致更大的恒星磁螺旋度的产生。我们的目标是了解恒星表面的磁螺旋度与其日冕X射线发射之间的关系。我们使用3D MHD模拟来模拟类太阳恒星的日冕。我们把观测到的磁图作为光球活动的输入，并注入不同的磁螺旋度值。我们使用合成发射来计算每个模拟的X射线发射通量，并研究这如何与注入的磁螺旋度成比例。我们发现，对于较大的注入磁螺旋度的温度增加和X射线发射的增加。X射线发射与注入的螺旋度成正比。我们可以把这与水平磁场的增加，从而在日冕底部更高的坡印廷通量。使用典型的缩放与恒星旋转的磁螺旋度的生产，我们可以解释的X射线辐射的增加与旋转，只有在一个恒星表面的磁螺旋度的增加。
2019-10-16 astro-ph.SR
Studying the transfer of magnetic helicity in solar active regions with the connectivity-based helicity flux density method
在日冕中，磁螺旋度随着等离子体流和穿过光球的磁通量的出现而缓慢而持续地积累，分析磁螺旋度的这种转移是确定其在活动区动力学中作用的关键。基于连通性的螺旋度通量密度方法是近年来发展起来的研究AR中磁螺旋度的二维和三维传输的方法。该方法考虑到磁螺旋度的3D性质，明确地使用知识的磁场连接，这使得它能够忠实地跟踪光球通量的磁螺旋度。由于磁场在日冕中没有测量，因此必须使用从无力磁场外推获得的建模3D解决方案来导出磁连通性。不同的外推方法可以导致明显不同的三维磁场连通性，从而质疑的可靠性的连通性为基础的方法在观测应用。我们解决这些问题，通过应用这种方法的孤立和内部复杂的AR 11158与不同的磁场外推模型。我们表明，基于连通性的计算是强大的不同的外推方法，特别是在识别区域的相反的磁螺旋通量。我们的结论是，基于连通性的方法可以可靠地用于观测分析，是一个很有前途的工具，用于研究转移的磁螺旋在AR和它的耀斑活动。
2017-12-13 astro-ph.SR
Cross helicity and turbulent magnetic diffusivity in the solar convection zone
在密度分层的湍流介质中，交叉螺旋度<u '. B'>被认为是速度涨落与大尺度磁场相互作用的结果。通过准线性理论和数值模拟，我们发现交叉螺旋度和平均垂直磁场是反相关的。在高导极限下，螺旋度与平均磁场之比等于磁涡扩散率与（已知）密度标度高度之比。该结果可用于预测太阳表面的交叉螺旋度超过1高斯km/s。其符号与径向平均磁场的符号反相关。或者，我们可以使用我们的结果来确定的湍流磁扩散率的值从观测的交叉螺旋度。
2010-11-24 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
Analysis on Correlations between Subsurface Kinetic Helicity and Photospheric Current Helicity in Active Regions
本文通过对两个快速发展的活动区的矢量磁图和次表层速度的分析，研究了光球电流螺旋度与次表层动力学螺旋度之间的相关性。矢量磁图来自SDO/HMI（Solar Dynamics Observatory / Helioseismic and Magnetic Imager）观测的Stokes参数，地下速度来自HMI多普勒时距数据分析管道。在几天的时间跨度内，加权海流螺旋度的变化趋势与加权次表层动力螺旋度的变化趋势相似，两个活动区的相关系数均在0.60以上。此外，似乎有一个相位滞后的未加权电流和地下动力学螺旋度的一个活动区的演变之间。这两个螺旋度之间的良好相关性表明，活动区内部的动力学与光球磁扭曲之间存在某种内在联系，这可能有助于解释众所周知的电流-螺旋度分布的半球预测。
2012-11-10 astro-ph.SR
How can a Negative Magnetic Helicity Active Region Generate a Positive Helicity Magnetic Cloud ?
2003年11月20日的地球有效磁云（MC）与2003年11月18日的太阳活动有关。在其中的一些中，估计MC携带的磁螺旋度有正号，以及它的太阳源，活动区（AR）NOAA 10501。本文证明了AR 10501的大尺度磁场具有负螺旋度符号。由于日冕物质抛射（CME）是太阳将多余的磁螺旋度喷射到行星际空间的方式之一，因此AR和MC中的磁螺旋度符号应该一致。因此，这一发现与磁螺旋度守恒的预期相矛盾。然而，第一次使用正确的螺旋度密度图来确定磁螺旋度注入的空间分布，我们发现在AR 10501的南部存在一个本地化的正螺旋度通量。我们的结论是，正螺旋度从AR的这一部分，导致观察到的正螺旋度MC喷射。
2009-10-06 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
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
Magnetic helicity estimations in models and observations of the solar magnetic field. Part IV: Application to solar observations
在这个由ISSI支持的关于太阳磁螺旋度的系列研究中，我们系统地实施了不同的磁螺旋度计算方法，用于高质量的太阳磁图观测。我们应用有限体积，离散通量管（特别是，基于连通性）和通量积分方法从日之出的太阳光学望远镜的数据。目标是NOAA活动区10930，在2006年12月的约1.5天间隔期间，包括一个主要的爆发耀斑（SOL 2006 - 12 - 13T02：14X3.4）。基于磁通量和连通性的方法产生日冕磁螺旋度的瞬时预算，而通量积分方法允许通过光球注入的累积螺旋度的估计。我们工作的目标有两个：方法的交叉验证，以及对导致喷发的复杂事件的解释。对于第一个目标，我们发现（i）强协议之间的有限体积的方法，（ii）一个温和的协议之间的连通性为基础的和有限体积的方法，（iii）一个很好的协议之间的通量积分方法，和（iv）之间的整体协议有限体积和通量积分为基础的估计主要的符号和大小的螺旋度。对于第二个目标，我们确信光球螺旋度通量对日冕螺旋度预算有很大的贡献，并且在X级耀斑期间，右手结构从主要是左手的日冕中爆发。总的来说，我们发现，使用不同的方法来估计（累积）日冕螺旋度可能是必要的，以绘制一个完整的图片的活动区日冕，考虑到识别的数据（准备）问题，否则会误导事件的分析和解释的仔细处理。
2021-08-19 astro-ph.SR
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
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
Change ratios of magnetic helicity and magnetic free energy during major solar flares
本文通过47个太阳耀斑样本，对比约束耀斑与爆发耀斑中磁螺度和磁自由能的变化比率，发现爆发耀斑的下降幅度显著更大，从而用观测数据验证了磁螺度近似守恒及CME带走磁螺度的理论。
2023-08-10 astro-ph.SR
The magnetic helicity density patterns from non-axisymmetric solar dynamo
在本文中，我们研究的螺旋度密度图案，这可能会导致从新兴的双极区。利用相应的发电机模型和磁螺旋度守恒定律，我们发现双极区周围的螺旋度密度分布依赖于周围大尺度磁场的位形，一般呈现四极分布。该图案相对于赤道的位置可以取决于双极区域的倾斜。计算了螺旋度密度演化的时纬图。双极区的纵向平均效应显示每个半球的密度分布有两个符号带。类似的螺旋度密度模式提供了从新兴的双极区的螺旋度密度通量进行表面差异旋转。考察了双极区螺旋度通量对大尺度发电机的影响，发现它对发电机饱和的影响可以忽略不计。
2020-12-09 astro-ph.SR
The origin and effect of hemispheric helicity imbalance in solar dynamo
本文研究了半球磁螺旋度密度不平衡对发电机产生的大尺度磁场赤道反射对称性破缺的影响。我们的研究采用轴对称发电机模型，该模型考虑了磁螺旋度守恒的非线性效应。我们发现，净磁螺旋度密度的演变，换句话说，磁螺旋度不平衡，在表面上遵循的大尺度磁场的宇称的演变。$α$效应和螺旋度通量的随机波动可以逆转因果关系，即，磁螺旋度不平衡或磁螺旋度通量的不平衡可以驱动磁宇称破缺。我们还发现，小尺度场的净磁螺旋度的演化与大尺度场的净磁螺旋度的演化有一定的滞后。我们将其解释为太阳大尺度和小尺度的磁螺旋度通量差异的影响。
2020-01-31 astro-ph.SR
Helicity Condensation as the Origin of Coronal and Solar Wind Structure
太阳大气中最重要和最令人困惑的三个特征是闭合场日冕的平滑性，光球极性反转线（PIL）处磁切变的积累，以及慢风的复杂性。我们建议，一个单一的过程，螺旋度凝聚，是产生所有三个功能的物理机制。本文提出了一个螺旋度在闭合日冕中通过磁重联注入和输运的简化模型。用这个模型，我们证明了螺旋度必须凝聚到PIL和冕洞边界，并估计在PIL的螺旋度积累率和风的损失。我们的结果可以解释许多观测到的特性的封闭的日冕和风。
2012-11-17 astro-ph.SR
On the Conservation of Cross Helicity and Wave Action in Solar-Wind Models with Non-WKB Alfven Wave Reflection
阿尔芬波湍流与背景太阳风的相互作用从两个方面影响交叉螺旋度。非WKB反射将向外传播的阿尔芬波转换为向内传播的阿尔芬波，反之亦然，湍流将动量传递给背景流。当这两种效应都考虑在内时，总的交叉螺旋度是守恒的。在背景密度和流速与时间无关的特殊情况下，交叉螺旋度守恒方程和总能量守恒方程可以结合起来，恢复一个著名的方程，由Heinemann和Olbert导出，已被解释为非WKB推广的波作用守恒。后一个方程（与交叉螺旋度和能量守恒相反）在背景随时间变化时不成立。
2015-09-03 astro-ph.SR
Compensating Faraday depolarization by magnetic helicity in the solar corona
模拟了具有外冕的球形湍流发电机，研究了其外冕区的磁螺旋度符号。与早期的研究一致，外日冕中的符号被发现与发电机内部的符号相反。本文综合了偏振辐射的视线观测资料，探讨了利用法拉第去极化的局部约化来推断日冕磁场螺旋度符号的可行性。这种方法以前被确定为银河系磁场背景下的观测诊断。基于我们的模拟，我们表明，这种方法可以成功地在太阳的背景下，如果收集足够的统计数据，通过使用平均分别在太阳赤道以北和以南地区的日冕环段。
2017-08-17 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
Productivity of Solar Flares and Magnetic Helicity Injection in Active Regions
本研究的主要目的是更好地了解活动区的磁螺旋度注入与太阳耀斑的发生和强度之间的关系。因此，我们调查磁螺旋度注入率和无符号磁通量，作为参考。使用$SOHO$ /MDI磁图总共分析了378个活动区域。24小时平均螺旋度注入率和无符号磁通量与耀斑指数和耀斑产生概率在接下来的24小时测量进行了比较。此外，我们还研究了19次M5.0以上耀斑发生前后几天内螺旋度的变化，这些耀斑发生在选定的强耀斑活动区。研究结果表明：（1）对于91个无符号磁通量在3 ~ 5 $\times$ × 10 $^{22}$ Mx范围内的大活动区，耀斑活动区和非耀斑活动区的磁螺度注入率相差2倍;（2）作为螺旋度注入函数的$GOES$ C型耀斑产生概率在耀斑产生活动区和耀斑平静区之间显示出一个尖锐的分界线;（3）19次大耀斑前的螺旋度注入历史表现出一个共同的特征：（3-45）$ \times$ 10 $^{42}$ Mx $^2$在0.5 - 2天的螺旋度单调增加阶段中有显著的螺旋度积累。我们的研究结果支持了螺旋度注入在耀斑中的重要性，但单独使用它来进行耀斑预报是无效的。有必要找到一种方法来更好地表征螺旋度注入的时间历史以及其在活动区域内的空间分布。
2010-06-22 astro-ph.SR
Effects of non-radial magnetic field on measuring magnetic helicity transport across solar photosphere
一般认为，磁螺旋度的演化与太阳活动有着密切的关系。在SDO发射之前，早期的研究大多使用MDI/SOHO视线磁图，并假设磁场是径向的，从光球磁图计算磁螺旋度注入率。然而，这种假设不一定正确。在这里，我们使用矢量磁图和视线磁图，都采取了HMI/SDO，估计非径向磁场测量磁螺旋注入率的影响。我们发现：1）非径向磁场对切向速度的影响相对较小：2）在磁螺旋度注入率的估算中，当观测到活动区靠近盘边缘时，非径向磁场的影响较强，而当观测到活动区靠近盘中心时，非径向磁场的影响相对较小; 3）如果只考虑累积磁螺旋度的大小，则非径向磁场的影响较小。
2015-03-30 astro-ph.SR
Relative field line helicity of a large eruptive solar active region
上下文磁螺旋度是天体物理和自然等离子体研究中一个非常重要的物理量。虽然螺旋度的密度无法定义，但场线螺旋度是一个很好的替代。在太阳条件下使用的适当量是相对场线螺旋度（RFLH）。目标。这项工作的目的是详细研究RFLH的行为，第一次，在太阳活动区（AR）。方法.目标活动区是大型喷发的AR 11158。为了计算RFLH和所有其他感兴趣的量，我们使用了一个非线性的AR冠状磁场的质量优良的无力重建。结果我们发现，RFLH的光球形态与磁场或电流的光球形态有很大的不同，这对RFLH计算中所选择的规范并不敏感。螺旋度的值经历了一个大的下降，其前耀斑值的25%，在一个X级耀斑的AR，一个变化，也描绘在光球形态的RFLH。此外，这种变化的区域与包围通量绳的区域相吻合，通量绳是后来爆发的磁性结构。结论. RFLH的使用可以提供关于在爆发事件期间从太阳大气排出的磁螺旋度的值和位置的重要信息。
2021-03-05 astro-ph.SR
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
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
Distribution of magnetic helicity and energy with height in solar atmosphere
State Key Laboratory of Solar Activity and Space Weather, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台太阳活动与空间天气国家重点实验室）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本研究针对太阳大气中磁螺度和能量随高度变化的未知性，通过分析150个活动区数据与NLFFF外推，确定最优外推高度，为太阳活动区磁螺度统计研究提供参数约束。
2026-08-07 astro-ph.SR
Magnetic helicity transported by flux emergence and shuffling motions in Solar Active Region NOAA 10930
本文提出了一种新的方法，它可以分别通过光球下螺旋磁场线的通过和先存日冕磁力线足点的洗牌运动来确定磁螺旋度的输运。众所周知，只有垂直于磁场的速度分量（$\upsilon_{\perp B}$）才对螺旋度累积有贡献。在这里，我们证明了$\upsilon_{\perp B}$可以从水平运动和矢量磁图中推导出来，根据D $\acute{e}$ moulin & Berger（2003）提出的一个简单的$\upsilon_t = μ_t + \frac{\upsilon_n}{B_n} B_t$关系。然后将$\upsilon_{\perp B}$分为两个分量，一个是切向分量，另一个是垂直于太阳表面的分量，我们就可以确定螺旋度输送的两项。以NOAA 10930活动区为例，利用日之出光学望远镜的分光偏振仪和窄带滤光成像仪的观测资料，分析了活动区在日面中心通过过程中的变化。我们发现，在我们的计算中，由通量出现和洗牌运动的螺旋度注入具有相同的符号。在研究期间，螺旋度积累的主要贡献来自于通量涌现效应，而动力学瞬态演化则来自于洗牌运动效应。我们的观测结果进一步表明，对于这一AR，后续黑子的视旋转运动才是太阳表面真正的洗牌运动。
2012-03-09 astro-ph.SR
Magnetic helicity budget of solar active regions prolific of eruptive and confined flares
我们比较了两个太阳活动区（AR）的日冕磁能和螺旋度，主要爆发（AR~11158）和局限（AR~12192）耀斑多产，并分析了推断代理预测即将到来的耀斑的潜力。基于具有高度螺线管性的非线性无力（NLFF）日冕磁场模型，采用三种不同的计算方法对日冕磁螺旋度进行了研究，得到了可信度较高的结论。根据对两个太阳AR的实际观测，我们检查了活动区日冕潜在喷发的趋势，正如早期基于数值模拟或太阳观测的工作所建议的那样。我们的研究结果支持载流螺旋度与总螺旋度之比$|H_\mathrm{J}|/|H_\mathrm{V}|$具有很强的指示太阳AR爆发潜力的能力。然而，$|H_\mathrm{J}|/|H_\mathrm{V}|$似乎并不能指示即将到来的耀斑的大小或类型（局限或喷发）。解释与早期的观测研究的背景下，我们的研究结果进一步支持，总的相对螺旋度归一化的磁通量在NLFF模型的下边界，$H_\mathrm{V}/ϕ^2$，代表没有指标的喷发。
2019-10-15 astro-ph.SR
Helicity proxies from linear polarisation of solar active regions
阿尔法效应被认为在太阳磁场的产生中起着关键作用。对它在太阳发电机中的重要性的一个基本测试是在两个半球，在小尺度和大尺度上寻找相反符号的磁螺旋度。然而，测量磁螺旋度是妥协的，无法完全推断出磁场矢量从太阳光谱的观测，所造成的所谓的“π模糊性”的分光偏振观测。我们将线性偏振分解成奇偶偶和奇偶奇的E和B偏振，这不受“π模糊”的影响。此外，我们研究的空间傅立叶谱的B和宇称偶量，如E或温度T的相关性是否是一个强大的代理太阳磁场的磁螺旋度。我们分析了偏振测量的太阳动力学天文台上的日震和磁成像仪观测到的活动区域。理论预测活跃区域的磁螺旋度在统计上在两个半球具有相反的符号。然后，我们计算奇偶校验奇数E B和T B的相关性，并测试其符号的系统偏好的基础上的半球的活动区域。我们发现：（i）当根据远离谱线核心的线性极化测量值计算时，E B和T B相关性是磁螺旋度的可靠代表，并且（ii）E极化在靠近谱线核心时反转其符号。我们的分析表明，法拉第旋转没有显着的影响计算奇偶奇相关。线极化的EB分解似乎是一个很好的代理磁螺旋独立的“π模糊性”。这使我们能够常规地直接从偏振测量推断磁螺旋度。
2020-12-06 astro-ph.SR
Intermittency spectra of current helicity in solar active regions
分析了太阳活动区电流螺旋度的空间分布。本文比较了三种不同仪器（SDO/HMI太阳动力学观测站日震和磁成像仪、Hinode太阳光谱偏振仪和中国怀柔太阳观测站太阳磁场望远镜）的当前螺旋度图。比较结果表明，从星载仪器得到的磁图之间有很好的相关性，从SDO/HMI和HSOS/SMFT矢量磁图得到的磁图之间有中等程度的相关性。结果表明，所得到的图真实地反映了活动区螺旋度的空间分布。分析电流螺旋度的不稳定性，传统上采用高阶结构函数和平坦函数的方法。平坦度函数在一定尺度范围内的斜率-平坦度指数-是对平坦度的度量。使用3个AR（NOAA 11158、12494和12673）的SDO/HMI矢量磁图来计算平坦度指数时间变化。在观测期间，所有三个AR都出现了新的磁通量。平坦度指数表明，在新焊剂出现前12-20小时，不透明度增加。我们认为，这种行为可以表明，亚光球破碎或变形的前存在的电流系统出现的磁通量。
2018-08-01 astro-ph.SR
Differences in periodic magnetic helicity injection behaviour between flaring and non-flaring Active Regions: Case Study
磁螺旋度的演化与太阳爆发有着密切的关系，并且作为一种预测性的诊断是很有意义的。在这种情况下，我们分析的情况下，三个耀斑和三个非耀斑活动区（AR）使用SHARP（空间天气日震磁成像仪活动区补丁）矢量磁场数据的归一化出现，剪切和总磁螺旋度分量的演变。的三个磁螺旋度分量的演变进行了分析与小波变换，揭示显着的共同周期的标准化出现，剪切和总的螺旋度通量耀斑前在耀斑的AR。三种非扩口式反辐射装置没有显示出这种共同的周期性行为。这一案例研究表明，磁螺旋度分量的功率谱中存在显着的周期性可以作为一个有价值的耀斑的前兆。
2020-06-13 astro-ph.SR
Synchronized helicity oscillations: a link between planetary tides and the solar cycle?
近年来，人们对行星的引力作用是否会对太阳发电机产生影响的问题越来越感兴趣。在不讨论所声称的相关性的观测有效性的情况下，我们要求一种可能的物理机制，该机制可能将弱行星力与太阳发电机作用联系起来。我们专注于最近发现的电流驱动的，扭结型泰勒不稳定性，其特征在于由m=1的方位角依赖性的模拟的螺旋度振荡。我们展示了如何这些螺旋度振荡可以共振激发一些m=2的扰动，反映了潮汐振荡。具体地说，我们推测金星-地球-木星系统引起的11.07年潮汐振荡可能导致α效应振荡的1：1共振激发。最后，在一个减少的框架内，零维阿尔法-欧米茄发电机模型，我们恢复了22.14年的太阳发电机周期。
2016-08-05 astro-ph.SR
Injection of magnetic helicity in solar cycle 24 and early phase of cycle 25
本文利用HMI/SDO综合磁图计算第24、25太阳活动周早期的磁螺旋度注入，指出其主要源于活动区先导极性强磁场，并揭示经向环流与对流区扭转的作用。
2025-07-25 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
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
Observational Evidence for Counter-helicity Magnetic Reconnection in a Solar Eruption
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究2024年3月28日NOAA 13615活动区M7.0耀斑，利用多波长观测和非线性无力场外推法，发现爆发与核心场和上覆反螺旋度系统重联密切相关，为反螺旋度重联致太阳磁场失稳提供观测证据。
2026-07-16 astro-ph.SR
Helicity Fluxes and Hemispheric Helicity Rule of Active Regions Emerging from the Convection Zone Dynamo
本研究利用三维非线性平均场太阳发电机模型，探究对流区浮现的双极磁区的螺旋度通量等参数，明确了不同演化阶段螺旋度通量的主导来源，为理解太阳活动区半球螺旋度规则提供了依据。
2025-08-01 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
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
Testing magnetic helicity conservation in a solar-like active event
磁螺度是理想磁流体力学（MHD）的一个守恒量。因此，它可以作为磁化等离子体磁场演化的有效示踪剂。理论估计表明，磁螺旋度也基本上是保守的非理想MHD过程，如磁重联。然而，这个猜想几乎没有得到实验或数值的检验。由于磁螺旋度估计方法的最新进展，现在可以在一般的三维数据集中对其耗散水平进行数值测试。我们首先重新审视的相对磁螺旋度的时间变化的一般公式在一个完全有界的体积时，没有假设的规范。我们介绍了一种方法来精确地估计其耗散独立的非理想MHD过程发生的类型。在一个类太阳爆发事件的模拟中，我们使用不同的量规，比较其在有限体积中的估计与其通过边界的时间积分通量，从而测试螺旋度的守恒和耗散。我们给出了磁螺旋度真实耗散的一个上界：在准理想MHD阶段，它是准零的。即使当磁重联起作用时，磁螺旋度的相对耗散也非常小（<2.2%），特别是与磁能的相对耗散（大于30倍）相比。最后，我们说明了如何螺旋度通量项涉及速度分量的规范依赖，从而限制了它们的物理意义。
2015-06-30 astro-ph.SR
Relative magnetic helicity as a diagnostic of solar eruptivity
发现能够确定性地描述太阳活动区喷发状态的明确标准，将导致对空间天气预测的重大改进。使用一系列的数值模拟出现的磁通量绳在磁化日冕，导致喷发或稳定的配置，我们测试几个全球标量的能力，区分喷发和非喷发模拟。从三维磁流体动力学模拟产生的磁场，我们计算和分析的演变的磁通量的磁能和它的分解成潜在的和自由能，相对磁螺旋度和它的分解。与磁通量和磁能不同，磁螺旋度能够明显区分喷发和非喷发模拟。我们发现，载流磁场的磁螺旋度的总的相对螺旋度的比率提出了最高值的喷发模拟，在喷发前的阶段。我们观察到，喷发模拟不具有最高值的总磁螺旋度。在我们的数值研究的框架内，磁能和总的相对螺旋度不对应于良好的喷发代理。我们的研究强调，磁螺旋度的比例诊断非常清楚的爆发潜力，我们的参数模拟。我们的研究表明，基于磁螺旋度的量可能是非常有效的预测太阳爆发。
2017-03-30 astro-ph.SR
On the use of relative field line helicity as an indicator for solar eruptivity
本文探讨相对场线螺旋度（RFLH）作为太阳爆发性指标的可行性，通过重建七个活动区的磁场并计算RFLH，发现基于PIL的R参数与耀斑概率相关，表明RFLH可作为有效的爆发性指标。
2023-12-21 astro-ph.SR
Magnetic Helicity Estimations in Models and Observations of the Solar Magnetic Field. Part III: Twist Number Method
本文在日冕磁场结构模型的基础上，研究了不同磁通量绳的扭动、扭曲和磁螺旋度。这些包括分析力免费Titov-Démoulin平衡解决方案，非力免费磁流体动力学模拟，和非线性力免费磁场模型。磁通量绳的几何边界由准分界线层和底面确定，磁通绳的轴线曲线由其总体取向确定。扭转计算的Berger-先验公式，适用于任意几何形状和无力和非无力模型。磁螺旋度是通过扭曲乘以轴向磁通量的平方来估计的。我们比较得到的值与那些来自有限体积螺旋度估计方法。我们发现，与扭转方法得到的磁螺旋度同意的螺旋度进行的纯载流部分的领域内的不确定性，大多数测试情况下。研究还发现，模型场的载流部分在磁通量绳的位置处相对显著。这定性地解释了由扭转方法计算的磁螺旋度与纯粹由载流磁场贡献的螺旋度之间的一致性。
2017-04-07 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
Evaluating the $Σ$-effect Model of the Solar Hemispherical Helicity Bias via Direct Numerical Simulations
University of Califonia, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
通过直接数值模拟研究太阳半球磁旋度偏置的Σ效应模型，发现其与磁旋度演变无明显关联，引发对模型实际效用的质疑。
2026-02-09 astro-ph.SR
Magnetic helicity and energy spectra of a solar active region
利用观测到的光球矢量磁图，首次计算了2011年2月11-15日太阳活动区NOAA 11158在南日面纬度20 °的磁螺旋度和能谱。我们采用了磁场的傅立叶变换两点相关张量的各向同性表示。磁螺旋度的符号在所有波数下都是正的。这一迹象与理论上对南半球的预期是一致的。相对螺旋度约为4%，在中等波数k ~ 0. 4 Mm^{-1}处最强，对应于2 pi/k ~ 16 Mm的尺度。根据磁场和电流密度的垂直分量，在实空间中计算的相对电流螺旋度也具有相同的符号和相似的值。磁螺旋度谱的模在大波数下表现出k^{-11/3}幂律，这意味着电流螺旋度模的谱为k^{-5/3}。还获得了磁能的k^{-5/3}谱。分别从水平场和垂直场评估的能谱，在波数低于3 Mm^{-1}时一致，对应于2 Mm以上的尺度。这为我们的各向同性假设提供了一些理由，并将可能的仪器伪影限制在小尺度上。
2014-02-24 astro-ph.SR
