Measurements of Solar Differential Rotation Using the Century Long Kodaikanal Sunspot Data
太阳的自转轮廓被认为是太阳发电机模型的关键输入之一。因此,精确和长期测量这个量对于我们理解太阳磁场及其变化非常重要。在这项研究中,我们使用新数字化,白光太阳黑子数据(1923 - 2011)从Kodaikanal太阳天文台(KoSO)推导出太阳自转轮廓。一个自动相关的太阳黑子跟踪算法实现测量的旋转参数,$A$,赤道旋转速率和$B$,纬度梯度。我们对$A=14.381\pm0.004$和$B=-2.72\pm0.04$的测量结果与以前的研究结果相当。在我们的分析中,我们发现较大的太阳黑子(面积为$>$ 400~ $μ$ Hem)比较小的黑子旋转得慢。与此同时,我们没有发现任何变化之间的活动极端,即太阳极大值和极小值的旋转速率。最后,我们采用我们的跟踪算法的迈克尔逊多普勒成像仪(MDI)的数据和比较MDI的结果与我们的KoSO值。
2021-01-06 astro-ph.SR
Temporal and Latitudinal Variation in Penumbra-Umbra Ratios of the Sunspots: Analyses of RGO, Kodaikanal and Debrecen Databases
本研究分析了RGO、Kodaikanal和Debrecen数据库中太阳黑子半影-本影比率(q)的纬度分布与时间演化,发现q值随纬度增加而增大,并在Debrecen数据集中观测到与Gnevyshev gap相关的周期中期q值深谷。
2023-05-18 astro-ph.SR
Kodaikanal Digitized White-light Data Archive (1921-2011): Analysis of various solar cycle features
太阳黑子的长期观测是了解和预测太阳活动及其对空间天气影响的关键,而一致性观测对长期变化研究至关重要,但由于观测站的不断更新和修改,通常无法获得一致性观测。我们提出了一个为期90年的持续观测在Kodaikanal天文台在印度获得的数据。我们使用一种先进的半自动算法来检测太阳黑子形成每个校准的白光图像。得出每个被探测到的太阳黑子的面积、经度和纬度。在此类研究中,半自动化方法的实施是非常必要的,因为它最大限度地减少了检测过程中的人为偏倚。从Kodaikanal获得的日、月和年太阳黑子面积变化与格林威治太阳黑子面积数据进行了比较。我们发现一个指数衰减分布的每个太阳活动周期的个人太阳黑子面积。分析所检测到的太阳黑子的纬度分布的直方图,我们发现高斯分布,在两个半球,在$\sim$ 15 $^{\circ}$纬度的中心。对于特定的周期,两个半球的高斯分布的高度是不同的。使用我们的数据,我们显示了明确的Waldmeier效应的存在下,相关的上升时间与周期振幅。利用小波分析,我们探讨了太阳黑子面积时间序列中不同时间尺度的不同周期性。
2016-12-26 astro-ph.SR
Comparison of Debrecen and Mount Wilson/Kodaikanal sunspot group tilt angles and the Joy's law
研究活动区倾斜角及其在不同时间尺度上的变化规律,对于揭示地下磁通量绳的动力学和认识其发电机制具有重要意义。为了揭示倾斜角的确切特征,需要精确的长期倾斜角数据库。然而,目前只有少数几个不同的数据集,因为它们存在很大的偏差,很难进行比较和交叉校准。在本文中,我们描述了新的倾斜角数据库来自德布勒森太阳光资料($DPD$)(1974-)和SOHO/MDI-Debrecen数据($SDD$)(1996-2010)太阳黑子目录。我们将它们与威尔逊山天文台(1917-85)和科代卡纳太阳天文台(1906-87)的传统黑子群倾角数据库进行了比较,并分析了偏差。研究了各种方法和过滤器,这些方法和过滤器可以改善数据的样本,并且可以帮助基于组合数据得出更好的结果。作为一个示范的改进的数据集的质量提高了一个精致的图的乔伊定律。
2014-12-03 astro-ph.SR
Extending the Sunspot Area Series from Kodaikanal Solar Observatory
Kodaikanal Solar Observatory(KoSO)拥有世界上最长和均匀的太阳黑子观测记录之一,跨越一个多世纪(1904-2017)。有趣的是,这些观测(最初记录在照相底片/胶片上)是在整个时间段内使用相同的设置拍摄的,这使得这些数据独一无二,最适合长期太阳变率研究。在1921-2011年之间,这些数据中的很大一部分在早些时候被数字化,一个包含探测到的太阳黑子参数的目录(例如,地区和位置)发表在Mandal et al.(2017年)。在本文中,我们通过包括1904-1921和2011-2017之间的新数据集来扩展早期的目录。为此,我们对这些新的数据集进行了优化和校准,其中包括解决随机图像方向的问题。我们通过将KoSO图像与皇家格林威治天文台的同期数据进行比较来解决这个问题。在此之后,半自动太阳黑子检测和自动本影检测算法被实施到这些校准的图像上,以检测太阳黑子和本影。此外,在这次星表更新过程中,我们还通过重新校准“胭脂”板填补了现有KoSO太阳黑子星表(1921-2011)中的数据空白。这个更新的太阳黑子面积系列涵盖了近115年(1904-2017),将提供给社区,并将成为研究太阳长期变化的独特来源
2022-10-13 astro-ph.SR
Temporal evolutions and quasi-periodic variations present in the sunspot number and group sunspot area data measured at Kodaikanal Observatory for solar cycles 14 to 24
自1904年以来,科代卡纳天文台一直在白光下对太阳进行天气观测,这些图像被绘制在称为太阳图的斯托尼赫斯特网格上。这些连续的手绘数据集用于对太阳的长期研究。本文研究了1905- 2016年太阳活动周14 - 24月半球太阳黑子数和黑子群面积的时间和周期变化。我们发现,太阳黑子数和群面积的时间变化是不同的在每个半球和峰值在不同的时间在太阳活动周期的相对半球。对于两个数据集,周期19显示最大振幅。太阳黑子数时间序列中,第24周最弱,第15周最弱。在这两组数据中都发现了双峰的存在和“奇偶规则”的违反。我们利用小波技术研究了这两个时间序列的周期和准周期变化。我们注意到,除了$\sim$ 11年周期和22年极性反转周期的基本模态外,太阳黑子活动数据在相对半球也表现出多个中期周期,特别是Riger群和准两年周期。这些检测到的准周期性的时间演变也不同,在北半球和南半球。我们对数据集进行了统计分析,以了解相对半球之间的整体性质和耦合。研究表明,两个半球的数据集不同,但可能存在某种依赖性。
2022-11-03 astro-ph.SR
Kodaikanal calcium images: Detection of plages, Fixing the heliographic coordinates and Estimation of Area
Kodaikanal天文台是一个名副其实的数据宝库,数据库涵盖了近100年的观测。在1909-2007年期间,我们使用Kodaikanal天文台校准的Ca II K分光日像图来检测谱斑,确定其日光坐标并估计谱斑面积。我们采用以下程序。在确保Kodai钙图像在所有年份都具有非常可忽略的椭圆度之后,拟合圆并唯一地确定钙图像的两个中心坐标和半径。对于钙图像的每个像素,我们然后固定日光坐标并提取谱带及其加权平均坐标。这些提取的谱斑的日光坐标,然后与日光坐标的光球太阳黑子从格林威治太阳黑子数据库和色球磁谱斑从SOHO/MDI磁图检测。我们发现钙斑的日面坐标与太阳黑子和磁斑的日面坐标吻合得很好,验证了我们的斑检测和位置坐标计算方法。用Python开发了一个代码,所有近世纪规模的谱带数据,以及准确估计的日面坐标和面积,都可以向公众提供。
2019-09-01 astro-ph.SR
Is hemispheric asymmetry in the sunspot cycle solely governed by polar flux imbalance in the previous cycle?
太阳磁活动的半球不规则性是一种观测充分的现象-已通过数值模拟和数据分析技术研究了其起源。在这项工作中,我们探讨了可能的原因,产生南北不对称的反转时间和幅度的极场在周期的最小值。此外,我们研究半球的不对称性是如何从一个周期到另一个周期翻译的。我们采取三步走的方法。首先,我们通过分析近110年的观测资料,探讨了观测到的极区通量和黑子面积的不对称性。其次,我们调查的Babcock-Leighton机制的演变和产生的极通量的不同因素的贡献进行数值模拟与表面通量传输模型和合成太阳黑子输入配置文件。第三,传播的半球不对称性,在接下来的周期估计同化模拟产生的表面磁场地图在周期最小的发电机模拟。最后,我们评估我们的半球不对称性的理解,同时再现观察到的不对称性在过去的八个太阳活动周期进行额外的观测数据驱动的模拟。
2019-06-17 astro-ph.SR
Long term study of the solar filaments from the Synoptic Maps as derived from $H_α$ Spectroheliograms of Kodaikanal Observatory
Kodaikanal太阳天文台(KSO)长达一个世纪(1914-2007)的$H_α$(656.28 nm)分光日像图最近已经数字化。使用这些新校准、处理过的图像,我们研究了被称为暗条的盘状结构上暗拉长的演变,暗条是太阳磁活动的潜在代表。据我们所知,这是$H_α$中最古老的统一数字化数据集,每天都有图像。我们生成的卡林顿地图的整个时间段,并试图找到与地图相同的旋转从Ca II K KSO数据的对应关系。使用半自动化技术从卡林顿地图分割细丝,并单独研究以提取它们的质心和倾斜。我们绘制了暗条质心的时纬分布图,形成了蝴蝶图,清楚地表明了极向迁移的存在。我们为每个周期分离极丝,并试图估计极丝数量周期和太阳黑子数量周期峰值之间的延迟。我们将这种延迟与极反转和太阳黑子数量最大值之间的延迟相关联。这为极丝在极性反转中的作用提供了新的见解。
2017-07-18 astro-ph.SR
Network and Plage Indices from Kodaikanal Ca-K Data
利用科代卡纳太阳天文台的Ca II K滤光片研究了太阳活动。图像主要由色球网络和谱斑组成。已开发出程序,以获得网络和谱带指数从每日的图像作为太阳纬度和时间的函数。分析的初步结果报告在这里。网络和谱斑指数被发现遵循太阳黑子周期。在这两个指数的下降活动期间发现了一个次峰。通过对南北半球网络指数的比较,发现南北半球网络指数较活跃。然而,这种不对称性在谱斑指数的情况下并不明显。
2013-08-26 astro-ph.SR
Determining the Variations of Ca-K index and Features using a Century Long Equal Contrast Images from Kodaikanal Observatory
在早期对科代卡纳天文台获得的钙钾太阳光谱图的分析中,“好”图像被用来研究色球层的变化。尽管如此,图像的对比度每天都在变化。我们开发了一种新的方法来生成图像,以形成统一的时间序列。我们调整每个图像的对比度,直到归一化强度分布的FWHM达到0.10和0.11之间的值。这种“等对比度技术”的方法有望补偿由于Ca-K线在出射狭缝上居中和天空透明度而引起的乳剂、显影、图像对比度的变化。此外,此过程将校正不同图像的密度到强度转换的变化。我们发现太阳黑子和Ca-K线数据之间的相关性有了很大的改善。例如,月平均太阳黑子和钙钾斑面积之间的相关系数(CC)的相等对比度的数据提高到0.9相比,0.75的“好”的数据与不相等的对比度。对于对比度不等的“OK”数据,等对比度图像的CC从$\sim$ 0.46提高到$\sim$ 0.78。即使是100年的数据,斑区面积和每日太阳黑子数之间的CC也是0.85。这种方法还允许我们第一次研究增强型,活跃型和安静型网络随时间的变化,并且具有良好的准确性。此外,这一程序可用于合并来自不同观测站的数据,以形成一个长时间序列。
2020-12-09 astro-ph.SR
Secular variation of hemispheric phase differences in the solar cycle
我们研究了太阳黑子周期在两个半球的相位差,并将其与纬度太阳黑子分布进行了比较。如果南北相位差呈现长期趋势,则不应将其视为随机现象。我们使用的数据集的历史太阳黑子的记录和图纸所作的Staudacher,汉密尔顿,Gimingham,卡灵顿,Spouml;rer,和格林威治观察员,以及太阳黑子活动在蒙德极小期重建的Ribes和Nesme-Ribes。我们采用交叉递归图来分析南北相位差。我们发现,在过去的300年中,在一个半球的相位领先的持久性表现出长期的变化。从一个半球到另一个半球的变化在1928年和1968年附近登记,以及1783年和1875年附近的两个历史变化。自1750年以来,太阳黑子周期的半球相位差与太阳黑子的纬度分布之间存在长期的相关性。
2010-09-29 astro-ph.SR
Maximal growth rate of the ascending phase of a sunspot cycle for predicting its amplitude
预测太阳活动周期振幅对于更好地理解太阳发电机以及许多空间天气应用都很重要。我们证明了一个稳定的关系,太阳黑子活动的最大增长率在上升阶段的一个周期和随后的周期振幅的基础上的四个数据集的太阳活动指数:太阳黑子总数,半球太阳黑子数从1874年起的新目录,太阳黑子总面积,和半球太阳黑子面积。对于所有的数据集,基于最大增长率前兆的线性回归显示出显着的相关性。验证周期1-24的预测表明,真实的和预测的周期振幅之间的高度相关性达到r = 0.93的太阳黑子总数。预测的准备时间从2个月到49个月不等,平均值为21个月。此外,我们证明了最大增长率指标的总和分别确定的北半球和南半球的太阳黑子数量提供了更准确的预测比使用总的太阳黑子数量。在均方根和相关系数方面,平均优势分别达到27%和11%。优越的性能也证实了半球太阳黑子面积相对于总太阳黑子面积。在太阳活动周的上升阶段,太阳黑子活动的最大增长率可以作为后续太阳活动周振幅的可靠前兆。此外,我们的研究结果提供了一个坚实的基础,支持定期监测,记录和预测太阳活动的半球太阳黑子数据,捕捉太阳活动和太阳磁场的不对称行为,并提高太阳周期预测方法。
2022-06-25 astro-ph.SR
Hemispheric sunspot numbers 1874--2020
我们创建了从1874年到2020年的每日和每月半球太阳黑子数(HSN)的连续序列,该序列将在未来随着SILSO提供的HSN而不断扩展。根据格林威治皇家天文台和NOAA从1874年到2016年对半球太阳黑子面积的每日测量,我们得出了南北活动的相对分数。这些分数被应用到国际太阳黑子数(ISN),以获得HSN。该方法和获得的数据与1945- 2020年期间公布的HSN进行了验证。我们提供了一个连续的数据系列和目录的每日,每月平均,和13个月的平滑每月平均HSN的时间范围1874- 2020年,是一致的新校准的ISN。自1945年以来,重建的HSN对直接数据的验证揭示了高度的一致性,与r=0.94(0.97)的每日(每月)的数据。第12-24周期的累积半球不对称性平均为16%,没有明显的南北优势模式。最强的不对称性发生在第19个周期,其中北半球显示出42%的累积优势。两个半球太阳活动高峰之间的相移可能长达28个月,平均绝对值为16.4个月。相移揭示了北半球的整体不对称性,提前达到其周期最大值(13例中有10例)。当单独考虑两个半球时,将周期上升阶段期间的ISN和HSN峰值增长率与周期振幅相关联揭示了更高的相关性,r = 0.9。我们的研究结果表明,经验的太阳活动周期预测方法可以通过调查太阳活动周期动力学的半球太阳黑子数量来改进。
2021-07-01 astro-ph.SR
Hale cycle in solar hemispheric radio flux and sunspots: Evidence for a northward shifted relic field
本研究通过高日纬射电流量和黑子数发现太阳活动存在新的Hale周期形式,并提出北向偏移的残余磁场解释,可用于世纪尺度预测。
2023-05-01 astro-ph.SR
Is the Hemispheric Asymmetry of Monthly Sunspot Area an Irregular Process with Long-Term Memory?
太阳黑子周期的半球不对称性是太阳的一个真实特征。然而,它的起源仍然没有得到很好的理解。在这里,我们进行非线性时间序列分析的太阳黑子面积(和数量)的不对称性,以探索其动力学。通过测量黑子面积不对称性的关联维数,我们得出数据中不存在奇异吸引子的结论。进一步计算Higuchi维数,我们得出结论,半球的不对称性在很大程度上是由随机噪声。然而,赫斯特指数的行为表明,时间序列并不完全由无记忆的随机噪声,而是有一个长期的持续性,它可以超过两个太阳周期。因此,我们的研究表明,太阳黑子周期的半球不对称性主要是由于太阳发电机中的一些不规则过程造成的。太阳活动周期不对称性的长期存在表明,太阳磁场在对流区具有一定的记忆性。
2021-11-11 astro-ph.IM astro-ph.SR
Solar Active Longitudes From Kodaikanal White-light Digitized Data
近年来,太阳活动性日冕的研究引起了人们极大的兴趣。在这项工作中,我们使用了一个独特的连续的太阳黑子数据系列获得Kodaikanal天文台和重新审视的问题。对数据的分析表明,在整个90年的数据持续期间,活动经度一直存在。我们比较了两个研究的分析方法,并提出了各自的结果。在大多数时间内,发现两个最活跃的双极间的分离大约为180°。此外,我们还发现在90°和270°处存在相对较弱的分离。这些活动星系的迁移模式与太阳差自转曲线一致。我们还研究了活动板块的周期性,发现了两个主要周期,分别为$\approx$ 1.3年和$\approx$ 2.2年。这些周期,也发现在其他太阳代理,表明它们与全球太阳发电机机制的关系。
2016-11-23 astro-ph.SR
Impact of rogue active regions on hemispheric asymmetry
活动最小时的太阳偶极矩可以很好地预测随后的太阳活动周期的强度。通过使用最先进的2 $\times$ 2 D太阳发电机模型的系统分析,我们发现具有非典型特征的双极磁区(BMR)可以通过其对太阳黑子周期展开时的偶极矩积累的影响来修改下一个周期的强度。除了总结这些结果,我们提出了进一步的影响,这样的“流氓”BMR。这些有能力在随后的太阳黑子周期中产生半球不对称性,因为它们修改了正在进行的周期的极冠通量不对称性。我们发现,极盖通量的不对称性的周期i和总的伪太阳黑子数的不对称性的周期i + 1之间的强相关性。良好的相关性也出现在周期i + 1的半球的时滞的情况下。
2019-09-17 astro-ph.SR
Solar physics at the Kodaikanal Observatory: A Historical Perspective
这篇文章追溯了印度班加罗尔天体物理研究所科代卡纳天文台太阳物理学的诞生和发展。1909年,约翰·埃弗谢德在这里发现了一个重大发现,他在太阳黑子的半影中发现了物质的径向外流。天文台自1899年成立以来的主要发展,以及科学成果突出。
2009-05-31 astro-ph.SR physics.hist-ph
Can the long-term hemispheric asymmetry of solar activity result from fluctuations in dynamo parameters?
观测到的太阳黑子活动的半球不对称性具有在几个太阳周期的时间尺度上变化的规律性成分,其起源和性质目前仍有争议。本文讨论的问题,是否长期的半球不对称性,可以从随机变化的太阳发电机参数的时间和纬度。在观测到的太阳黑子群的倾斜角的散射估计推断极向场再生发电机机制的波动约束。根据这些约束条件,设计了一个Babcock-Leighton型$α$ -效应起伏的发电机模型,并计算了大量的磁周期,对它们的半球不对称性进行了统计分析。半球的不对称性,在模拟发电机的结果,从一个赤道对称的振荡磁场的一部分的存在。次主导四极振荡是由主导偶极振荡通过波动$α$效应的赤道对称部分随机强迫的。各个周期的不对称性的幅度和意义在四个发电机周期的时间尺度上变化。变化是不规则的,即不是周期性的。该模型表明,在极磁场的不对称性,在太阳极小期可以作为一个前兆,在未来的太阳黑子活动的不对称性。
2019-03-26 astro-ph.SR
Simulation Study of Hemispheric Phase-Asymmetry in the Solar Cycle
对太阳的观测表明,太阳活动系统地造成了南北半球的不对称。例如,太阳黑子活动更活跃的半球往往在每个太阳活动周期的前半部分之后转换。Svalgaard & Kamide(2013)最近指出,南北半球之间极场反转的时间间隔只是太阳黑子活动不对称的结果。然而,太阳活动周期不对称特征的机制尚未得到很好的理解。为了从理论上解释这种不对称性的原因,本文利用基于通量输运发电机模型的平均场论,研究了太阳周磁场的偶极型和四极型分量之间的关系。结果发现,太阳活动周期存在两个不同的吸引子,其中北极场或南极场首先反转,并且通量输运发电机模型很好地解释了太阳黑子活动的相位不对称性和极场反转,而没有任何特别的不对称性来源。
2016-12-10 astro-ph.SR
Hemispheric asymmetry in the sunspot cycle as a nonextensive phenomenon
本研究利用MSFC数据库13个太阳周期的分半球黑子面积数据,通过非广延统计力学分析,发现非广延熵参数q呈约22年半正弦变化,不对称指数q(A)显示北半球占优,可作为太阳发电机长期变化的诊断指标,为太阳变率研究提供新视角。
2022-12-06 astro-ph.SR
Sunspot latitudes during the Maunder Minimum: a machine-readable catalogue from previous studies
蒙德极小期(约1645-1715年)是太阳活动非常低和半球不对称性很强的时期,大部分太阳黑子位于南半球。本文为国际科学界恢复了蒙德极小期期间太阳黑子纬度的两组数据。第一个数据集是由古斯塔夫·施波勒(Gustav Spörer)近130年前出版的目录中出现的太阳黑子纬度组成的。第二个数据集是基于大约20年前由Ribes和Nesme-Ribes出版的蒙德极小期蝴蝶图中显示的太阳黑子纬度。我们已经计算出的不对称指数,使用这些数据集确认在此期间一个强大的半球不对称。包含这两个数据集的目录的机器可读版本可在太阳黑子观测历史档案(http://www.example.com)和本文的附录中找到。haso.unex.es
2015-01-24 astro-ph.SR
A Solar Dynamo Model Driven by Mean-Field Alpha and Babcock-Leighton Sources: Fluctuations, Grand-Minima-Maxima and Hemispheric Asymmetry in Sunspot Cycles
极端的太阳活动波动和太阳极大极小期的发生,是太阳活动周期中公认的观测特征。然而,这种极端的活动波动和太阳周期的动态在蒙德迷你事件仍然不清楚。我们探索这种极端的太阳活动波动的起源和双极向场源的作用,即Babcock-Leighton机制和平均场α效应在太阳周期的动态。我们主要集中在进入和恢复从大极小期的情节,如蒙德极小期和太阳周期的动态。我们使用一个运动学太阳发电机模型与一个新的设置,其中随机扰动力两个不同的极向场α效应。我们探索不同的制度,这些极向源具有不同的操作阈值的操作,以确定每个的重要性。在两个半球中独立地实施扰动,这使得人们能够研究太阳黑子出现时半球耦合和半球不对称的水平。从模拟进行,我们确定了几种不同的方式,发电机可以进入一个宏伟的最小插曲。虽然波动的任何$α$的影响,可以触发不稳定性,我们发现,平均场α效应是至关重要的恢复太阳周期从一个宏伟的极小插曲,一个巴布科克-莱顿源单独,未能实现。我们的模拟还展示了其他周期动态。我们的结论是,在两个相互作用的极向场源的随机波动工作与不同的操作阈值是一个可行的候选人,触发极端的太阳活动的情节和平均场α效应能够工作在弱,次均分场是至关重要的恢复太阳周期后,延长太阳极小期。
2018-03-29 astro-ph.SR
Sunspot group tilt angles from drawings for cycles 19-24
太阳黑子群倾角是太阳表面磁通量输运和太阳发电机的一个临界量。为了提供倾斜角的长期数据库,我们开发了一个IDL例程,它允许用户交互式地选择和测量太阳黑子的位置和面积。我们使用Kandilli天文台的太阳黑子绘图数据库测量了第19-24周(1954.6-2017.8)的太阳黑子群倾斜角。该方法与已终止的Mt. Wilson和Kodaikanal数据库,除了太阳黑子群是人工识别的,这提高了所得倾斜角的准确性。我们获得了倾斜角度的周期平均值,并将其与其他数据集的值进行比较,保持相同的组选择标准。我们的结论是,以前报道的反相关与周期强度需要进一步调查。
2018-04-27 astro-ph.SR
Butterfly Diagram and Carrington Maps for Century-Long Ca II K Spectroheliograms from Kodaikanal Observatory
在本研究中,对Kodaikanal太阳天文台(KSO)长达一个世纪(1907-2007)的Ca II K光谱图进行了校准,处理和分析,以跟踪被称为plages的明亮圆盘结构的演变,这可能是太阳磁活动的代表。这是迄今为止Ca II K研究的最长数据集,涵盖了约9.5个周期的11年周期。用区域$\geq 1\:\textrm {arcmin}^2$对单个全椎间盘图像进行全局阈值分割,随后应用形态学闭合操作。计算斑块指数,发现与斑块覆盖的椎间盘面积分数密切正相关。新生成的谱斑面积周期(来自KSO)与威尔逊山天文台(Correlation~ $95.6\%$)在重叠年份(1915-2000年)的谱斑面积周期进行了比较。研究显示了谱斑质心的时纬分布,绘制了蝴蝶图(如太阳黑子所观察到的)。该图的3D可视化显示了plage位置,时间和区域之间的一对一映射。这项工作进一步划定了磁补丁和plage地区之间的位置相关性,通过来自Kodaikanal钙II K图像和空间为基础的全盘LOS(视线)磁图的天气图的比较。地面观测站定期的天气磁图是在20世纪70年代以后才得到的。因此,KSO的长期Ca II K数据可以用作估算早期磁活动位置及其强度的代理。
2016-05-26 astro-ph.SR
Sunspot Catalogue of the Valencia Observatory (1920-1928)
1920年至1928年期间,巴伦西亚大学天文台(西班牙)保存了一份太阳黑子目录。在这里,我们提出了一个机器可读版本的目录(OV目录或OVc),包括质量控制分析。太阳黑子数(总的和半球的)和太阳黑子面积系列使用该目录构建。OV目录的数据与其他可用的太阳数据进行比较,表明目前的贡献提供了一个可靠的太阳黑子数据的科学界目录。
2014-07-20 astro-ph.SR
Latitude Distribution of Sunspots: Analysis Using Sunspot Data and A Dynamo Model
本文探讨了太阳黑子纬度分布的演化及其与太阳活动周强度的关系。随着太阳活动周的进行,两个半球的分布从中纬度向赤道传播,然后(在通常的太阳活动极小期之前)这两个分布相互接触。通过可视化两个半球的分布演变,我们通过排除这个半球重叠来分离太阳活动周期。从两个半球的这些孤立的太阳活动周期中,我们生成了每个周期的纬度分布,从周期8到周期23。发现这些分布的参数,即中心纬度($C$)、宽度($δ$)和高度($H$)随周数的变化而变化,并表现出一定的半球不对称性。虽然这些参数的不对称性持续了几个连续的周期,但它们在几个周期内得到纠正,新的不对称性再次出现。与之前的研究一致,我们发现分布参数与周期的强度相关,尽管这些相关性在两个半球中显着不同。当结合两个半球的数据时,证实了较强的周期在相对较高的纬度开始太阳黑子爆发并具有较宽的太阳黑子出现纬度带的总趋势。我们探索这些功能,使用一个通量传输发电机模型与随机波动。我们发现,这些功能是正确的复制在这个模型中。分布中心的太阳活动周期演化也与观测相吻合。基于这个发电机模型的观测功能的可能解释。
2017-11-01 astro-ph.SR
The Origin of Parity Changes in the Solar Cycle
尽管在过去的四个世纪里,人们一直在太阳表面系统地观测到太阳黑子,但直到20世纪初,它们的磁性才被揭示和记录下来。太阳黑子通常成对出现,磁极相反,有系统的方向。这种极性方向在赤道上是相反的--这种趋势在上个世纪一直存在,磁场观测也存在。与太阳的全球极向场的配置-控制着地球上的日光层开放通量和宇宙射线通量-结合在一起,这一现象与下面的磁流体动力发电机的偶极宇称状态是一致的。虽然在太阳黑子出现的半球不对称性被观察到,但从未观察到宇称偏移。我们模拟半球的不对称性,通过引入随机波动的计算发电机模型的太阳周期,并证明奇偶校验的变化确实是可能的,在长期的模拟覆盖数千年。四极模式被发现存在于一个显着的一小部分的模拟时间。特别是,我们发现,在太阳黑子周期的基本性质的宇称移位更有可能发生时,太阳黑子活动占主导地位的任何一个半球的时间是显着长于周期。我们建立因果通路连接半球的不对称性和跨赤道的相位变化,平价翻转的基础发电机机制。我们的研究结果表明,太阳活动周期在遥远的过去可能处于四极宇称状态,并为预测未来的宇称翻转提供了一条可能的途径。
2019-06-16 astro-ph.SR
Long-term Variations in the Intensity of Plages and Networks as Observed in Kodaikanal Ca-K Digitized Data
在我们之前的文章中(Priyal et al. in Solar Phys. 289,127,2014),我们讨论了观测的细节和方法,用于分析Kodaikanal天文台(KO)获得的Ca-K光谱图,以研究太阳周期19,20和21的Ca-K谱斑面积,增强网络(EN)和活动网络(AN)的变化。现在,我们利用KOCa-K太阳光谱日像图导出色球特征的面积,以研究第14 - 21太阳周的长期变化。从1906 - 1985年期间在KO天文台获得的数据与MWO,NSO在1965 - 2002年期间获得的数据,Tlatov,Pevtsov和Singh(Solar Phys. 255,239,2009)对KO数据进行的早期测量以及SIDC太阳黑子数的导出谱斑面积的比较显示出良好的相关性。使用相同仪器获得的数据的一致性仍然具有相同的规格,这为研究谱斑和网络区域的长期强度变化提供了独特的机会。因此,我们研究了这些功能的强度对比度随时间的变化,在时间分辨率为6个月,假设安静的背景色球层保持不变,在1906 - 2005年期间,发现的平均强度的AN,代表太阳表面的小尺度活动的变化,随着太阳周期的变化是在最低阶段。此外,谱斑和EN的平均强度变化有一个很长的周期,在20世纪最强的太阳活动周期--第19太阳活动周期间,谱斑和EN的平均强度出现极大值。
2017-07-03 astro-ph.SR
Sensitivity of sunspot area to the tidal effect of planet Mercury during solar cycle 23
我们提出的证据表明,赤道上捕获的Rossby波模式的太阳上的允许周期与水星的88天和176天的次谐波周期和Rossby波在同一时期的太阳上的证据密切吻合。为了验证Rossby波触发太阳黑子出现的假设,我们使用带通滤波获得半球形太阳黑子面积的88天周期和176天周期分量,并将其变化与水星引起的太阳表面潮汐高度变化进行比较。我们发现,在每个太阳活动周中,半球黑子面积的两个分量出现在几个持续2 - 6年的事件或激活中。当激活是离散的88天和176天周期分量的变化与潮高变化是相位相干的,并且在连续激活之间180度的相位变化是明显的。我们用这个结果来证明,在大多数情况下,太阳黑子活动的Rieger型准周期性与边带的88天和176天的周期变化的周期性。我们发现,在两个太阳半球的活动所产生的变量,相位相干与水星潮汐效应发生在不频繁的时间间隔,但当它发生时,它是可以观察到的相位相干的变量,如太阳黑子数,太阳耀斑,太阳风的速度和宇宙线通量与水星潮汐效应。一系列变量的潮汐效应的敏感性计算这样的间隔在太阳活动周期23。
2014-04-12 astro-ph.SR
Differential Rotation of the Solar Chromosphere: A Century-long Perspective from Kodaikanal Solar Observatory Ca II K Data
本研究利用科代卡纳尔太阳天文台1907–2007年Ca II K数据,通过图像互相关方法测定太阳色球较差自转率,发现色球赤道自转比光球快1.59%且纬度梯度更小,并得到其他天文台数据支持。
2023-11-30 astro-ph.SR
Sunspot Catalogue of the Observatory of the University of Coimbra (1929-1941)
科英布拉天文台(葡萄牙)出版了1929年至1941年期间的太阳黑子目录,该天文台现称为科英布拉大学地球物理和天文台。我们将该目录中的数据数字化,并提供机器可读版本。我们展示了根据该目录重建的(总的和半球的)太阳黑子数量指数和太阳黑子面积,并将其与太阳黑子数量指数(第2版)和Balmaceda太阳黑子面积系列(Balmaceda等人,杰·吉奥菲斯。Res. 114,A07104,2009)。此外,我们还比较了科英布拉星表与皇家格林尼治天文台的记录。结果表明,科英布拉天文台编制的历史目录包含可靠的太阳黑子数据,因此可以考虑用于太阳活动的研究。
2021-03-16 astro-ph.SR
Butterfly Diagram and Other Properties of Plage Areas from Kodaikanal Ca II K Photographs Covering 1904-2007
本研究开发了自动图像定向方法处理 KoSO 1904-2007 年 Ca II K 档案,构建了数据缺口更少的谱斑蝴蝶图,验证了 Spörer 定律并揭示了谱斑与黑子的纬度差异及南北不对称性。
2024-08-23 astro-ph.SR
Hemispheric Coupling: Comparing Dynamo Simulations and Observations
再现类似太阳的磁循环的数值模拟可以用来生成长期统计数据。模拟中产生的南北半球周期同步性和振幅的变化还没有广泛地与观测进行比较。观测到的不对称极限表明,半球黑子面积的生产不超过20%的不对称周期12-23和相位滞后不超过20%(2年)的总周期。独立研究发现,相位值的长期趋势是一个半球领先另一个半球约四个周期。这种相位的持续性并不表示随机现象。我们比较的结果,最近产生的EULAG-MHD模型的太阳对流的数值模拟结果。这个模拟跨越了1600年,产生了40个规则的太阳黑子周期。虽然模拟的周期长度太长,环形带仍然在太高的纬度,一些太阳的半球不对称的方面再现。该模型再现的极性反转和周期的启动同步模拟相位滞后不超过20%的周期周期。模拟的南北半球之间的振幅变化比在太阳上观测到的要大。模拟结果表明,一个半球持续领先其他几个连续的周期,把一个上限的效率transequatorial磁耦合机制。这些措施包括磁扩散,跨赤道混合内细长的对流卷和transequatorial对流细胞。这些过程中的一个或多个可能导致磁通量抵消,由此在太阳活动周期后期,相反方向的场非常接近并在磁赤道上彼此抵消。我们讨论了模型和观测之间的差异,以及它们对半球耦合的可能机制构成的限制。
2014-11-25 astro-ph.SR
Correlation Between Sunspot Number and ca II K Emission Index
长期天气观测的共振线的Ca II K构成了一个基本的数据库,为各种回顾性分析的状态的太阳磁性。对Ca II K的天气观测始于1904年末,地点在印度的Kodaikanal天文台。在1970年代早期,美国萨克拉门托峰的国家太阳天文台(NSO)开始了一项新的计划,在Ca II K线上进行每日太阳作为恒星的观测。今天,国家统计局正在通过其太阳光学长期观测设施继续进行这些观测。这些不同的数据集可以合并成一个单一的磁盘集成钙II K指数时间序列,描述了色球发射的平均性能在几个太阳周期。我们提出了这样一个钙II K复合材料,并讨论其与新的完全修订的太阳黑子数数据系列的相关性。对于这一初步调查,确定了成对时间序列之间的比例因子,假设重叠观测期间月平均值之间的关系为简单线性模型。
2016-06-03 astro-ph.SR
A Curious History of Sunspot Penumbrae
格林威治皇家天文台从1874年5月到1976年汇编的太阳黑子群面积的每日记录表明,较小的太阳黑子群的半影区有一个奇怪的历史。平均而言,当太阳黑子群的总面积从100微赫姆增加到2000微赫姆(一微赫姆是太阳半球面积的百万分之一)时,太阳黑子群的半影面积与本影面积的比率从5增加到6。这种关系并不随太阳黑子群的纬度或太阳黑子周期的相位而有很大的变化。然而,对于总面积小于100微赫的太阳黑子群,这一比例在历史记录中发生了显著而系统的变化。从1874年到1900年,这些最小的太阳黑子的比例接近5.5。在1905年迅速上升到7以上之后,到1930年平稳下降到3以下,然后在1961年平稳回升到7以上。然后从1965年到1976年又回到了5.5附近。从1905年到1961年的平稳变化表明,没有任何迹象表明,任何阶跃式的变化可能归因于设备或人员的变化。太阳活动的整体水平在这段时间内单调增加,当半影与本影面积比下降到不到峰值的一半,然后返回。如果这一历史可以通过其他观察来证实(例如,山威尔逊或Kodaikanal),它可能会影响我们对半影形成的理解,我们的发电机模型,以及我们对太阳辐照度历史变化的估计。
2013-04-30 astro-ph.SR
Machine Learning Based Identification of Solar Disk and Plages in Kodaikanal Solar Observatory Historical Suncharts
Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences(阿亚巴塔观测科学研究所);Mahatma Jyotiba Phule Rohilkhand University(马哈特马·乔蒂巴·普尔罗希尔坎德大学);Southwest Research Institute(西南研究所);Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所);Curtin University(科廷大学);Indian Institute of Astrophysics(印度天体物理研究所);Indian Institute of Space Science and Technology(印度空间科学与技术研究所);Center of Excellence in Space Sciences India, IISER Kolkata(印度空间科学卓越中心,印度科学教育研究院加尔各答分校)
本研究利用卷积神经网络对Kodaikanal太阳观测站的历史太阳图进行自动识别,以发现太阳盘和plage,并验证了机器学习在历史太阳观测数据中的应用潜力。
2025-11-24 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
Variations of the Internal Asymmetries of Sunspot Groups During their Decay
本研究的目的是显示太阳黑子群衰变过程中的不同不对称性。输入数据的来源是SoHO/MDI-Debrecen数据库(SDD)太阳黑子目录,其中包含1996-2010年时间间隔的磁极性数据。对142个太阳黑子群的选定样本进行了几种类型的不对称性检查。在衰减过程中,超前-跟随不对称性分三个阶段增加,并与尺寸呈线性关系。这也与半球不对称性有关,在衰变期间,面积不对称指数在南半球具有较高的值,这可能是由于在第23周期中南半球的活动水平较高。总的本影面积与本影/半影比率成反比,但与本影衰减速率成正比。在衰变过程中,本影/半影(U/P)比在拖尾部分明显减小,但在大多数情况下,在前导部分也是如此。U/P的变化是本影和半影场深度不同的结果。
2021-11-28 astro-ph.SR
Detection of Solar Filaments using Suncharts from Kodaikanal Solar Observatory Archive Employing a Clustering Approach
科代卡纳尔太阳天文台(KoSO)拥有100多年的太阳观测历史,是世界上独一无二的太阳数据库。在其许多数据目录中,特别令人感兴趣的是KoSO的“太阳图”。这些太阳图(1904-2020)是不同的太阳特征的彩色图画,如太阳黑子,谱斑,灯丝和双折射,在纸上蚀刻有Stonyhurst经纬度网格。在本文中,我们首先使用行业标准扫描仪对每个太阳图进行数字化,并将这些数字图像保存为高分辨率的“.tif”格式,以此来分析这些独特的数据。然后,我们检查了周期~19和周期~20的数据(上个世纪最强的两个周期),目的是检测细丝。为此,我们采用“k-means聚类”方法,并获得不同的灯丝参数,如位置,倾斜角度,长度和面积。我们的研究结果表明,灯丝长度(和面积)增加与纬度和向极迁移显然是由一个特定的倾斜符号。最后,我们交叉验证了我们的研究结果与结果从KoSO数字化摄影板数据库的重叠时间段,并获得了很好的协议。这项工作作为概念验证,将启动新的努力,有效地使用整个手绘系列的多功能,全磁盘太阳数据,并使研究人员能够提取新的科学,例如过去100年的伪磁图的生成。
2022-12-23 astro-ph.IM astro-ph.SR
Time-dependent properties of sunspot groups -- I. Lifetime and asymmetric evolution
目的。在本文中,我们的目标是研究太阳黑子群面积的时间依赖性在一个大样本组成的各种数据库跨越130年,使用国家的最先进的统计方法。方法.对于一个精心挑选的,但无偏见的样本,我们使用贝叶斯建模,以适应时间的演变相结合的阴影和半影面积的斑点组与偏态正常的功能,以确定存在的任何不对称斑点的增长或衰减。我们的主要选择标准保证只有具有明确定义的最大面积的斑点组才被考虑。我们还分析了由此产生的模型参数的协方差及其与太阳黑子和正在进行的太阳周期的物理参数的相关性。结果我们的研究结果表明,观测良好的太阳黑子群的时间演化,达到至少50百万分之一的太阳半球(MSH)在其最大值可以惊人地适合我们的模型。此外,我们表现出显着的不对称性-所描述的拟合曲线的偏斜参数-分析太阳黑子群的生长和衰减阶段之间。此外,我们还发现,太阳黑子群的最大面积和它们的半球纬度与斜参数的值之间存在弱的相关性。
2021-06-09 astro-ph.SR
Sunspot area catalogue revisited: Daily cross-calibrated areas since 1874
长期和一致的太阳黑子面积记录对于了解长期的太阳活动和变化非常重要。全球多个天文台定期记录太阳黑子面积,但这些单独的记录只涵盖有限的时间段。此外,它们之间也存在系统差异,因此这些记录需要进行交叉校准,然后才能可靠地用于进一步研究。我们制作了一个交叉校准和均匀的太阳黑子日总面积记录,包括预测和校正,涵盖了1874年至2019年期间。还为同一时期编制了一份经校准的个别组别地区的目录。我们比较了来自9个档案馆的数据:皇家格林威治天文台(RGO),基斯洛博维斯克,普尔科沃,德布勒森,科代卡纳尔,太阳光学观测网络(SOON),罗马,卡塔尼亚和云南天文台,涵盖1874年至2019年期间。相互比较的个人记录已被用来产生均匀的和相互校准的记录,每天预测和校正的地区。与早期的研究一样,复合材料的基础是由RGO的数据形成的。1976年以后,唯一使用的数据集是来自基斯洛伊斯克、普尔科沃和德布勒森天文台的数据。这一选择是根据时间范围和数据质量作出的。在对比的SOON数据中使用的前区域复合材料的后RGO时期,从基斯洛博维斯克和普尔科沃的数据的属性是非常相似的,从RGO系列。它们还直接在时间上重叠RGO数据,这使得它们与RGO的交叉校准更加可靠。我们还计算并提供了广泛使用的每日光度太阳黑子指数(PSI),例如,太阳辐照度的经验重建。
2020-04-30 astro-ph.SR
Sunspot characteristics at the onset of the Maunder Minimum based on the observations of Hevelius
本文分析了赫维留斯在1642-1645年期间对太阳黑子的观测。这些记录是蒙德极小期之前唯一的系统性太阳黑子观测。我们研究了赫维留在翻译原始拉丁文本后精心记录的不同现象。我们重新评估Hevelius在此期间对太阳黑子群的观测,得到的平均值比他在当前组数据库中给出的观测值大7%。此外,在这项工作中从Hevelius在蒙德极小期之前的记录中获得的活跃日分数的平均值明显大于Hevelius在蒙德极小期期间进行的太阳黑子观测中获得的太阳活动水平(70%对30%)。我们还提出了蝴蝶图从太阳黑子的位置记录的Hevelius为1642-1645年期间。可以看出,与蒙德极小期相比,在这段时间内不存在半球不对称。赫维留斯注意到,在1645年早期,大约有3个月的时间似乎没有太阳黑子,这给了即将到来的蒙德极小期的第一个暗示。最近的研究声称蒙德极小期并不是一个大的极小期,推测当时的天文学家,由于亚里士多德的想法,没有记录他们观察到的所有太阳黑子,因此低估了太阳活动水平。然而,我们显示的质量良好的太阳黑子记录所作的Hevelius表明,他的报告太阳黑子是真实的意见。
2021-03-17 astro-ph.SR
Which Solar Latitude Follows the Sunspot Cycle Exactly?
本研究利用百年Ca II K光谱日像图数据,通过互相关分析发现超米粒组织通道宽度和强度在南北纬约11-22°处与太阳黑子周期强相关(约0.8),但无单一纬度对所有量都恰好跟随周期,这对太阳表面磁通输运和紫外辐照度变化研究有重要意义。
2025-09-12 astro-ph.SR
Sunspot tilt angles revisited: Dependence on the solar cycle strength
太阳黑子群的倾斜角在BL型发电机中是至关重要的。一些研究表明,倾斜系数与周期强度是反相关的。如果反相关存在,它将被证明是作为一个有效的非线性BL型发电机调制太阳活动周期。然而,一些研究表明,反相关性没有统计学意义。我们的目的是调查倾斜角研究的有争议的结果背后的原因,并建立倾斜系数是否确实是反相关的周期强度。我们首先分析了DPD的倾斜角度。基于在以前的研究中应用的方法,我们采取了两个标准来选择数据,随着线性和平方根函数来描述乔伊定律,和三种方法来推导周期21-24的倾斜系数。这使我们能够根据倾斜系数和倾斜系数不确定性之间的差异比较来评估不同的方法。然后我们利用蒙特卡罗实验来验证结果。最后,我们将这些方法扩展到分析单独的半球DPD数据和倾斜角数据从Kodaikanal和威尔逊山。倾斜角由于其产生的内在机制和测量误差(例如,数据集中包括的单极区域)而表现出极宽的分散。不同的方法来处理的不确定性,主要负责以前的结果有争议的性质。用一个周期的$Δs>2.5$对太阳黑子群的倾斜-纬度关系进行线性拟合,而不对数据进行分箱,可以使倾斜散射对倾斜系数不确定性的影响最小化。基于该方法,倾角系数与周期强度呈反相关,具有较强的统计意义。
2021-06-22 astro-ph.SR
An analysis of the solar differential rotation in solar cycle No. 19 (1954-1964) determined using Kanzelhoehe sunspot group positions
本研究利用KSO太阳黑子图追踪第19太阳活动周黑子群,推导太阳较差自转参数,验证了与多台站结果的一致性,发现GPR数据存在显著不一致,且自转呈赤道对称但南半球赤道速度略高。
2025-10-03 astro-ph.SR
Nonlinear dynamo models using quasi-biennial oscillations constrained by sunspot area data
内容:太阳磁场活动除了具有11年的Schwabe周期外,还具有1.5- 4年的周期变化,即所谓的准两年振荡(QBO)。太阳发电机被认为是产生QBO的负责机制。目的:在这项工作中,我们分析太阳黑子面积调查的QBO信号的空间和时间行为,并研究负责的物理机制,使用模拟完全非线性平均场通量输运发电机。研究方法:我们研究了QBO的行为在太阳黑子面积数据在全磁盘,南北半球,使用小波和傅立叶分析。我们还运行了两种不同的方法来产生一个极向场从现有的环向场,巴布科克-莱顿和湍流$α$机制的太阳能发电机。然后,我们研究了模拟的磁场强度,以及纬向环流和差分旋转速率使用相同的方法。结果如下:从太阳黑子区的结果表明,QBO存在于整个磁盘和半球太阳黑子区,它们显示出略有不同的空间和时间行为,表明一个轻微的分离的太阳半球。QBO信号通常是间歇性的,与太阳黑子面积数据同步,在太阳活动最大时出现。BL发电机的结果表明,它们既不能产生太阳半球的轻微解耦行为,也不能产生类似QBO的信号。另一方面,湍流的$α$ -发电机产生了解耦的半球和一些类似QBO的短周期。结论:总之,我们的模拟表明,湍流$α$发电机与洛伦兹力似乎更有效地产生所观察到的时间和空间行为的QBO信号相比,从BL发电机。
2019-04-07 astro-ph.SR
Variation of sunspot groups' polarity separation during their evolution
本研究基于2000多个黑子群的大样本统计,分析了活动区演化过程中前导与后随部分极性分离距离的变化,发现该距离具有尺度依赖性且在衰减阶段表现出不同规模群体的差异变化。
2024-08-22 astro-ph.SR
Analysis of Short-term Solar Activity Variability and Estimating the Timings of the Next Enhanced Bursts
New Mexico State University(新墨西哥州立大学);High Altitude Observatory, NSF-NCAR(高海拔观测站,美国国家科学基金会-科罗拉多大学)
结合数值建模、统计预测和机器学习方法,提出混合预测策略,分析1878-2025年月平滑太阳黑子数,预测2024-2025年太阳活动增强爆发的时间与幅度。
2026-05-26 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
A Statistical Analysis of Solar Surface Indices Through the Solar Activity Cycles 21-23
利用太阳辐照度平台(Solar Irradiance Platform)和斯坦福数据中心(Stanford Data,SFO)、Kodaikanal数据中心(KKL)和美国国家地理数据中心(NGDC)的地面数据,分别建立了太阳总辐照度(TSI)、磁场、Ca II K通量、光斑和谱斑面积随太阳黑子/黑子群(SG)数量和类型的变化关系。我们应用时间序列分析来提取太阳活动周期(SAC)的下降阶段21,22和23以及SAC的上升阶段22和23的数据,并使用Python编程语言分析所选数据。我们的详细分析结果表明,有一个更强的太阳表面指数之间的相关性和变化的相对部分的小和大的SG。这一有点出乎意料的发现表明,尽管SAC 23中大SG的数量较多,但斑区域以较低的值减少,而Ca II K-通量没有大量减少,或者在某些年份与SAC 22相当,并且与C型和DEF型SG有关。因此,受大SG影响的光斑面积的增加引起TSI的小百分比降低,而斑面积的减小触发磁场通量的更大降低。因此,我们的研究结果揭示了SG分析与太阳表面指数的详细比较,以了解和预测SAC的未来趋势的潜力。
2016-09-01 astro-ph.SR
Unusual migration of the prominence activities in the southern hemisphere during Cycle 23--24
第23- 24周的太阳活动与以前用现代仪器观察到的太阳活动周期不同,例如周期持续时间长和太阳黑子数量少。为了进一步了解异常,我们调查了20多年来用野边山射电日像仪观测到的日珥爆发和消失。结果表明,北半球日珥活动的发生是正常的,其数量变化的周期为11年,日珥活动发生区的迁移是11年前的迁移。另一方面,南半球的迁移明显不同于北半球和以前的周期。尽管第23周的日珥活动处于后期衰变阶段,但在-50度纬度上仍有日珥活动,而在更高纬度地区(-65度以上),即使在第24周的太阳活动峰期附近,日珥活动的数量也很少。结果表明,全球磁场分布的异常开始于太阳活动极大期的第23周。对比日珥活动的蝶形图和磁蝶形图,发现日珥活动的“冲极”时间和极区磁场与异常迁移密切相关。由于日珥向极的运动是由黑子组成的,因此黑子的半球不对称性和极区磁场的强度对于理解日珥活动的异常是必不可少的。
2013-08-13 astro-ph.SR
Constraints on sunspot group lifetimes from far-side Sun-as-a-star helioseismology with BiSON
School of Physics and Astronomy, University of Birmingham(伯明翰大学物理与天文学院);Department of Astronomy, Yale University(耶鲁大学天文学系)
通过BiSON数据研究太阳黑子群寿命与活动强度的关系,发现活动寿命与最大群面积的线性关系,修正了传统Gnevyshev-Waldmeier规则的参数。
2026-01-05 astro-ph.SR