Bipolar region formation in stratified two-layer turbulence
这项工作提出了一个广泛的研究，以前发现的形成双极通量浓度在两层模型。我们解释的形成过程中的负有效磁压不稳定性（NEMPI），这是一个可能的机制来解释太阳黑子的起源。在我们的模拟中，我们使用笛卡尔域的等温分层气体，分为两层。在下层，湍流是被迫与横向非螺旋随机波，而在上层没有流诱导。始终在整个域中施加弱的均匀磁场。在这项研究中，我们改变分层通过改变重力加速度，磁雷诺数，施加的磁场的强度，和域的大小，以调查他们的形成过程的影响。双极磁结构的形成在很大的参数范围内发生。磁结构变得更强烈的分层，直到密度对比成为周围的$100$穿过湍流层。对于考虑的雷诺数，磁通量浓度产生在磁普朗特数在0.1和1之间。双极区域中的磁场随着较高的施加场强而增加，直到该场变得与湍流的均分场强相当。更大的水平范围使通量集中变得更强和更连贯。双极结构的大小与畴的大小无关。在双极区形成的情况下，我们发现大规模的磁场，这是一个磁流体不稳定性的指示指数增长。此外，通量浓度与强大的大规模向下和收敛流。这些发现意味着NEMPI是负责磁通量浓度。
2016-04-26 astro-ph.SR
Bipolar Magnetic Regions on the Sun: Global Analysis of the SOHO/MDI Data Set
太阳内部发电机产生的磁通量以双极磁区的形式出现。我们分析了SOHO/MDI仪器在1995-2011年获得的整套太阳磁图，并自动识别了160，079个双极磁区，这些磁区跨越了近四个数量级的尺度范围。它们的属性进行了统计分析，特别是相对于双极区的极性取向，包括它们的倾角分布。平均倾斜角（相对于E-W方向）的纬度变化（被称为乔伊定律）被发现紧密地遵循关系32.1*sin（纬度）[deg]。没有迹象表明，依赖于区域的大小，人们可能会期望，如果倾斜产生的科里奥利力在浮力上升的通量环从速跃层区域。所有区域中有百分之几的方向违反黑尔极性定律。我们展示的例子，从太阳活动周期的不同阶段，在那里定义明确的中等大小的两极地区，相反的极性方向并排发生在同一纬度带。这种方向相反的大双极区不可能是同一个环向通量系统的一部分，但不同的通量系统必须共存于同一个纬度带。这些例子是不相容的连贯的，地下的环形通量绳作为太阳黑子的来源的范例，而是表明，波动必须发挥重要作用，在所有尺度的湍流发电机。我们没有观察到尺度分离或全球和局部发电机之间的划分的支持，因为数据集中最小尺度也保留了一个非随机分量，该分量显著有助于N-S偶极矩的累积出现，导致旧的全球极向场被具有相反方向的新极向场取代。
2011-12-22 astro-ph.SR
Effects of Various Bipolar Approximations of Active Regions on Solar Surface Magnetic Field Simulations
School of Space and Earth Sciences, Beihang University（北京航空航天大学空间与地球科学学院）；Key Laboratory of Space Environment Monitoring and Information Processing of MIIT（工业和信息化部空间环境监测与信息处理重点实验室）
本文研究了不同双极近似方法对太阳表面磁场模拟的影响，发现对称双极区域近似会系统性高估太阳活动极小期轴向偶极子强度，而形态不对称双极区域近似则与极性大小比密切相关。
2026-04-05 astro-ph.SR
Observed Joys law of Bipolar Magnetic Region tilts at the emergence supports the thin flux tube model
Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University)（印度技术学院（贝拿勒斯印度教大学））；Southwest Research Institute（西南研究所）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；IISER Kolkata（加尔各答印度科学教育与研究所）
研究通过观测双极磁区域的初始倾斜支持薄磁通管模型，揭示科里奥利力驱动磁通管倾斜的机制。
2025-11-05 astro-ph.SR
Correcting the effect of magnetic tongues on the tilt angle of bipolar active regions
双极活动区（AR）的磁极性在其出现期间表现出视线磁图的拉长。这些伸长被称为磁舌，并且归因于形成AR的出现的磁通量-绳（FR）中的扭曲的存在。磁舌的存在会影响取决于其磁通量分布的任何AR特性的测量。AR倾斜角就是其中之一。我们的目标是开发一种方法来隔离和删除与舌头相关的流量，以确定AR倾斜角尽可能精确。作为第一种方法，我们使用了一个简单的FR出现模型。这使我们能够开发和测试我们的目标，基于一种方法来消除磁舌的影响。然后，利用从模型分析中获得的经验，我们将我们的方法应用于双极AR的光球观测，显示出清晰的磁舌。使用FR模型上开发的程序，我们可以减少超过60%的倾斜估计的偏差。接下来，我们用四个因其大磁舌而选择的双极AR的例子来说明该方法的性能。新方法有效地消除了偶极的虚假旋转。该校正基本上与方法输入参数无关，并且由于其大于所有估计的倾斜误差而显著。我们开发了一种方法，在双极AR出现期间隔离与FR芯相关的磁通量。这使我们能够尽可能精确地计算AR倾斜角度及其演变。我们认为，在确定AR倾斜角的研究中观察到的高分散性，大量计算它们的视线磁图可以部分地由于磁舌的存在，其存在是没有得到充分承认。
2019-12-30 astro-ph.SR
The relationship between bipolar magnetic regions and their sunspots
双极磁区与黑子的关系是太阳磁场的一个重要性质，但它并没有得到很好的约束。一个后果是，它是一个挑战的表面通量传输模型（SFTM）的基础上太阳黑子观测，以确定BMR出现的细节，他们需要作为输入，从这样的数据。我们的目标是建立新出现的BMR中的磁通量与封闭太阳黑子面积之间的关系。限制BMR磁通量的早期尝试受到以下事实的阻碍：目前没有关于新出现的BMR的磁和物理性质的适当数据库。我们利用了最近一项研究中报道的圆盘积分光斑和网络磁通量与太阳黑子总表面覆盖率之间关系的经验模型。该模型的结构是这样的，它使我们能够建立，从这些磁盘集成量，经验之间的关系磁通量和太阳黑子面积的个别新出现的BMR，规避缺乏任何适当的BMR数据库。将这里导出的BMR磁通量约束应用于已建立的SFTM，保留了其复制各种独立数据集的能力以及每个周期结束时的模型输出极场与下一周期的观测强度之间的相关性。SFTM的输出表明，光斑和网络磁通量随着太阳黑子磁通量的增加而以缓慢的速度上升，使得它似乎逐渐饱和，类似于早期的研究。光斑和网络通量与太阳黑子通量之比的活动依赖性与最近的研究结果是一致的：虽然太阳是以光斑为主的，但光斑和网络增亮与太阳黑子变暗似乎是密切平衡的。
2021-09-29 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
On Making Magnetic-Flux-Rope $Ω$ Loops for Solar Bipolar Magnetic Regions of All Sizes by Convection Cells
我们提出，磁通绳$Ω$环出现成为任何双极磁区（BMR）是由对流细胞的$Ω$环的大小从最初的水平磁场摄入通过细胞的底部。这个想法是基于（1）所有跨度（$\sim$ 1000 km到$\sim$ 200，000 km）的BMR的观测特性，（2）由置于单元底部的水平场的超颗粒尺寸对流单元产生BMR的众所周知的模拟，以及（3）众所周知的对流区模拟。从观测和模拟中，我们（1）推断最大对流单体吸收的场的强度（2）合理地解释了为什么观测到的最大BMR的跨度和通量是$^3$ 200，000 km和$\sim$ 10 $^{22}$ Mx，（3）提出巨单体如何也可能制造“失效的BMR”$Ω$环，这些环填充具有水平场的上部对流区，较小的对流单体由此制造它们大小的BMR $Ω$环，（4）提出为什么在太阳黑子周期的下降阶段观察到的太阳黑子倾向于违反半球螺旋度规则，和（5）支持先前提出的太阳黑子周期发电机过程的修正巴布科克方案。由于所提出的基于对流的启发式模型，使太阳黑子BMR $Ω$循环避免了在对流区底部的初始通量绳中具有$\sim$ 10 $^5$ G场，因此它是一个有吸引力的替代方案，以目前的磁浮力为基础的标准方案，并保证测试足够高的分辨率巨细胞磁对流模拟。
2020-09-29 astro-ph.SR
Numerical Simulation of a Fundamental Mechanism of Solar Eruption with Different Magnetic Flux Distributions
太阳爆发是日冕磁场能量的爆炸性释放，如太阳耀斑和日冕物质抛射。观测表明，火山喷发区的核心往往是一个剪切磁弧，即，一个单一的双极结构，特别是光球层的相应磁极性沿着强梯度极性反转线（PIL）延长。目前还不清楚是什么机制触发了在一个单一的双极领域的喷发，以及为什么一个强大的PIL是喷发生产力。最近，我们利用高精度的模拟，建立了一个基本的机制，太阳爆发的启动，双极场的准静态剪切运动驱动的光球可以形成一个内部的电流片，然后快速磁重联触发和驱动的爆发。在这里，我们研究的行为的基本机制与不同的光球磁通量分布，即，磁图，通过理论分析和数值模拟相结合。我们的研究表明，不同磁图的双极场，在连续剪切下，都表现出相似的从慢储存到快释放磁能的演化过程，符合基本机制，这表明了该机制的鲁棒性。我们进一步发现，PIL越强的磁图产生的爆发越大，其关键原因是PIL越强的剪切双极场可以获得更大的非势性，其内部电流片可以在更低的高度和更大的电流密度下形成，从而使得重联效率更高。这也提供了一个可行的触发机制，所观察到的喷发活动区与强PIL。
2021-11-09 astro-ph.SR
Modeling Magnetic Flux Emergence in Bipolar Active Regions
本研究针对太阳活动区磁通量绳浮现的参数估算问题，提出4种参数空间规模不同的时间方法，结合贝叶斯分析与半环面磁通量绳模型，改进了活动区倾斜角等磁参数的估算，助力理解磁通量绳形成与太阳磁循环。
2024-05-20 astro-ph.SR
A Catalog of Bipolar Active Regions Violating the Hale Polarity Law, 1989-2018
虽然没有极性相反的双极活动区（反黑尔区）的列表，但对这种活动区（带有深次光球过程的印记）的统计研究对于理解太阳周期机制很重要。我们研究了1989年1月1日至2018年12月31日的8606个AR，以检测抗Hale区域并编制目录。使用了太阳和日光层观测台（SOHO）和太阳动力学观测台（SDO）的数据，以及德布勒森太阳光数据，威尔逊山观测台目录和图纸，以及美国空军/美国国家海洋和大气管理局太阳区摘要。分析了与抗Hale区域识别相关的复杂、模棱两可的情况。两个基本的和四个额外的标准，以确定一个AR作为一个反黑尔地区制定。基本标准假设：i）AR的主要特征必须形成相反极性的双极，其中存在两个极性的太阳黑子/孔; ii）必须观察到相反极性之间的磁性连接。一个目录的抗黑尔地区（275 AR）的编译。星表包含：NOAA编号，太阳黑子最大总面积的日期，坐标，以及该日期的校正太阳黑子面积。倾斜和最复杂的实现威尔逊山磁类也提供。在所有研究的AR中，符合拟定标准的抗Hale基团的百分比约为3.0%，这接近于分别检查每种AR的作者的早期估计值：Hale和Nicholson（Ap.J. 62，270，1925）约为2.4%，Richardson（Ap.J. 107，78，1948）约为3.1%。在以后的研究中，反Hale百分比的增加可能与：i）增加仪器的灵敏度（考虑越来越小的双极）; ii）反Hale区域识别…
2020-10-27 astro-ph.SR
Evidence of Twisted flux-tube Emergence in Active Regions
在双极活动区（AR）的出现阶段观察到延长的磁极性。这些扩展的功能，称为磁舌，被解释为在形成AR的环形磁通管中的磁通量的方位角分量的结果。我们开发了一种新的系统和用户独立的方法来识别AR舌头。我们的方法是基于确定和分析的AR主极性反转线（PIL）的演变。通过测量PIL方向和与AR主双极轴正交的方向之间的锐角[ tau]来量化舌片的影响。我们应用一个简单的模型来模拟双极AR的出现。该模型使我们能够解释磁舌对表征AR的参数（例如，PIL倾角和倾斜角及其演变）的影响。在这个理想化的运动涌现模型中，τ是扭曲度的单调递增函数，并且与磁螺旋度具有相同的符号。我们系统地将我们的程序应用于一组双极AR，观察出现在视线磁图超过八年。对于大多数研究的情况下，舌头只有一个小的影响AR倾斜角，因为舌头有一个更低的磁通量比更集中的主极性。从观测到的演化的τ，校正的倾斜角的时间演变和AR完全出现时，其最终值，我们估计的平均数量的匝数在subphotospherically新兴的通量绳。除一个外，41个观测到的AR值均低于1。这表明亚光球层的磁通绳通常具有较低的扭曲量，即高度扭曲的磁通管是罕见的。我们的研究结果表明，PIL的演变是一个强大的指标存在的舌头和限制的数额扭曲新兴磁通管
2015-05-07 astro-ph.SR
Inflows towards Bipolar Magnetic Active Regions and Their Nonlinear Impact on a Three-Dimensional Babcock-Leighton Solar Dynamo Model
本文扩展三维 STABLE 太阳发电机模型，纳入随表面磁场变化的 BMR 入流，证明其可通过局地磁通量抵消抑制极向场积累并使发电机饱和，首次实现仅由 BMR 入流调控磁周期振幅与周期的三维解。
2023-10-01 astro-ph.SR
Simulating the Coronal Evolution of Bipolar Active Regions to Investigate the Formation of Flux Ropes
利用Mackay等人的随时间变化的非线性无力场方法，模拟了20个双极活动区（AR）从出现到衰减的日冕磁场演化过程。使用一个包含每个AR整个演化过程的清洁光球视线磁图时间序列来驱动模拟。通过人工观测，对每个AR进行了模拟日冕磁场与太阳动力学天文台（SDO）/大气成像组件（AIA）获得的171和193 A观测值的比较。结果表明，它是可能的再现的主要日冕特征的演变，如小型和大型日冕环，细丝和剪切结构的80%的AR。改变边界和初始条件，加上欧姆扩散、超扩散和光球层水平磁场注入等物理效应，将观测结果与模拟日冕演化之间的匹配提高了20%。模拟能够再现与AR相关的50%的观测到的喷发的积聚。发现观测中发生的喷发与模拟中喷发开始时间之间的平均无符号时间差为~5小时。模拟特别成功地捕捉到了所有四次喷发的积累，这些喷发起源于AR的内部极性反转线。该技术在再现起源于AR和大规模日冕结构外围的爆发时不太成功。对于这些情况下，全球，而不是本地，非线性无力场模型必须使用。虽然该技术已经取得了一定的成功，但快速连续发生的喷发很难通过这种方法重现，模型的未来迭代需要解决这个问题。
2020-12-14 astro-ph.SR
The treatment of magnetic buoyancy in flux transport dynamo models
通量输运发电机模型的一个重要组成部分是由于磁浮力通过对流区产生双极黑子的环形磁场的上升，然后由于Babcock-Leighton机制从这些双极黑子产生极向磁场。多年来，两种处理磁浮力的方法，局部方法和非局部方法已被不同的小组广泛使用，在构建的二维运动学模型的通量输运发电机。我们回顾这两种方法，并得出结论，他们都不是完全令人满意的，大概是因为磁浮力是一个固有的三维过程。我们还指出，到目前为止，我们还没有正确的理解为什么太阳黑子的出现只限于相当低的纬度。
2015-11-12 astro-ph.SR
Influence of photospheric magnetic conditions on the catastrophic behaviors of flux ropes in active regions
由于目前常规观测只能观测到光球层的磁环境，因此了解光球层磁环境对太阳爆发活动的影响具有重要意义。以往关于灾变的研究表明，在部分开放的双极场中由磁绳组成的磁系统会发生灾变，但在相同的光球条件下，如果双极场完全封闭，则不会发生灾变。为了研究光球磁场条件对该系统灾变行为的影响，我们扩展了笛卡尔坐标系下的2.5维理想磁流体动力学（MHD）模型，模拟了不同光球通量分布下系统平衡态的演化.我们的模拟结果表明，只有当光球通量不集中太多的极性反转线和双极场的源区不太弱，突变发生，否则没有突变发生。因此，在某些光球条件下，灾难可能发生在完全封闭的配置，而它停止存在于部分开放的配置。这表明背景场是完全封闭的还是部分开放的并不是磁绳系统灾变存在的唯一必要条件，光球条件对磁绳系统的灾变行为也起着至关重要的作用。
2017-01-06 astro-ph.SR
Block-induced complex structures building the flare-productive solar active region 12673
太阳活动区（AR）12673在2017年9月穿过可见太阳圆盘期间产生了4个X级，27个M级和许多低级耀斑。我们的研究是为了回答为什么这个AR如此产生耀斑，以及过去十年中最大的X9.3耀斑是如何发生的。我们发现，在最初的几天里，有一个太阳黑子，然后在它附近相继出现了两个双极区。由于先存黑子的存在，双极运动被阻挡，而先存黑子维持其准圆形本影，只是部分半影消失。因此，双极贴片明显扭曲，相反的极性形成两个半圆形结构。在此之后，两个序列的新的双极区出现在狭窄的半圆形带内，双极斑块沿弯曲的通道分离。新的双极子与原有的双极子发生剪切和相互作用，形成了一个复杂的拓扑系统，并在此过程中发生了多次耀斑。在高剪切区，积累了大量的自由能。9月6日，在极性反转线附近的一个负斑块开始快速旋转并与周围的正磁场发生剪切，从而爆发了X9.3级耀斑。我们的研究结果表明，块诱导的复杂结构建立了耀斑生产的AR和X9.3耀斑是由爆发的暗条，由于扭结不稳定性触发。为了更好地说明这一过程，块诱发喷发模型首次提出。
2017-10-18 astro-ph.SR
Pivot of the Emerging Bipolar Magnetic Region in the Birth of Sigmoidal Solar Active Regions
研究追踪42个S形太阳活动区，发现双极磁区浮现时的枢转方向与S/Z形及磁扭绞手性一致，平均枢转约35°，可推断Ω环磁通量绳顶部的扭绞俯仰角。
2025-07-26 astro-ph.SR
Expansion of magnetic flux concentrations: a comparison of Hinode SOT d ata and models
背景：网络磁场随高度的扩展是磁通管模型的一个基本属性。需要快速膨胀以形成磁性天篷。目的：我们观察到的磁网络元素的膨胀特性的特点，并将它们与薄通量管和片近似，以及磁对流模拟。研究方法：我们使用来自Hinode SOT NFI NaD 1通道和分光偏振仪的数据来研究圆偏振中所见的磁通量浓度随太阳盘面位置的变化。我们比较了观测与合成观测模型的基础上薄通量管近似和磁对流模拟两个不同的上边界条件的磁场（潜在的和垂直的）。结果如下：观测到的圆极化信号的磁通量浓度的变化从单极在磁盘中心的双极附近的边缘，这意味着一个扩大的磁场。所观察到的膨胀同意来自薄通量片和管近似的膨胀性能。磁对流模拟与位场作为上边界条件的磁场也产生双极功能附近的肢体，而模拟与垂直场边界条件没有。结论：在高分辨率的日出观测中看到的近翼表观双极磁特征可以用一个简单的通量片或管模型来解释。这进一步支持了这样一种观点，即尺寸变化很大的磁性特征具有相似的相对膨胀率。这里提出的数值模拟是不太有用的解释膨胀，因为我们感兴趣的诊断是强烈的影响，在纯粹的光球模拟的磁场的上边界条件的选择。
2010-05-19 astro-ph.SR
Forward modelling of brightness variations in Sun-like stars I. Emergence and surface transport of magnetic flux
随着自转速率的增加，恒星黑子的纬向分布偏离了太阳模式。磁通量的出现和传输的数值模拟可以帮助模拟观测到的恒星活动模式和相关的亮度变化。我们建立了类太阳恒星的磁通出现和输运过程的复合模型，模拟了不同磁活动水平和自转速率下恒星亮度的变化。假设对流区底部的磁通量分布遵循太阳尺度关系，我们使用细通量管模拟计算了不同旋转速率下表面双极区的出现纬度和倾斜角。将这两个量作为输入到表面通量输运SFT模型中，我们模拟了恒星表面径向场的扩散-平流演化，包括活动区域嵌套的影响。随着自转速率的增加，（1）磁通量出现在高纬度地区，赤道附近出现一个不活跃的磁隙，其半宽度达到$8Ω_\odot$的$20^\circ$。（2）新出现的双极区的倾角随纬度变化更大。极斑可以通过来自衰减的双极区域的后续极性通量的积累在$8Ω_\odot$形成。从$4Ω_\odot$到$8Ω_\odot$，最大光斑覆盖率分别从3%变化到20%，而太阳模型的最大光斑覆盖率为0.4%。活动的嵌套可以导致强烈的非轴对称光斑分布。在以$8Ω_\odot$（$P_{\rm rot}\simeq 3$天）旋转的类太阳恒星上，由于较高的通量出现率和倾斜角，可以形成极斑。定义点的阈值场强产生的全球现货覆盖率大致与恒星观测一致。
2018-10-23 astro-ph.SR
Three dimensional non-linear evolution of a magnetic flux tube in a spherical shell: Influence of turbulent convection and associated mean flows
本文首次对旋转湍流对流区中磁通量管的非线性动力学演化进行了球形几何的三维磁流体动力学研究。我们研究了从模拟的对流区的底部上升到我们的计算域的顶部，形成双极补丁的磁性环形磁通绳的数字上升。我们比较的动力学行为的通量管在一个完全对流的壳具有自洽产生的平均流量，如对流环流和差分旋转，在一个安静的等熵区进行参考计算。我们发现，两个参数的影响，在其上升通过对流区的管：初始场强和扭曲量，从而证实了以前的研究结果在笛卡尔几何。此外，当管相对于均分场足够强时，它几乎与初始纬度（低或高）无关地径向上升。相比之下，较弱的领域的情况下，下降流和上升流控制上升速度的特定区域的绳子，原则上可以有利于通过欧米茄环结构的磁通量的出现。对于后者的情况下，我们专注于双极补丁的方向，并发现，足够的拱形结构能够创建一个主要的东西方向的双极区域。子午流似乎决定了磁绳的轨迹时，磁场强度已显着降低附近的域的顶部。最后，差异旋转使得在低纬度引入的管更难以到达域的顶部。
2009-07-13 astro-ph.SR
The origin and early evolution of a bipolar magnetic region in the solar photosphere
在相对较弱的太阳全球磁场控制下，寻找强的局部磁场双极位形的形成机制是太阳活动物理的一个关键问题。这项研究的目的是区分是否磁场或流体运动在这个过程中发挥了主要的，积极的作用。根据2016年5月20- 25日的SDO/HMI观测，研究了活动区12548的起源和早期发展阶段。全矢量磁场和速度场进行了并行分析。的领导和尾随磁极性被发现增长不对称的幅度，磁通量，以及这些量的时间变化。前极性磁性元件起源于分布式后极性场背景下的紧凑特征，具有已经存在的后极性磁性元件。在两个磁极之间没有检测到强水平磁场的迹象。在这个双极磁区（BMR）的起源之前，它们未来的位置之间没有主要的上升流;相反，上升流和下降流是混合的，有一些下降流的流行。任何迹象表明，一个大规模的水平发散流从该地区的BMR发展是失踪，相反，一个正常的supergranulation和mesogranulation模式被保存。这种早期BMR演化的情景与基于强磁场通量管的上升$Ω$形环的模型的预期强烈矛盾，并且磁场放大和结构化的\emph{in situ}机制应该在这种情况下起作用。
2018-12-24 astro-ph.SR
Variabilities in the polar field and solar cycle due to irregular properties of Bipolar Magnetic Regions
本文利用STABLE在SFT与发电机模式下模拟BMR属性不规则性，发现倾角围绕Joy定律的离散是太阳活动周变化主因，磁通量影响显著，而纬度和浮现延迟分布影响很小。
2024-04-16 astro-ph.SR
Statistical properties of the Bipolar Magnetic Regions
利用太阳和日光层天文台（SOHO）上的迈克尔逊多普勒成像仪（MDI）观测数据，提出了一种自动识别活动区双极磁区（BMR）的计算方法，并研究了BMR的统计特性。从绝对强度大于55 G、面积大于250像素^2（495 Mm^2）的区域中确定BMR的单个磁极（正磁极或负磁极），而BMR则被确定为一对正负极之间具有最短面积权重距离的磁极。基于该方法，从1909年（1996年5月6日）和2104年（2010年12月10日）卡林顿旋转之间的MDI天气磁图中识别出2234个BMR。其中1005个位于北半球，1229个位于南半球。纬度、分离度、碎片和强度）与活动区（AR）相似。此外，基于极大似然估计（MLE）方法，这些BMR发生的频率分布作为面积大小和磁通量的函数表现出幂律行为。我们还发现，它们的方位角遵循海尔的极性定律，并略有偏离太阳赤道方向。与以前的研究结果相一致，我们得到了第23太阳活动周期间正常BMR的方位角对纬度的依赖关系。这里还检测到这些BMR的南北不对称性。
2016-12-08 astro-ph.SR
Magnetic field dependence of bipolar magnetic region tilts on the Sun: Indication of tilt quenching
Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University)（印度理工学院（贝拿勒斯印度教大学））；Center of Excellence in Space Sciences India, IISER Kolkata（印度空间科学卓越中心，加尔各答印度科学与教育研究所）；Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences（阿亚巴塔观测科学研究所以）
研究太阳双极磁场区域倾斜与磁场强度的关系，发现磁场增强时倾斜斜率减小，暗示Babcock-Leighton过程中的非线性倾斜淬灭。
2019-12-31 astro-ph.SR
The Properties of the Tilts of Bipolar Solar Regions
我们调查的各种性质与孤立的磁偶极子在太阳表面采取的磁图倾斜。我们发现，双极可以分为两组具有相反的符号倾斜，并揭示了类似的性质，关于双极面积，通量和双极矩。对这些物理量的详细比较表明，两种类型的两极之间的分界点对应于太阳半球（MHS）的约300百万分之一的两极面积。小双极的时纬分布与大双极的时纬分布有很大不同。从发电机理论的角度来看，这种行为可能表明，大小两极跟踪太阳磁场的不同分量。另一种可能的观点是，小和大的双极倾斜数据的差异与光谱螺旋度分离有关，这导致小和大的双极倾斜相反。我们注意到，现有的数据并没有提供令人信服的理由来倾向于任何一种解释。
2014-10-18 astro-ph.SR
Magnetic Flux Cancellation in Ellerman Bombs
埃勒曼炸弹（EB）经常被发现与双极光球磁场共空间。我们使用H $α$成像光谱仪以及瑞典1米太阳望远镜（SST）的Fe I 6302.5分光偏振仪，结合太阳动力学天文台（SDO）的数据来研究EB和EB位置的局部磁场的演变。通过EB检测和跟踪算法找到EB。我们发现，使用NICOLE反演的光谱偏振数据，平均（3.43 $\pm$ 0.49）× 10 $^{24}$尔格的存储的磁能消失的双极区在EB燃烧。反演结果还表明，通量抵消率为10 $^{14}$ - 10 $^{15}$ Mx s $^{-1}$，在探测足点处温度提高了200 K。我们调查近同时耀斑的EB由于同时间通量出现从太阳黑子，这表明在横向速度下降时，与现有的，固定的区域相反极性的磁通量和EB的形成相互作用。我们还表明，这些EB可以得到进一步的燃料，额外的，更快的移动，负磁通量地区。
2016-03-23 astro-ph.SR
Distribution of Magnetic Shear Angle in an Emerging Flux Region
利用高分辨率的Hinode/SOT SP观测资料，研究了新兴通量区的磁剪切分布。活动区上的平均磁剪切角分布在磁通出现区附近显示出较大的值，在现有双极区的中间，并且随着接近有源区的外围而减小。
2010-10-04 astro-ph.SR
Solar Anti-Hale Bipolar Magnetic Regions: A Distinct Population with Systematic Properties
除了它们与长期和短期磁变的因果关系外，太阳双极磁区是我们了解太阳内部大尺度环形磁结构的位置、大小和性质的主要来源。这些地区中的绝大多数（约95%）遵循系统的东西极性方向（黑尔定律），在相反的半球和偶数和奇数周期中反转。这些区域也呈现出系统的南北极性方向（乔伊定律），有助于建立极向场，为新的周期播下种子。黑尔定律是罕见的，很难研究，因为它们的数量很少。在这里，我们提出了一个统计分析的倾斜（倾斜）相对于赤道的海尔与反海尔地区跨越四个太阳周期，考虑到两个互补的倾斜在以前的研究中采用的定义。我们的研究结果表明，反黑尔地区属于一个单独的人口比黑尔地区，这表明一个不同的起源机制。然而，我们发现，反海尔区倾斜呈现出类似的系统倾斜属性和相似的纬度分布海尔区，这意味着两者之间有很强的联系。我们认为这是它们属于一个共同的环形磁通系统的证据。我们推测，反Hale区起源于极向贡献很强的Hale区出现后，极向场被就地剪切和加强。因此，它们并不与太阳内部大部分相干的环形通量系统的想法相矛盾。
2022-03-22 astro-ph.SR
A 3D kinematic Babcock Leighton solar dynamo model sustained by dynamic magnetic buoyancy and flux transport processes
等离子体流和磁场之间的磁流体动力学相互作用是11年太阳黑子周期的起源和维持的基础。这些过程本质上是三维的。我们的目标是构建一个三维太阳发电机模型，一方面捕捉浮力出现倾斜的双极太阳黑子对，另一方面产生周期性的大规模场逆转介导的表面通量传输过程-即巴布科克-莱顿机制。我们进行运动学发电机模拟，其中规定的速度场是一个组合的太阳像差旋转和对流环流，以及参数化的湍流扩散。我们使用一种新的方法，通过磁场强度依赖的三维螺旋上升流，导致形成倾斜的双极太阳黑子的磁浮力建模。在我们的模拟中产生的双极点通过Babcock-Leighton机制参与极线场产生的过程，导致自持和周期性的大规模磁场反转。我们的参数空间的研究不同的振幅的对流区的扩散率，和参数的磁浮力机制的效率，揭示了它们的相对作用，在确定太阳黑子周期的属性，如振幅，周期，和动态记忆相关的太阳周期预测。我们还得到了一个新的发电机数的巴布科克-莱顿太阳发电机机制，合理地捕捉我们的模型动态。这项研究阐明了太阳对流区不同通量传输过程在确定太阳黑子周期的性质和物理过程中的相对作用，并可能导致现实的，数据驱动的3D发电机模型，用于太阳活动预测和探索恒星磁性和其他恒星中的恒星黑子形成。
2019-01-14 astro-ph.SR
Relationship between photospheric currents and coronal magnetic helicity for force-free bipolar fields
日冕磁螺旋度的起源和演化至今还没有很好的认识。例如，活动区的磁螺旋度通常约为$10^{42}$ Mx $^2$（$10^{26}$ Wb $^{2}$），但据认为注入日冕的观测过程还没有提供对所产生的磁螺旋度预算或时间演变的准确估计。磁螺旋度的变化对于理解耀斑、日冕物质抛射及其相关的磁云的物理性质是很重要的。为了阐明这一主题，我们在这里调查的变化，由于电流在日冕中的一个单一的扭曲的磁通量管，可以模拟特征的日冕结构，如活动区灯丝，S形，或日冕环。对于双极光球磁场和几种电流分布，我们将日冕场外推为非线性无力场。然后，我们计算了相对磁螺旋度，以及自我和相互螺旋度。从具有中等电流量的磁配置开始，当最大电流强度增加2倍时，磁螺旋度的量可以增加2个数量级。磁螺旋度对电流密度的高灵敏度可以部分解释光球层、日冕和磁云中测量值之间的差异。我们的结论是，磁螺旋度强烈地依赖于电流密度的强度和它的分布。只有改进光球层电流密度的测量，才能增进我们对太阳大气中磁螺旋度含量的了解。
2009-03-16 astro-ph.SR
Modelling stellar activity cycles using deep-seated dynamos and surface flux transport
我们研究了具有外对流区的恒星中基于速斜的发电机和表面通量输运机制之间的关系。使用我们的通量产生和传输的组合模型，我们证明了磁通量浮力上升的重要性，它在物理上决定了双极磁性区域的出现纬度和倾斜角。发电机强度，磁通量上升，和表面运输的综合影响，导致各种循环和非循环的总无符号表面磁通量的时间序列。
2012-11-06 astro-ph.SR
Surface flux transport simulations: Effect of inflows toward active regions and random velocities on the evolution of the Sun's large-scale magnetic field
目的：我们的目标是确定的效果收敛流的双极磁区（BMR）的演变，并调查这些流入的极向磁通量的产生中的作用。我们还讨论了是否通量分散由于湍流可以被描述为一个扩散过程。方法：我们开发了一个简单的表面通量输运模型的基础上点状磁浓度。我们跟踪的倾斜角，磁通量和轴向偶极矩的BMR在模拟和没有流入，并比较结果。为了测试扩散近似，模拟随机游走分散的磁性功能进行了比较，对扩散处理的预测。结果：我们证实了扩散近似描述大尺度通量扩散的有效性。我们发现，流入增强磁通抵消，但在同一时间影响的纬度分离的两极的双极区。在大多数情况下，纬向分离受到流入的限制，导致BMR轴向偶极矩的减小。然而，当初始倾斜角的BMR是小的，流入产生的纬向分离的增加，导致轴向偶极矩的增加，尽管增强通量破坏。即使当BMR最初平行于赤道对准时，这也会引起BMR的倾斜。
2015-12-14 astro-ph.SR
Bipolar magnetic spots from dynamos in stratified spherical shell turbulence
Mitra等人（2014年）的最新研究表明，在具有螺旋度的强分层强制双层湍流中，下层具有相应的大尺度发电机作用，上层出现磁场，其形式为边界清晰的双极磁点。在这里，我们将这个模型扩展到球楔几何，覆盖北半球高达75°纬度和180°的方位角范围。动力螺旋度和大尺度磁场在低纬度最强。对于中等强度的层结，形成几个两极点，最终填满整个纵向范围。在早期，斑点的极性反映了下面的方位场的方向，正如Ω形通量环所预期的那样。在后期，它们的倾斜变化，使得在相隔约10°的不同纬度处存在相反方向的径向场。我们的模型表明，自发形成的斑点的大小远远大于压力标度的高度。他们倾向于产生接近统一的填充因子被认为是让人想起高度活跃的恒星。我们证实，强烈的分层和强烈的尺度分离是必不可少的成分背后的磁点形成，这似乎是与在较大的深度下降流。
2015-06-02 astro-ph.SR
Production of sunspots and their effects on the corona and solar wind: Insights from a new 3D flux-transport dynamo model
我们提出了一个三维数值模型的产生和演变的磁场在太阳对流区，太阳黑子的产生和贡献的大尺度磁场的周期性逆转。然后，我们评估了这种发电场对日冕和太阳风结构的影响。该模型求解感应方程，其中速度场是规定的。这个速度场是类太阳的差异自转和纬向环流的组合。我们开发了一种算法，使内部产生的磁通量被强制运输到表面，以产生双极点。我们发现那些倾斜的双极磁性区域包含足够量的通量来周期性地逆转极磁场并维持发电机作用。然后，我们跟踪这些磁功能在表面的演变过程中的几个连续的磁周期和分析其影响的拓扑结构的日冕和太阳风的属性（分布的流光和日冕洞，慢和快的风流）与当前的太阳观测。
2018-01-29 astro-ph.SR
Algebraic quantification of an active region's contribution to the solar cycle
周期最小值的太阳偶极矩被认为是下一个周期振幅的最成功的前兆。表面通量输运（SFT）模式的数值模拟被广泛用于有效地预测周期极小值时的偶极矩。最近提出了一种代数方法来快速预测活动区（AR）对轴向偶极矩在周期最小值的贡献，而不是SFT模拟。然而，该方法假设AR的双极磁性区域（BMR）配置。实际上，大多数AR在相反极性的配置中是不对称的，或者具有更复杂的配置。这样的AR的演变显着不同的BMR近似。我们提出了一种广义代数方法来描述的轴向偶极子的贡献与任意配置的AR，并评估其有效性相比，基于BMR的方法。我们采用数学推导得到的一般方法。我们比较的结果与SFT模拟观察到的AR，人工创建的BMR，AR与更复杂的配置的广义方法。我们还比较了结果与基于BMR的方法。广义方法与SFT模型等价，并精确地预测了AR对偶极矩的贡献。该方法具有更高的计算效率比SFT模拟。虽然基于BMR的方法具有与广义方法相似的计算效率，但它仅对对称双极AR准确。基于BMR的方法系统地高估了非对称双极AR的偶极子贡献，并随机地错误计算了更复杂AR的贡献。广义方法提供了一个快速和精确的量化的AR的贡献，太阳周期的演变，这铺平了道路的应用到基于物理的太阳周期预测。
2021-04-25 astro-ph.SR
Magnetic fluxes of solar active regions of different magneto-morphological classes: I. Cyclic variations
利用1996年5月12日至2021年12月27日期间观测到的3046个太阳活动区的资料，研究了不同复杂度的太阳活动区的磁通量随太阳活动周的变化规律.利用了太阳和日光层观测台上的迈克尔逊多普勒成像仪和太阳动力学观测台上的日震和磁成像仪的磁图。每种AR被分类为规则双极AR（A1或A2类），或不规则双极AR（B1类），或多极AR（B2或B3类）。单极AR被分为特定的U类。我们发现了以下结果。不同类别的AR的无符号磁通量随周期同步演化，磁通量曲线之间的相关系数在0.70 - 0.99之间变化。最深的太阳极小期是同时观察到的所有类。在最深的最小值期间仅观察到最简单的AR：A1和B1级AR。周期的整体形状由规则的AR决定，而太阳活动极大期的精细结构则由最复杂的不规则AR决定。在太阳活动极大期，A类和B类AR贡献了大约相等的通量（占总通量的45 $-$-50%）。因此，观测使我们能够得出结论，具有10 $^{21}$ Mx以上磁通量的AR的出现是由太阳发电机引起的，该发电机作为一个独特的过程运行，显示具有循环行为和不可避免的波动的非线性动力耗散系统的特性。
2022-12-14 astro-ph.SR
Effects of Emerging Bipolar Magnetic Regions in Mean-field Dynamo Model of Solar Cycles 23 and 24
本研究使用包含BMR形成演化的非线性平均场发电机模型模拟太阳活动周23和24，发现BMR影响发电机过程和活动周强度，但仅其效应无法解释第24周偏弱，该现象可能源于第23周衰减期对流区湍流螺旋度下降。
2022-12-23 astro-ph.SR
Toroidal Magnetic Flux Budget in Mean-Field Dynamo Model of Solar Cycles 23 and 24
本研究针对第23和24太阳周的三维平均场发电机模型，分析其轴对称部分的环向磁通量收支，揭示了各因素对环向场产生的贡献及三维模型相对二维模型的通量产生速率差异。
2023-11-08 astro-ph.SR
Numerical Simulations of the Evolution of Solar Active Regions: the Complex AR12565 and AR12567
我们进行了两个封闭的活动区（AR）的磁流体动力学（MHD）的数值模拟。输入的磁场值是根据光球磁场的观测结果外推计算的日冕磁场。所研究的活动区NOAA AR12565和AR12567被登记为不同的双极区。我们的研究，三维日冕外推，以及数值MHD实验，揭示了实际上，他们一起演变为一个四极活动区。第二个区域后来出现在AR 12565的环系统下，并与此分离。其间形成的自然电流片对爆发性事件（耀斑和日冕物质抛射）的发生起着重要作用。
2017-03-18 astro-ph.SR
Emergence of magnetic flux generated in a solar convective dynamo. I: Formation of Sunspots and Active regions, and Origin of Their Asymmetries
我们提出了一个现实的太阳黑子和活动区形成的基础上出现的太阳对流发电机产生的通量束的数值模型。为此，我们使用的磁场和速度场在太阳对流发电机模拟的顶部边界附近的水平层，以驱动现实的辐射磁流体动力学模拟的对流区的最上层。主要结果如下：（1）出射的通量束以对流上升流的平均速度上升，并分裂成小尺度的磁性元素，这些磁性元素进一步上升到光球层，在光球层中，通过小尺度磁性元素的合并形成双极黑子对。(2)丝状半影结构在太阳黑子通过持续的通量出现而仍在增长时形成。与经典的Evershed效应相反，在半影区的大部分区域内，流入流似乎占上风。(3)一个形成良好的太阳黑子是一个大部分是单一的磁性结构，它被锚定在一个持久的深层次下沉通道中。点外的流场显示出一个巨大的涡环，包括15 Mm深度以下的流入和15 Mm深度以上的流出。(4)太阳黑子成功地再现了观测到的太阳活动区的基本特性，包括具有更强场强的更连贯的领先黑子，以及双极太阳黑子对的正确倾斜。这些不对称性可以链接到的内在不对称性的磁场和流场适应对流发电机模拟。
2017-08-16 astro-ph.SR
Time variations of H2O and SiO masers in the proto-Planeatry Nebula OH231.8+4.2
在2009-2015年期间，使用韩国VLBI网络的21米天线同时监测了双极原行星状星云OH 231.8 +4.2中的H2O（22 GHz）和SiO脉泽（43，86，129 GHz）。这两个物种表现出周期性的通量变化，与中央恒星的光学光变曲线，相位延迟高达0.15的脉泽通量变化相对于光学光变曲线。SiOv = 2、J = 1-0和H_2O脉泽的通量密度随时间减小，暗示它们可能在1 - 0 -20年内消失。然而，在2010年左右似乎有一个短暂的强烈H2O脉泽发射事件。我们还发现了这些脉泽的速度剖面中的系统行为。H2O脉泽成分的速度似乎是非常恒定的，这表明该星云中双极外流的弹道运动。另一方面，那些的SiO脉泽团块显示出系统的径向加速度的单个团块，收敛到流出速度的H2O脉泽团块。测量了探测到的谱线的零功率全宽，估算了H_2O脉泽和SiO热谱线追踪的致密双极外流的膨胀速度，并讨论了SiO脉泽区向赤道方向膨胀的可能性。我们所有的分析都支持OH231.8的中心宿主星接近AGB阶段的尖端，并且由于早期的后AGB演化，质量损失率最近开始下降。
2019-07-03 astro-ph.SR
Intense bipolar structures from stratified helical dynamos
我们进行直接数值模拟的磁流体动力学方程与外部随机强迫和重力的存在。该域被分为两个部分：一个较低的层，其中的强迫是螺旋和上层的螺旋度的强迫是零之间的平滑过渡。在早期，一个大规模的螺旋发电机在底层发展。在稍后的时间，发电机饱和，但垂直磁场继续发展和上升，形成动态双极结构的顶部，后来消失和重新出现。有些结构看起来与太阳上观测到的$δ$斑点相似。这是磁通量集中的第一个例子，由于强密度分层，从自洽发电机模拟，产生双极，超均分强度，磁结构，其能量密度可以超过湍流动能，甚至十倍。
2014-10-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Magnetic flux supplement to coronal bright points
日冕亮点（BPs）与磁双极特征（MBF）和磁抵消有关。在这里，我们研究如何BP相关的MBFs的形式和随之而来的磁抵消发生。我们分析了日震和磁成像仪的纵向磁图，以研究70个BPs的光球磁通量演化。从大气成像组件（AIA）的193 A通带中拍摄的图像中，我们确定了BP的寿命从2.7到58.8小时不等。研究发现，BP-MBF的形成涉及三个过程，即磁通量的出现、会聚和局部合并。MBF的形成可以涉及这些过程中的一个以上。在70例中，流量出现是52个BP的MBF建立的主要过程，28例主要是会聚，14例与局部合并有关。对于由双极出现形成的MBF，通量出现与BP出现之间的时间差在0.1至3.2小时之间变化，平均为1.3小时。虽然在所有70个BPs中都发现了磁抵消，但它可以以三种不同的方式发生：（I）在MBF和小的弱磁性特征之间（33个BPs）;（II）在MBF内，两个极性从很大的距离朝向彼此移动（34个BPs）;（III）在MBF内，两个主极性同时出现在同一个地方（3个BPs）。虽然MBF建立了一个BP的骨架，我们发现，负责BP加热的磁活动可能涉及小弱场。
2015-11-30 astro-ph.SR
Algebraic Quantification of the Contribution of Active Regions to the Sun's Dipole Moment: Applications to Century-scale Polar Field Estimates and Solar Cycle Forecasting
本研究利用百年太阳观测数据验证了代数量化方法估算太阳活动极小期偶极矩的有效性，佐证了Babcock-Leighton机制的核心作用，并基于该方法预测第25太阳活动周为中等偏弱周期。
2024-05-07 astro-ph.SR
Super-Flaring Active Region 12673 Has One of the Fastest Magnetic Flux Emergence Ever Observed
AR 12673的通量出现率大于我们所知道的文献中报告的任何值。
2017-11-20 astro-ph.SR
Acoustic oscillations in the field-free, gravitationally stratified Acoustic oscillations in the field-free, gravitationally stratified cavities under solar bipolar magnetic canopies
主要目标是研究太阳大气层中位于小尺度圆柱形磁盖下的重力分层、无场空腔的动力学，以响应低洼区域的爆炸事件（由于颗粒化、小尺度磁重联等）。在柱坐标系下，导出了二维等温密度扰动的Klein-Gordon方程。该方程首先通过标准简正模分析求解，以获得腔的自由振荡谱。然后，方程求解的情况下，脉冲强迫相关联的压力脉冲中指定的低洼地区。简正模分析表明，整个圆柱形腔的颗粒尺寸往往振荡的频率为5 - 8兆赫，也与大气截止频率。此外，在对流区中激发的压力脉冲的通过在空腔中建立以相同截止频率振荡的尾流。尾流振荡可以与自由振荡模式共振，这导致观察到的振荡功率增强。这些空腔的共振振荡解释了在磁网络核心和有源区附近观察到的功率晕。
2009-05-14 astro-ph.SR
Triggering an eruptive flare by emerging flux in a solar active-region complex
2012年7月1日，在太阳活动区NOAA 11514和11515之间发生了一次耀斑和快速日冕物质抛射，这是对尾随区11515的领先黑子前方出现的通量的响应。通过分析光球磁通量和日冕结构的演化，我们发现光球磁通量的出现是通过与上覆磁通量的非标准相互作用触发爆发的。新的通量既没有相反的方向，也没有一个位置附近的极性反转线，这是有利的强烈重联下出现的拱廊通量。此外，其助焊剂含量仍然显著小于拱廊的助焊剂含量（约40%）。然而，一个植根于尾随的活动区的环路系统部分地在活动区之间的拱廊下运行，经过通量出现的地点。与新兴通量的重新连接，导致一系列喷流排放到环路系统中，导致环路系统强烈但有限的上升。这就抬高了两个活跃区域之间的拱廊，削弱了它向下的张力，从而使拱廊下被大幅剪切的通量不稳定。复杂的事件也与支持前体活动在一个增强的网络附近的活动区，作用于大规模的覆盖通量，并与两个同时封闭的耀斑活动区。
2015-06-26 astro-ph.SR
Synthetic solar cycle for active regions violating the Hale's polarity law
双极活动区（AR）的长期观测序列提供了有关全球太阳磁场极向和环向分量相互转换的重要信息。根据黑尔极性定律，环向场的方向决定了AR中领先黑子的极性。绝大多数双极AR都遵循这种规律，而少数AR具有相反的极性（反黑尔AR）。然而，对这些AR的研究受到其统计数据不足的阻碍。本文将16-18和23、24年5个11年周期的资料综合起来，编制了一个具有独特时长和纬向宽度的合成周期。合成周期包括14838个AR的数据，其中367个是抗Hale AR。演示了编译合成循环的特定例程。我们发现，在一般情况下，反黑尔AR遵循太阳活动周期，并均匀地分布在整个时间-纬度图，这意味着它们与全球发电机机制和环形通量系统的根本联系。它们的数量和百分比的增加发生在周期的第二部分，这有利于它们对极场反转的贡献。反海尔AR的百分比在蝴蝶图的边缘和附近的一个即将到来的太阳极小值（在那里的环向场减弱）的过剩可能与湍流对流和磁场波动的影响，对出现的通量管的加强。磁赤道和日面赤道之间的错位的证据也被发现。
2022-03-02 astro-ph.SR
Signatures of Secondary Collisionless Magnetic Reconnection Driven by Kink Instability of a Flux Rope
利用三维粒子模拟方法研究了单磁通绳内扭结不稳定性下二次磁重联的动力学特征。次级磁重联的几个签名被确定在垂直于磁通绳的平面：四极电子和离子密度结构和双极霍尔磁场开发的重联区域附近。最强的电场垂直于局部磁场形成，并且在垂直于磁通绳的平面中识别出重联电场。电子流沿着重连线在与支持通量绳磁场结构的电子流相反的方向上发展。沿重联线方向，出现多个平行于磁场方向的电场双极结构，使磁重联区产生湍流。二次磁重联的特征可以帮助定位空间、天体物理和聚变等离子体中的磁重联事件。
2014-08-05 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Catastrophe versus instability for the eruption of a toroidal solar magnetic flux rope
太阳爆发的开始在这里被公式化为磁灾难或不稳定性。两者都是从控制基本平衡的力平衡方程开始的。使用环形磁通绳在外部双极或四极场作为载流通量的模型，我们证明了折叠灾难的发生由几个代表性的演化序列在参数空间的稳定域中的平衡损失。我们验证了这一灾难和环面不稳定性发生在同一点，因此，它们是等价的描述太阳爆发的开始条件。
2014-07-08 astro-ph.SR
Degree of electric current neutralization and the activity in solar Active Regions
利用\textit{Helioseismic and Magnetic Imager}的时间序列矢量磁场观测资料，研究了20个太阳活动区（AR）的非中性电流与观测活动的关系。在给定磁极性下的净电流是直流电流（DC）和返回电流（RC）的代数和，并且比率$|DC/RC|$是净电流中和度（NCN）的量度。在新兴的AR中，这些电流的非中性随着磁通出现的开始而建立，在双极区域的分离运动期间松弛到中性。因此，一些新兴的AR是发生在更高级别的非中性时期的CME的源区。在出现后阶段的AR可以是CME生产力，提供他们有相互作用的两极地区的收敛和剪切运动。在这些情况下，净电流随着非中性的更高水平（$>1.3$）而演变。显然，在闪耀和安静AR中的$|DC/RC|$变化接近1。在所有AR样品中，手性电流密度的$|DC/RC|$高于垂直电流密度的$|DC/RC|$。由于非中和电流产生于剪切极性反转线附近，因此SPIL段的总长度和NCN程度的剖面彼此遵循正相关。我们发现，SPIL是本地化的小片段，而它是长期连续的CME生产的AR在扩口AR。这些观测结果表明CME和耀斑之间的分界线，其区别在于AR中反映在非中性电流中的磁剪切的全局或局部性质。
2019-04-04 astro-ph.SR
Three-dimensional non-kinematic simulation of post-emergence evolution of bipolar magnetic regions and Babcock-Leighton dynamo of the Sun
Babcock-Leighton（BL）通量输运模型是一个被广泛接受的太阳发电机模型。这个发电机模型已被广泛研究在一个二维（2D）的平均场框架中的运动和非运动制度。最近的三维（3D）模型已被限制到运动学制度。在这些模型中，表面极向通量是由根据乔伊定律倾斜的双极磁区（BMR）的出现产生的。我们调查处方出现的BMR在3D非运动学模拟。我们还报告了循环BL发电机模拟的初步结果。我们将传统的二维平均场模型扩展到三维非运动学区域。在该模式中，大尺度平均流由参数化的$Λ$效应驱动。对于感应方程，我们使用BL源项，通过该BL源项，表面BMR响应于对流区内部的发电机产生的环向场而产生。我们发现，在三维非运动学制度，倾斜角的新出现的BMR是非常敏感的处方的地下结构的BMR。反喜悦倾斜角被发现，除非BMR是深深地嵌入在对流区。我们还发现，领先的点往往变得比后面的点更强。反乔伊定律的趋势和形态的不对称性的BMR可以解释的科氏力作用于洛伦兹力驱动的流动。此外，我们还证明了如果在BL $α$效应中明确给出Joy定律，则可以成功地获得类太阳磁循环。在这些循环发电机模拟中，强洛伦兹力反馈导致差动旋转和双稳态循环中的循环调制。流的非轴对称分量被发现存在的惯性模式，如赤道Rossby模式。
2022-12-07 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Does nonaxisymmetric dynamo operate in the Sun?
我们探讨的随机非轴对称扰动的动力学螺旋（$α$效应）和扩散衰减的双极磁区的大规模非轴对称磁场在太阳上的产生和演变的影响。使用一个简化的二维非线性平均场发电机模型，并假设双极区出现由于磁浮力原位的大规模发电机行动，我们表明，波动的$α$效应可以保持非轴对称磁场通过太阳型$α^{2}Ω$发电机过程。研究发现，双极活动区的扩散衰变可能是太阳上观测到的非轴对称磁场的主要来源。我们的结果表明，具有$α$效应随机扰动的非轴对称发电机模型可以解释极高活动时期（“超周期”事件）以及磁活动深度下降时期。我们比较了过去四个活动周期的太阳磁场的天气观测模型，并讨论了我们的结果解释恒星磁活动观测的影响。
2018-10-14 astro-ph.SR
