The crucial role of surface magnetic fields for stellar dynamos: Epsilon Eridani, 61 Cygni A, and the Sun
冷的主序星，如太阳，有磁场，这是由内部发电机机制产生的。在太阳中，发电机机制在太阳11年活动周期中产生和损失的磁通量之间产生平衡，使用多波长观测可以在太阳的不同大气层中看到。我们使用同样的观测诊断，跨越几十年，探测磁通量的出现在两个附近，活跃和低质量的K矮星：天鹅座61 A和Epsilon Eridani。我们的研究结果表明，天鹅座61 A在所有波长上都遵循太阳发电机的规则周期，而波江座EpsaniEridani代表了太阳发电机的更极端水平，同时也表现出强烈的太阳特征。我们第一次展示了太阳以外的恒星的磁蝶图。对于两颗K星和太阳，表面极向场产生环向场的速率与环向通量通过通量出射而损失的速率相似。这表明表面场在这三颗恒星的发电机中起着至关重要的作用。最后，对于波江座，我们表明，两个色球周期，~3和~13年，对应于两个叠加的磁循环。
2022-01-19 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
Solar small-scale dynamo and polarity of sunspot groups
为了阐明小尺度发电机在太阳磁场形成中的可能作用，我们提出了一个基于反Hale黑子群统计的小尺度发电机作用的观测检验。正如我们已经表明的，根据理论预期，小尺度发电机作用必须提供不遵循黑尔极性定律的太阳黑子群，并且这些黑子群在时纬图上的密度预计与太阳周期的相位无关。相应地，一个百分比的反黑尔集团预计将达到其最大值在太阳活动极小期。在几个太阳活动周期中，我们考虑了包括我们在内的几个科学小组获得的反黑尔集团的统计数据，发现反黑尔集团的百分比在太阳活动极小期确实达到最大。我们的解释是，这一事实可以解释的小尺度发电机的行动内的太阳对流区。
2015-05-07 astro-ph.SR
Cycling Dynamo in a Young Sun: Grand Minima and Equatorward Propagation
我们评估的全球规模的发电机行动中实现了一个类似太阳的恒星以三倍于太阳的速度旋转的模拟。三维磁流体滞弹性球谐程序，使用斜率限制扩散，捕捉对流和发电机过程中这样一个年轻的太阳。模拟是在一个球壳，包括3.8密度尺度高度的太阳能对流区。我们发现，发电机行动具有高度的时间变化发生，许多周期性的极性反转每6.2年。磁场能量也会有规律地上升和下降，完成一个极性周期需要两个磁场能量周期。这些磁能循环是由洛伦兹力对差动旋转的反馈引起的，而极性反转是由于赤道发电机和极地发电机的空间分离而存在的。此外，赤道迁移的环向场被发现，这是联系到不断变化的差异旋转和近地面剪切层。这个模拟也进入了一个持续大约20年的最小值，之后发电机恢复了其正常的极性周期。
2013-10-31 astro-ph.SR
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
The asymmetry of sunspot cycles and Waldmeier relations as due to nonlinear surface-shear shaped dynamo
本文提出了一个太阳发电机模型的研究工作在大部分的对流区与环向磁场通量集中在地下旋转剪切层。我们探讨如何这种类型的发电机可能取决于湍流参数的空间变化和表面附近的差分旋转。平均场发电机模型考虑了磁螺旋度的演化，并描述了它对$α$效应产生大尺度磁场的非线性反馈。我们比较了模型预测的磁周期特性，包括周期不对称性（与增长和衰变时间相关）和持续时间-振幅关系（Waldmeier效应），与观测到的太阳黑子周期特性。我们表明，该模型定性地再现了太阳周期的基本性质。
2011-07-17 astro-ph.SR
Can superflares occur on the Sun? A view from dynamo theory
开普勒任务的最新数据揭示了类太阳恒星中发生的超级耀斑，其释放的能量远远超过任何观测到的太阳耀斑。一个自然的想法是，超级耀斑恒星的发电机机制在某些方面与太阳不同。我们寻找一个差异的发电机相关参数之间的超级耀斑的恒星和太阳提出一个发电机机制尽可能接近传统的太阳/恒星发电机，但能够提供更高的磁能。基于差动旋转和镜像非对称运动的联合作用的发电机原理上可以导致两种类型的磁场的激励。首先，它在太阳物理学中是众所周知的发电机波。关键是，另一种具有初始增长和进一步稳定的磁性配置也可能用于激发。在可比较的条件下，第二种结构的磁场强度比第一种结构的大得多，这是因为发电机不把它的努力用于周期性的磁场反转，而是把它用于磁场的增长。我们分析了开普勒任务中有关超级耀斑恒星的现有数据，以寻找异常磁活动的示踪物。从最近的文章开始，我们发现反太阳差旋或反太阳符号的镜像不对称的恒星对流可以提供所需的强磁场的发电机模型。我们证实了这一概念的恒星发电机与相应的管理参数的数值模型。我们的结论是，建议的机制可以合理地解释超耀斑事件至少对一些冷的恒星，包括双星，亚巨星，并可能，低质量的恒星和年轻的快速旋转。
2017-09-29 astro-ph.SR
Characterizing the solar cycle variability using nonlinear time series analysis at different amounts of dynamo supercriticality: Solar dynamo is not highly supercritical
该研究利用Higuchi分形维数、Hurst指数等非线性时间序列分析方法，对比不同超临界度的发电机模型与85个活动周的太阳黑子重建数据，得出太阳发电机运行在近临界区域、并非高度超临界的结论。
2024-03-10 astro-ph.SR physics.space-ph
Dynamo model for grand maxima of solar activity: can superflares occur on the Sun?
最近关于类太阳恒星超级耀斑的数据和过去关于太阳活动的放射性碳数据都表明了异常高磁活动的短暂时期。我们提出了一个解释的框架内的太阳发电机模型波动参数的盛大活动最大值。太阳型发电机是振荡的，因为太阳型差异旋转与正（在北半球）α效应相结合。人工反转α效应中的符号将发电机改变为具有比循环发电机的振幅大数百倍的磁能的稳定状态。因此，在磁周期的增长阶段，足够大的和持久的波动逆转了α效应的符号，可以导致一个稳定的发电机的瞬态变化，具有显著增加的磁能。这一定性情景的大活动最大值支持的发电机模型的计算与波动的α效应。几千个磁周期的计算统计给出了具有非常高的磁能的周期的例子。然而，我们的初步估计表明，太阳超级耀斑的概率极低。
2016-05-04 astro-ph.SR
Mechanism of local dynamo action on the Sun
在平静的太阳中，磁场通常被观测为小尺度的磁性元素，“盐和胡椒”，覆盖整个太阳表面。通过使用3D辐射MHD数值模拟，我们证明了这些场是对流区顶层局部发电机作用的结果，其中极弱的“种子”磁场可以局部增长到平均均分场之上（例如，从$10^{-6}$ G“种子”场到超过1000 G的磁性结构）。我们发现，当地发电机行动只发生在一个浅，约500公里深，地下层，从产生的领域被输送到更深的层对流下沉气流。我们证明，所观察到的主导地位的垂直磁场在光球和水平场以上的光球可以解释由发电机产生的多尺度磁回路。
2013-12-03 astro-ph.SR
A Model of Solar Dynamo with Alternative Conversion of Large-Scale Magnetic Field and Production of Sunspots
自1908年发现与磁场有关的太阳活动周以来，人们对深部振荡发电机的研究得到了广泛的关注。然而，关于太阳能发电机仍然存在一些悬而未决的问题，例如，大尺度极向场和环向场之间的不对称转换以及太阳黑子蝴蝶图案的物理基础。本文报道了新一代大尺度磁场及其能量释放过程。太阳内部流体运动的感应作用由RLC电路表示，其中通过极向场的扭曲而建立的环向场，即所谓的$ω$效应，起着电容器的作用。这样的RLC电路不仅提供了一个避开Cowling反发电机定理的自维持振荡系统，而且提供了快速磁重联的场所，从而再现了四极磁场，解释了太阳活动中黑子的行为和足点的移动。此外，电路和太阳的参数与22年的太阳周期一致。
2018-10-13 astro-ph.SR
Probing quiet Sun magnetism using MURaM simulations and Hinode/SP results: support for a local dynamo
我们获得的信息磁通量目前在安静的太阳辐射MHD模拟与日出/SP观测比较，特别强调的作用，表面发电机行动。模拟运行与不同的磁雷诺数（Rm）一起使用的观测在不同的日心角与不同程度的噪音。结果表明，模拟与施加的混合极性的字段和RM低于发电机动作的阈值再现所观察到的垂直通量密度，但没有显示足够高的水平通量密度。在目前可行的最高Rm下进行的地面发电机模拟产生了与观测结果一致的水平和垂直通量密度比，但总体振幅太低。基于局部发电机模拟的性质，将磁场强度按因子2 - 3进行试验性缩放，再现了在互联网络区域中观察到的信号。我们发现在不同的日心角的观测协议。我们的分析表明，在光深度单位处，互联网络中的平均场强大约为170 G。我们的研究表明，表面发电机可以负责大部分的磁通量在安静的太阳网络以外的外推到更高的Rm是有效的。
2010-01-13 astro-ph.SR
Modelling the occurrence of grand minima in sun-like stars using a dynamo model
在这项工作中，我们已经研究了变化和发生的大极小使用运动发电机模型的一个太阳质量的恒星具有不同的旋转速率和深度的对流区。我们从相应的流体动力学模型中指定了大尺度流动（微分旋转和双旋环流）。我们包括随机波动的Babcock-Leighton源的极向场产生可变的恒星周期。我们观察到，快速旋转的恒星产生非常不规则的周期与强大的磁场，很少产生像蒙德的大极小，而缓慢旋转的恒星（太阳和更长的旋转周期）产生较弱的强度和偶尔的大极小的平滑周期。一般情况下，极大极小值的数目随着旋转速率的减小而增加。这些结果可以解释的事实，即随着旋转周期的增加，发电机的超临界性降低，发电机更容易产生扩展的大极小在这个制度。
2022-12-04 astro-ph.SR
Buoyant Magnetic Loops in a Global Dynamo Simulation of a Young Sun
目前太阳和类太阳恒星的发电机范例将强环形磁结构的产生地点放在太阳内部深处。太阳黑子和类太阳恒星上的星斑被认为是当这些磁结构的部分变得非常不稳定并从内部深处上升到光球层时产生的。在这里，我们提出了第一个3-D全球磁流体动力学（MHD）模拟，湍流对流，分层和旋转相结合，产生一个发电机，自洽地产生浮力磁回路。我们模拟恒星对流和发电机行动在一个球壳太阳分层，但旋转速度比目前的太阳速率的三倍。强环形磁场环是由对流区中的发电机作用实现的。通过转向亚网格尺度湍流的动态Smagorinsky模型，我们在这里实现了在我们的模拟中大大减少扩散。这使得最强的磁场的区域在这些花圈上升到对流区的顶部通过磁浮力不稳定性和对流巨细胞平流的组合。这样一个全球模拟产生浮力环是一个重要的一步，在结合发电机行动和通量出现的数值模型。
2011-08-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Mean field models of flux transport dynamo and meridional circulation in the Sun and stars
本文综述了太阳与恒星磁活动周相关的平均场理论、通量输运发电机模型及子午环流机制，探讨了磁场与环流的相互作用，并指出多方法协同将推动领域发展。
2023-02-18 astro-ph.SR
Realistic modeling of local dynamo processes on the Sun
在平静的太阳中观测到的磁场通常是覆盖整个太阳表面的小尺度元素（视线磁图中的“盐和胡椒”图案）。通过使用3D辐射MHD数值模拟，我们发现这些场是由对流区顶层的局部发电机作用引起的，其中极弱的“种子”磁场（例如，从一个$10^{-6}$ G）可以局部增长以上的平均均分场，到一个强于2000 G的磁场局部在磁结构。我们的研究结果表明，磁通量主要是在小规模的螺旋下降流的区域产生。我们发现，局部发电机作用主要发生在一个浅的，大约500~km深的次表层，产生的场通过对流下沉气流从次表层输送到更深层。我们证明，观测到的主导地位的垂直磁场在光球和水平场以上的光球可以解释由发电机产生的小尺度磁回路。这种小尺度环在太阳大气的结构和动力学中发挥着重要作用，在观测中检测它们对于了解太阳上的局部发电机作用至关重要。
2015-06-30 astro-ph.SR
On global solar dynamo simulations
全球发电机模拟解决磁流体动力学（MHD）方程一直是天体物理学家的工具，他们试图了解太阳的磁性几十年来。近年来，发电机理论中的许多基本问题已经通过局部数值模拟进行了详细研究，这些模拟简化了问题，并允许孤立地研究物理效应。然而，全球模拟仍然受到空间分辨率过低的老问题的困扰，导致雷诺数和尺度分离比太阳低得多。再现太阳的内部旋转，这在发电机过程中起着关键作用，也是一个非常困难的问题。本文综述了太阳全球发电机模拟的现状。重点放在努力了解如何大规模的磁场，即其长度尺度大于湍流的规模，是在太阳中产生的。从平均场论和本地模拟的一些教训进行了审查，并讨论其可能的影响，全球模式。对目前太阳模拟中存在的一些问题提出了可能的解决办法。
2011-07-06 astro-ph.SR
Levels of chromospheric and coronal activity in Sun-like stars and various types of dynamo waves
我们分析了HK计划框架下研究的F、G和K类太阳恒星（晚型星）的X射线辐射和色球活动。色球辐射不规则变化的恒星拥有更强大的日冕，而有规则周期活动的恒星的特征是相对温和的X射线光度和X射线与热光度的比率。这表明，与磁场放大对流包络的过程的性质变化明显的过渡从小到大发电机号码，直接影响的阿尔法-欧米茄发电机的字符。由于发电机数和Rossby数对轴向旋转速度的强烈依赖性，早期发现的各种活动参数和Rossby数之间的相关性与我们的结论是一致的。我们的分析使我们有可能得出第一个关于太阳活动在活跃的晚型恒星中发展的类似过程中的地位的确切结论。
2018-07-18 astro-ph.SR
Solar activity in the past and the chaotic behaviour of the dynamo
这里回顾一下太阳活动的记录，重点放在特殊性上。由于太阳黑子的位置比各种全球太阳黑子数量更能告诉我们太阳发电机的情况，我们首先关注望远镜观测太阳黑子的记录，从而获得位置信息。然后，我们转向代理记录从宇宙成因同位素丰度，这表明在过去的9500年周期性的大极小。强烈调制的事件和具有较温和调制和较弱整体活动的干预事件之间的明显区别暗示了太阳发电机在数千年的过程中遵循各种解决方案，具有不同的对称性。
2014-06-30 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
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
On the global magnetic activity and dynamo of the Sun and solar-type stars
研究了太阳活动作为全球磁场周期性变化的结果。通过对太阳型恒星磁活动的分析，发现了以下的幂函数依赖关系：自转周期与有效温度的依赖关系，“11年”活动周期的持续时间与有效温度的依赖关系，以及准两年周期的持续时间与有效温度的依赖关系。结果表明，这些依赖关系的物理性质与所观察到的太阳型恒星的性质，可以解释这些恒星的对流壳的基础周围的内部Rossby波的存在。
2015-10-21 astro-ph.SR
Solar dynamo and geomagnetic activity
在11年太阳活动周期中，地磁活动与太阳黑子数之间的相关性表现出长期的变化，这是由于与太阳黑子相关的地磁活动和与太阳黑子无关的地磁活动之间的时滞不同，以及各自地磁活动峰值的相对幅度不同。由于太阳黑子相关和非太阳黑子相关的地磁活动是由不同的太阳代理人，有关的太阳环向场和极向场，分别，我们使用它们的变化来推导太阳发电机的参数转换极向场到环向场和回来。我们发现，在过去的12个周期的太阳表面纬向环流变化之间的5和20米/秒（平均在纬度和整个太阳黑子周期），深环流变化之间的2.5和5.5米/秒，和扩散率在整个对流区是~10**8米2/秒。在过去的12个周期中，太阳发电机一直在对流区的大部分区域中以中等扩散为主的状态运行。这意味着在地表产生的极向场的一部分被纬向环流平流输送到两极，向下到达速跃层和赤道到太阳黑子纬度，而另一部分则直接扩散到中纬度的速跃层，使纬向环流“短路”。太阳黑子极大值是由这两部分极向场产生的两个环向场浪涌的叠加，这是对黑子极大值双峰和格涅维雪夫间隙的解释。在速跃层附近，发电机一直运行在扩散主导的制度中，扩散比平流更重要，所以随着深环流速度的增加，极向场扩散衰减的时间减少，产生更多的环向场，导致更高的太阳黑子最大值。在蒙德极小期的发电机运行在平流为主的制度附近的速跃层，从扩散为主的过渡到平流为主的制度所造成的急剧下降的表面纬向环流，这是一般的最重要的因素调制的振幅的太阳黑子周期…
2010-03-18 astro-ph.SR
The mean-field solar dynamo with double cell meridional circulation pattern
日震学的最新发现以及太阳全球动力学直接数值模拟的进展表明，在每个太阳半球，赤道环流形成了对流区中沿赤道的两个单元。我们研究了具有这种双胞双对称环流的平均场太阳发电机的性质。发电机模型还包括现实的太阳差旋转（包括速跃层和地下剪切层）的配置文件，并考虑到湍流泵，各向异性湍流扩散率和磁螺旋守恒的影响。相反，以前的磁通量传输发电机模型，它被发现，发电机模型可以鲁棒地再现太阳磁循环的基本属性为广泛的模型参数和环流速度。当纬向环流的表面速度约为12 m/s时，与观测结果的符合最好。对于这种环流速度，模拟的太阳黑子活动与极区磁场表现出良好的同步性。在过去的太阳黑子周期21和22中确实观察到了这种同步。我们比较了太阳黑子数和极场强度的理论和观测相图，并讨论了第23周的特殊性质。
2013-06-08 astro-ph.SR
Mesogranulation and small-scale dynamo action in the quiet Sun
宁静太阳区域通常表现出小尺度磁场结构的复杂分布，这些结构与近地表湍流对流运动相互作用。此外，这些磁场中的一些可能是由对流发电机机制局部产生的。除了众所周知的颗粒和超颗粒对流尺度，各种观测表明，有一个中间尺度的对流，称为mesogranulation，垂直磁通量浓度积累优先在mesogranular边界。我们的目的是调查的对流，表现出颗粒和mesogranulation的小尺度发电机性能，比较我们的研究结果与太阳观测。采用一个理想化的模型，局部区域的安静的太阳，我们使用可压缩磁流体力学的数值模拟，在三维笛卡尔域，调查这个系统的参数依赖性（特别是侧重于不同的纵横比和雷诺数的影响）。在纯流体动力对流，我们发现，中粒化是一个强大的功能，这个系统提供的域是足够宽，以适应这些大规模的运动。在较高雷诺数的模拟中，动能谱中的中颗粒峰更为明显。我们研究了该系统的发电机性能的运动学和非线性制度，我们发现，发电机总是更有效地在更大的领域，当mesogranulation存在。此外，我们使用傅立叶空间中的滤波技术来证明，它确实是更大尺度的运动，主要负责驱动发电机。在非线性状态下，磁场分布在空间分布和测得的场强方面与观测结果相比非常有利。
2014-01-20 astro-ph.SR
Exploring Bistability in the Cycles of the Solar Dynamo through Global Simulations
太阳磁场的名片是太阳黑子周期，在此期间，太阳黑子每11年定期反转其极性。然而，一些更复杂的时间依赖性行为也已被确定。特别是，当太阳黑子出现在某些太阳黑子或优先出现在一个半球时，存在与活跃的太阳黑子和半球不对称性相关的时间调制。到目前为止，这种不对称的时间行为与太阳发电机之间的直接联系仍然难以捉摸。在这项工作中，我们提出的结果，从全球，三维磁流体动力学（MHD）模拟，这是第一次显示两个行为让人想起太阳黑子周期（定期极性反转和赤道迁移的内部磁场）和不对称，不规则的行为，在模拟中，我们解释为活跃的赤道和半球不对称。因此，这些模拟是不稳定的，因为湍流对流可以在不同的时间稳定地支持两种不同的磁性，叠加，或者从一种状态到另一种状态的平滑过渡。我们讨论这个新的家庭的发电机模型的背景下，太阳表面磁场与太阳和日光层天文台（SOHO）和太阳动力学天文台（SDO），以及早期的观测太阳黑子数和天气图。我们认为，太阳发电机本身可能是在性质上，表现出两种类型的时间行为的磁场。
2020-03-30 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
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
Advances and Challenges in Observations and Modeling of the Global-Sun Dynamics and Dynamo
计算太阳物理学揭示了太阳内部的基本物理过程，如差动旋转、纬向环流和磁场的发电。然而，尽管取得了实质性的进展，目前的三维MHD模拟结果仍然远远不能再现日震推断和地面观测。原因是太阳动力学的多尺度性质，涵盖了广泛的尺度，这是目前的计算资源无法解决的。在这种情况下，基于小尺度湍流和大尺度动力学分离的平均场方法取得了重大进展。平均场模拟可以定性和定量地再现太阳观测，并揭示新的现象。然而，它们并没有揭示大规模对流、太阳磁循环以及导致太阳黑子和太阳爆发的磁自组织的复杂物理学。因此，发展这些方法的协同作用似乎是一项必要但非常具有挑战性的任务。
2022-03-21 astro-ph.SR
The Extended Solar Cycle: Muddying the Waters of Solar/Stellar Dynamo Modeling Or Providing Crucial Observational Constraints?
1844年，施瓦贝发现太阳黑子的数量在大约11年的时间内增加和减少，这种变化被称为太阳黑子周期。大约80年后，黑尔描述了太阳磁场的性质，确定太阳磁极的周期大约需要22年。还发现，太阳黑子的纬度分布类似于蝴蝶的翅膀，表明太阳黑子在每个半球的迁移，在未来11年中突然开始在中纬度向太阳赤道迁移。这些太阳黑子图案在赤道上是不对称的。在其间的几年里，人们推断太阳（和类太阳恒星）具有磁活动周期，被认为是发电机过程的物理表现，这是恒星内部复杂的循环运输过程的结果。了解太阳的磁性，它的起源和它的变化，已经成为一个基本的科学目标--磁性的分布，以及它与对流过程的相互作用，驱动着外层大气中的各种等离子体过程。在过去的几十年里，一系列的诊断技术已经被用来系统地研究更精细尺度的磁化物体和相关现象。这些模式被称为“扩展太阳周期”（ESC）。ESC的模式似乎将活动蝴蝶的翅膀延伸到太阳黑子模式形成前近十年，并延伸到更高的太阳纬度。在这篇简短的评论中，我们描述了他们的观测模式的ESC和讨论可能的连接到太阳发电机，因为我们离开了一个多国合作，通过混合的存档和当代数据分析，以提高太阳发电机的理解和建模的目标，调查太阳磁场的起源。
2018-07-19 astro-ph.SR
Turbulent Pumping of Magnetic Flux Reduces Solar Cycle Memory and thus Impacts Predictability of the Sun's Activity
太阳磁活动对空间环境和气候有重要影响，因此预测太阳磁活动具有重要意义。然而，最近对太阳活动周期振幅的预测导致了不同的预测，没有达成共识。Yeates等人（2008年）已经表明，太阳发电机机制的动态记忆控制着可预测性，这种记忆对于平流和扩散主导的太阳对流区是不同的。通过利用随机强迫，运动发电机模拟，我们表明，列入向下湍流抽运的磁通量减少了平流和扩散为主的太阳能发电机的记忆只有一个周期，更强的抽运进一步降低这种记忆。因此，我们的研究结果调和了对太阳活动周期24振幅的不同的基于发电机模型的预测。我们的结论是，只有在最低限度之前才能对太阳活动的最大限度作出可靠的预测-允许对空间天气进行大约5年的提前规划。为了更准确的预测，在预测模型中有必要进行连续的数据同化，以解释太阳的短暂记忆。
2012-12-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Dynamo Models of the Solar Cycle: Current Trends and Future Prospects
太阳黑子的周期性出现所体现的太阳磁周期，通过产生现在所称的空间天气，对我们的空间环境和天基技术产生了重大影响。太阳磁场输出的长期变化还通过调节太阳辐照度影响行星大气和气候。在这里，我总结了目前的理解这个磁周期的状态，突出重要的观测约束，详细介绍了动态发电机建模方法和评论未来的前景。
2011-10-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
No Sun-like dynamo on the active star $ζ$ Andromedae from starspot asymmetry
太阳黑子是由强烈的表面磁场抑制对流而形成的冷区。此外，强磁场可以改变大气的平均结构，降低我们测量恒星质量和年龄的能力。比太阳更活跃的恒星比太阳有更多更强的黑点，包括在旋转极本身。多普勒成像技术迄今为止已经对太阳以外的其他恒星的表面结构提供了最详细的图像，但它并不总是能够分辨出星点所在的半球，特别是在赤道区域，而且如果数据质量不是最佳的话。这导致了研究星点活动纬度（具有更多星点活动的纬度）的南北分布的问题，这是发电机理论的关键约束。极点，仅从多普勒层析成像推断，可能是观测文物，投下了一些怀疑他们的存在。在这里，我们报告成像的老，磁活跃的恒星$ζ$仙女座使用长基线红外干涉测量。在我们的数据中，在两个时期的每一个中都可以看到一个暗极斑，而两个半球的低纬度斑点结构在观测之间并不存在，这揭示了全球星点的不对称性。在太阳上观测到的活动纬度的南北对称性在$ζ$ And上是不存在的，它拥有太阳型发电机无法产生的全球斑点图案。
2017-09-28 astro-ph.SR
A new dynamo pattern revealed by the tilt angle of bipolar sunspot groups
得到了太阳两极平均倾角的纬时分布。对于大的双极，主要是双极太阳黑子群，空间平均倾斜角在北太阳半球是正的，在南太阳半球是负的，在太阳周期的过程中有适度的变化。我们认为平均倾斜角是太阳发电机的一个关键要素，即极向大尺度磁场从环面的再生率的示踪剂。粗略获得的倾斜值对应于再生因子，该再生因子对应于约10%的r.m.s.。太阳对流的速度这些结果进一步发展了Jovichev和Stenflo（2012）关于乔伊定律的发现，并与太阳发电机理论的通常预期一致。令人惊讶的是，我们发现一个明显的偏离这些属性的较小的两极，这主要是太阳短暂的地区。它们的倾斜角的绝对值大致相同，但与大型双极动物的倾斜角的符号相反。当然，小双极的倾斜数据不如大双极的倾斜数据确定得好;然而，在数据处理的各种修改下，它们仍然是鲁棒的。
2013-04-16 astro-ph.SR
Stellar Imager (SI): developing and testing a predictive dynamo model for the Sun by imaging other stars
恒星成像仪飞行任务概念是一个天基紫外线/光学干涉仪，旨在解析类太阳恒星群的表面磁活动和地下结构和流动，以加快太阳预测发电机模型的开发和验证，并能够对太阳/恒星磁活动进行准确的长期预测。
2010-11-23 astro-ph.IM astro-ph.SR
Quiet Sun magnetic fields observed by Hinode: Support for a local dynamo
日之出任务揭示了覆盖安静太阳的大量水平通量。局部发电机作用已被提出来解释这种通量的存在。我们试图通过研究2006年11月至2012年5月期间在安静太阳的圆盘中心可检测到的偏振信号的长期变化来测试Hinode检测到的安静太阳通量是由于本地还是全球发电机，特别强调互联网中的弱信号。调查的重点是线集成圆极化V_tot和线性极化LP_tot的配置文件，从铁I 6302.5 μ m的吸收线在日出SOT/SP。圆和线性极化信号显示，从2006年到2012年，所选像素的分数没有整体变化。在该时间间隔内，磁通量也没有变化。视线磁通量的概率密度函数（PDF）在2007年可以用指数α=-1.82 \pm 0.02的1.17 x 10^17 Mx到8.53 x 10^18 Mx的幂律拟合。所有年份α的变化不超过1σ的显著性。线性偏振特征也符合幂律，2007年指数α=-2.60 \pm 0.06。从其他年份的线性偏振PDF导出的指数也没有显着变化。我们的研究结果表明，无处不在的水平极化的边缘上的明亮的颗粒所看到的Hinode是不变的，在最低的周期23。这支持了弱圆极化和线极化主要是由独立的局部发电机引起的观点。
2013-07-02 astro-ph.SR
Persistent Magnetic Wreaths in a Rapidly Rotating Sun
当我们的太阳年轻时，它的自转速度比现在快得多。对年轻、快速旋转的恒星的观测表明，许多恒星都具有很强的磁活动和很强的轴对称磁场。我们进行了模拟发电机行动在快速旋转的太阳与3-D MHD滞弹性球谐（ASH）代码探索旋转，对流和磁性之间的复杂耦合。在这里，我们研究发电机的行动实现了在大部分的对流区的系统旋转在当前的太阳旋转速率的三倍。我们发现，大量有组织的全球规模的磁场实现了发电机行动在这个系统中。在对流区的中间，形成了一圈醒目的磁环，与湍流的对流共存。这是一个惊喜，因为人们普遍认为，这样的磁性结构应该被磁浮力或湍流泵浦破坏。因此，许多太阳发电机理论都认为，对流区底部的穿透和剪切速度跃层是有组织的发电机活动的关键因素，而这些模拟并不包括这种速度跃层。我们研究这些持久的磁花圈是如何维持发电机过程，并探讨是否一个经典的平均场$α$ -效应解释极向场的再生。
2010-11-12 astro-ph.SR
Stellar mid-life crisis: subcritical magnetic dynamos of solar-like stars and the breakdown of gyrochronology
最近的观测揭示了恒星陀螺年代学关系在太阳年龄附近的惊人崩溃，暗示着中年的类太阳恒星过渡到磁性不活跃的未来。我们为这些有趣的观测提供了理论基础，这些观测的灵感来自于一个可以探索长期太阳周期波动的数学发电机模型的模拟。我们重现所观察到的太阳黑子数的双峰分布，但只为亚临界发电机。基于分叉分析，我们认为，太阳类恒星的老化使得弱磁发电机制度容易访问。弱磁场生产在这一制度妥协风驱动的角动量损失，从而破坏霸权的恒星旋转自旋下降的磁制动。类太阳恒星的{ \emph{subcritical magnetic dynamos} }假说为太阳-恒星现象的多样性提供了自洽、统一的物理基础，例如为什么超过中年的恒星不像年轻时那样快速自旋，恒星陀螺年代学关系的破裂，观察到的双峰分布的长-长期的太阳黑子观测和最近的发现表明，太阳可能会过渡到一个磁不活跃的未来。
2021-07-28 astro-ph.SR
A proposed paradigm for solar cycle dynamics mediated via turbulent pumping of magnetic flux in Babcock-Leighton type solar dynamos
目前，Babcock-Leighton通量输运太阳发电机模型似乎是解释太阳黑子周期不同观测方面的最有前途的模型。这些通量传输发电机模型的成功在很大程度上取决于一个单细胞纬向环流与深赤道组件在太阳的对流区的底部。然而，最近的观测表明，日冕流实际上可能非常浅（仅限于太阳顶部的10%），并且比以前认为的更复杂。总之，这些意见提出了严重关切的有效性通量运输范式。通过占湍流泵的磁通量证明在太阳对流的磁流体动力学模拟，我们表明，通量传输发电机模型可以产生类似太阳的磁循环，即使在湍流是浅的。类似太阳的周期性反转即使在赤道环流完全不存在的情况下也能恢复，然而，在这种情况下，太阳表面磁场动力学并不一直延伸到极地地区。非常重要的是，我们的研究结果表明，发电机波传播的帕克-吉村符号规则，可以绕过巴布科克-莱顿发电机模型的湍流抽运的纬度分量-这可以产生赤道向传播的太阳黑子带在没有深，赤道向纬向流。我们还表明，湍流抽运系数的变化可以调制太阳活动周期的振幅和周期性。我们的研究结果表明，交替的磁通量运输范例-介导的湍流泵-维持太阳恒星发电机行动的可行性。
2016-08-29 astro-ph.SR
A theoretical study of the build-up of the Sun's polar magnetic field by using a 3D kinematic dynamo model
我们开发了一个三维的运动学自我维持的太阳发电机模型，其中的极向场的产生是从倾斜的双极太阳黑子对放置在太阳表面的强环向场的区域上方，通过使用SpotMaker算法，然后这个极向场的速度跃层的运输主要是由湍流扩散引起的。在一定的参数范围内，我们得到了一个偶极解。我们使用这个模型来研究极性磁场的建立，并表明，从表面通量输运（SFT）模型获得的一些见解必须进行修订。我们把一个双极黑子对放在一个半球上，把两个对称的黑子对放在两个半球上，结果发现它们产生的极场由于低纬极向通量的向上平流而消失，出现相反符号的径向通量，然后被纬向流向极向平流输送。我们还研究了一个大的太阳黑子对，违反黑尔的极性定律将在极场的效果。我们发现会有一些影响-特别是如果反黑尔对在周期的中期出现在高纬度地区-尽管这种影响不是很明显。
2017-01-25 astro-ph.SR
Sensitivity of a Babcock-Leighton Flux-Transport Dynamo to Magnetic Diffusivity Profiles
我们研究了太阳运动学通量输运发电机模型中不同磁扩散率分布对极向和环向磁场演化的影响。在太阳发电机模型中，扩散率是一个知之甚少的因素。我们在数学上构建各种理论配置文件的深度依赖的扩散，混合长度理论和湍流的约束的基础上，并在太阳上的极向场演化的比较，从通量运输发电机模型。然后，我们研究的效果，每个扩散曲线的周期性演变的磁场在太阳上，通过求解平均场发电机方程。我们调查太阳活动周期的影响，最大速跃层场强度，对流区内的环向和极向场结构的演变，由于不同的扩散率配置文件。我们做了三个实验：（I）比较非常不同的磁扩散率分布;（II）比较最佳分布的速度跃层附近的扩散率梯度的不同位置;以及（III）比较最佳分布的扩散率梯度的不同斜率。基于这些模拟，我们讨论了哪些方面的深度相关的扩散率配置文件可能是最相关的磁通量在太阳的演变，以及如何某些观测可以帮助提高知识的发电机成分。
2010-09-29 astro-ph.SR physics.flu-dyn
The solar dynamo begins near the surface
本研究针对太阳发电机起源的深层理论争议，结合日震学观测与磁旋转不稳定性机制，通过解析估算和数值模拟证实太阳发电机是近表面不稳定性，为磁周期和空间天气预测提供新方向。
2024-04-13 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.space-ph
A Stochastically Forced Time Delay Solar Dynamo Model: Self-Consistent Recovery from a Maunder-like Grand Minimum Necessitates a Mean-Field Alpha Effect
太阳磁场活动的波动，包括像蒙德极小期这样的大极小期，对空间和行星环境有着重要的影响。然而，这种极端波动的基本动力仍然不清楚。在这里，我们使用一种新的数学模型的基础上随机强迫，非线性延迟微分方程研究太阳周期波动，其中，时间延迟捕获物理之间的空间隔离发电机源区域在太阳内部的磁通量运输。使用这个模型，我们明确地表明，Babcock-Leighton极向场源的基础上分散的倾斜双极太阳黑子通量，单独，不能恢复太阳黑子周期从一个盛大的最小值。我们发现，一个额外的极向场源有效的弱场-螺旋湍流驱动的平均场α效应-是必要的太阳黑子周期的自洽恢复从盛大极小事件。
2014-05-19 astro-ph.SR
Waldmeier relations and the solar cycle dynamics by the mean-field dynamos
太阳黑子周期的长期变化，如沃尔夫数所记录的那样，被印刻在不同种类的统计关系中，这些统计关系与周期振幅、持续时间和形状有关。这个问题总是得到特别的关注，因为它对太阳活动预测很重要。讨论了具有涨落α效应的平均场发电机模型的统计性质。此外，我们估计的动力学性质的模型的长期和短期的时间尺度，并比较它的动态的太阳黑子数数据集。
2012-11-11 astro-ph.SR
Recovery from Maunder-like Grand Minima in a Babcock--Leighton Solar Dynamo Model
太阳偶尔会经历类似于蒙德的扩展的大极小期，当它的磁场活动从正常活动水平大幅下降数十年时。人们提出了许多可能的理论来解释这些极小值的起源。然而，太阳每次都是如何从这种不活跃的阶段恢复过来的，这更加令人费解。巴布科克-莱顿型发电机，这是成功地解释了许多功能的太阳周期非常好，预计不会运行在大极小期，由于缺乏足够数量的太阳黑子。在这封信中，我们探讨了太阳如何通过巴布科克-莱顿发电机从大极小期恢复的问题。在我们的三维发电机模型中，由于新兴活动区域的倾斜角度的随机变化，自发地产生了大极小值。我们发现，Babcock-Leighton过程仍然可以运行在大极小期，只有最小数量的太阳黑子和模型可以出现这样的阶段，而不需要额外的生成机制的极向场。在我们的模型中的基本成分是一个向下的磁泵，抑制整个太阳表面的磁通量的扩散。
2018-06-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamo saturation through the latitudinal variation of bipolar magnetic regions in the Sun
对太阳磁周期的观测表明，周期的振幅在过去并没有一直增长。因此，必须有一种机制来阻止太阳磁场的增长。我们证明了一个最近提出的机制，这在Babcock-Leighton发电机框架下，这被认为是目前最有前途的范例太阳磁场的产生。这一机制是基于这样一个观测事实：较强的太阳活动周期在高纬度地区产生双极磁区，因此比较弱的太阳活动周期具有更高的平均纬度。我们在我们的三维巴布科克-莱顿太阳发电机模型中捕捉到这种效应，并表明当环形磁场试图增长时，它会在较高纬度产生BMR。在高纬度的BMR产生一个较小的极向场，从而限制了我们的模型中的磁场的整体增长。因此，我们的研究表明BMR的纬度变化是限制太阳磁场增长的潜在机制。
2021-02-01 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Modeling Solar Cycles 15 to 21 Using a Flux Transport Dynamo
内容：太阳活动极小期前后的极场和开放通量被认为与随后的太阳活动极大期的强度密切相关。目的：我们的目标是调查的行为的巴布科克-莱顿发电机与源极向项是基于观测到的太阳黑子面积和倾斜。特别是，我们调查是否在对流区底部的环形场的模式与观测到的太阳活动周期的最大值。研究方法：我们使用了一个通量传输发电机模型，包括对流泵和极向源项的基础上的历史记录的太阳黑子群的面积，位置和倾斜角模拟太阳活动周期15至21。结果如下：我们发现，极场附近的极小值和在对流区底部的环形通量都与随后的太阳活动水平的极大值高度相关（r = 0.85和r = 0.93，分别）。结论：Babcock-Leighton发电机与观测推断的相关性一致。
2013-04-21 astro-ph.SR
The Meridional Circulation of the Sun: Observations, Theory and Connections with the Solar Dynamo
太阳的纬向环流在表面被观测到是向极的，在一定深度应该有一个回流。由于大规模的流动，如差异旋转和对流环流是由对流区的湍流应力驱动的，这些流动预计将保持局限在这个区域内。目前的观测（基于日震学）和理论（基于发电机理论）的证据指向赤道回流的对流区底部的纬向环流。假设湍流中各物理量的平均值是轴对称的，我们在二维平均场论的基础上研究了类太阳恒星中的大尺度流动。旋转恒星中的湍流应力可以传递角动量，建立差动旋转。纬向环流是由两个项之间的轻微不平衡引起的，这两个项试图将它推向相反的方向：热成风项（由于极地地区对流热传输的效率较高）和离心项（由于差异旋转）。为了使这些项具有可比性，太阳的两极应该比赤道稍微热一点。讨论了纬向环流在通量输运发电机模式中的重要作用。由Babcock-Leighton过程在表面产生的极向场是平流极向，而在对流区底部产生的环向场是平流赤道向。纬向环流的波动（相干时间约为30- 40年）有助于解释太阳活动周期中许多方面的不规则性。最后，我们讨论了发电机产生的磁场的洛伦兹力如何引起大尺度流随太阳活动周期的周期性变化。
2020-08-21 astro-ph.SR
Dynamo Processes Constrained by Solar and Stellar Observations
我们对恒星发电机的理解在很大程度上是由我们观察到的太阳现象驱动的。然而，随着我们为越来越多的恒星积累长期数据集，很明显，恒星的行为多种多样。在这里，我们简要地回顾了观察到的趋势，把关键的限制太阳型恒星的基本发电机操作完全对流M矮星，包括：恒星黑子和太阳黑子的模式，各种磁旋转的相关性，和平均场流，如差旋转和纬向环流。我们还评论目前的洞察力，模拟发电机行动和流量出现借给我们的工作知识恒星发电机理论。虽然对恒星磁场活动的观测和模拟越来越多地协同工作，以破译发电机的作用，但我们仍然有许多谜团尚未完全理解。
2018-04-16 astro-ph.SR
A Babcock-Leighton dynamo model of the Sun incorporating toroidal flux loss and the helioseismically-inferred meridional flow
本文在二维 Babcock-Leighton 磁通输运发电机中纳入日震学经向流和环向磁通损失，发现其可再现低纬浮现、蝴蝶图及11年周期，并约束抽运深度与扩散率。
2023-09-29 astro-ph.SR physics.space-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
Solar differential rotation: origin, models, and implications for dynamo
日震学表明，太阳内部的对流和差异旋转所占据的区域几乎重合。这支持了对流和旋转之间相互作用的结果的差分旋转起源的领先理论概念。这个演讲概述了差动旋转理论的现状。基于该理论的数值模型非常接近地再现了观测到的太阳自转。该模型还计算了对流区的对流，并预测对流区底部的流动与表面相比并不小。讨论了作为恒星质量和自转速率函数的恒星差分自转的理论预测，并与观测结果进行了比较。简要讨论了太阳和恒星发电机的微分自转模型的意义。
2011-10-11 astro-ph.SR
Dynamo modelling for cycle variability and occurrence of grand minima in Sun-like stars: Rotation rate dependence
本研究用通量输运发电机模型模拟不同旋转速率太阳型恒星的周期变化，发现快速旋转恒星产生强磁场不规则周期且少极大极小期，慢速旋转恒星产生弱平滑周期且更易出现延长极大极小期。
2023-04-12 astro-ph.IM astro-ph.SR
The Global Solar Dynamo
简要总结了太阳发电机研究所依据的各种观测和限制。然后简短地回顾了表明太阳能发电机是巴布科克-莱顿类型的阿尔法-欧米茄发电机的论点。主要的未决问题仍然与次表面动力学有关，包括为什么太阳黑子出现在熟悉的蝴蝶翅膀中的首选纬度，为什么周期约为11年，以及为什么太阳黑子群相对于赤道倾斜（乔伊定律）。接下来，我们转向磁螺旋度，其守恒性质已被确定与大尺度磁场在大磁雷诺数的直接数值模拟中发现的下降。然而，穿过太阳表面的螺旋度磁通量可以缓解这个问题，并将理论与观测联系起来，这将在后面讨论。
2016-02-04 astro-ph.SR
