Photospheric flows in the active regions (asymmetric and localized Doppler velocities)

We observed 10 active regions through their disk passage during June 25–August 25, 1988, with the Tower Vector Magnetograph (TVM) of Marshall Space Flight Center. The TVM was used in scanning mode to measure the photospheric Doppler velocities with the Line-Center-Magnetogram (LCM) technique in the spectral line of FeI 5250.2 Å. In this paper we present the result of a subset of observations obtained while the active regions were situated away from the solar limb. A wide range of magnetic complexity and associated chromospheric activity characterized these active regions. It was found that the value of zero-crossing wavelength of the integrated Stokes-V profile of two opposite magnetic polarities were different, corresponding to Doppler velocities ranging from ∼100 m s⁻¹ to ∼1475 m s⁻¹. The measurements of relative velocities between different locations, connected by magnetic flux tubes as inferred from YOHKOH soft X-ray and TRACE 171 Å Fe IX images, showed widely different values of dominant localized flows. The region of parasite polarity, which showed recurrent chromospheric activity, was blue shifted with respect to the main “magnetic element” of the same polarity. Some of them were also the sites of sheared magnetic field configuration. The magnitude of the relative velocity between the leading and following polarity is more for the active regions of higher “field asymmetry”.     

非对称磁场重联电子扩散区附近的能量通量分析

磁场重联是等离子体中非常重要的能量转换过程,研究该过程中的能量转化形式及其分配十分重要。目前有很多关于对称重联中的能量通量的研究,而磁层顶的非对称重联的研究却很少,特别是多事件的统计研究。因此挑选了MMS卫星观测到的10个经过电子扩散区的磁层顶重联事件对其进行分析,结果表明在不同的事件中能量通量的分配情况不一样,但在大多数事件中,离子焓通量占主导地位,其次是坡印廷通量,离子热通量略小于坡印廷通量,离子动能通量、电子焓通量和电子热通量占比在10%以下。通过对事件进行归一化处理,得到了L方向和M方向的不同能量通量随L方向的磁场和离子速度的关系图,并分析了每种能量通量的分布特征。     

电离层等离子体泡的磁场扰动特征与识别

等离子体泡是赤道区电离层常见的密度耗空结构,同时伴随着背景磁场的增强和垂直背景磁场方向上的扰动,这些扰动具有阿尔芬波的特征。本文利用Swarm卫星的标量、矢量磁场以及等离子体观测数据,考察了等离子体泡产生的磁场扰动信号特征,发现磁场强度和平均场向分量的增强均与等离子体泡密度下降有较强的负相关性,说明磁场标量和矢量（平均场向分量）数据都可以用来识别等离子体泡。由于Swarm卫星的标量磁场数据噪声明显低于矢量磁场数据,利用标量磁场数据可以提高等离子体泡的识别率,识别更多波动较小的等离子体泡。     

1986年2月4日AR4711拱形双带黑子暗条系激活的分析

根据1986-02-04AR47ll由观测所确定的物理参数和特征值,采用电动力学方法数值计算该活动区中两个拱形黑子暗条在大耀斑爆发前的动力学演化过程.结果表明:(1)以旋涡黑子为标志的光球物质旋转运动和以暗条下方磁力线强剪切为特征的剪切运动引起暗条电流增加和背景磁场变化,电流和磁场的相互作用导致暗条向上运动,大耀斑爆发前暗条的上升速度达26km／S;(2)背景场位形对暗条整体动力学行为有很大影响,AR47ll在7×104km高度范围内场强随高度似乎按指数规律衰减.      

太阳宁静区磁漏斗结构的扩展特征

通过对观测的光球纵向磁场进行势场外推, 重构了一个太阳宁静区光球以上的磁场结构. 结果显示, 在20 Mm 以下, 开放磁力线呈现多个明显的小磁漏斗结构, 这些小磁漏斗结构随高度扩展, 并且在20 Mm 左右融合成大的漏斗结构. 通过系统地研究磁漏斗结构横截面积随高度的变化趋势, 发现太阳宁静区磁漏斗结构的截面积随高度近似线性扩展, 磁漏斗结构在较低高度上(<20Mm) 扩展的速度比在较高高度上 (>20Mm) 扩展的速度要快. 这一结果对太阳风起源和磁环中物质流动的二维数值模拟具有重要的意义. 同时还发现, 闭合磁力线的数目随高度以指数函数的形式减少.     

无电极洛伦兹力推力器技术发展研究

近年来,为了适应深空探测、载人航天、航天器在轨服务等空间任务的需求,大推力、高比冲、长寿命、高推力密度的高功率电推进技术吸引了众多学者的持续关注.相比于其他类型的高功率电推进技术,无电极洛伦兹力推力器(ELF)在推力密度、推重比等指标上具有明显优势,且从原理上克服了电极烧蚀对高功率电推力器寿命的制约,具有广阔的应用前景...     

活动区新浮磁流和暗条的激活

用数值计算方法探讨了新浮磁流驱动下暗条运动的基本规律。计算表明,活动区新浮磁流是驱动暗条运动导致暗条激活的有效机制之一,这个过程是通过暗条电流和背景磁场的相互作用来实现的。当选取不同强度的浮现磁流时,暗条可出现周期性振荡、激活上升和闪烁;此外,对同极性磁流浮现,当浮现强度足够强时,暗条一开始就会下沉。      

木星磁场及磁场模型的对比分析

木星具有太阳系最强的行星磁场,是木星探测面临的基本环境。首先对磁场环境及其数学模型进行了调研,并在研究木星磁场模型以及磁场的数学原理的基础上,使用MATLAB数学工具实现了木星主磁场的计算,对VIP4、VIT4、O6和V1_17ev（eigenvector,特征向量）4个模型与磁测数据进行了对比及分析。研究结果表明这4个模型计算得到的磁场强度范围较为一致,但在全球磁场分布上存在差异,尤其是对磁南极位置的识别上,4个模型的结果都不相同;在对模型计算结果与探测数据的探讨分析中,发现4个模型与探测数据的符合较为一致,偏差均较小。可为木星探测的环境保障提供必要的理论基础和计算模型支撑。     

磁扰动和磁静时近地等离子体片中脉冲电场的分布

Geotail卫星的电场数据被用于分析近地磁尾等离子体片中电场在磁扰动(Dst<-25nT)和磁静时(Dst>-25 nT的统计分布.结果表明,伴随着地向高速离子流,在X>-16Re以内区域出现强电场(高达 5-8 mV/m).磁扰动期间强电场的幅值较磁静时大,并且出现在更靠近地球的位置.较强和较靠近地球的强电场与磁扰动时更薄的等离子体片和更接近地球的等离子体片内边界相联系.观测结果意味着磁扰动期间的亚暴可能更有效地将高能粒子注射到环电流中.这对磁暴和亚暴的关系问题的解决有重要意义.     

行星际强磁场结构中的亚阿尔文波速流

1982年11月23日开始的极高速太阳风流追赶强磁场结构的事件,形成了高密度前鞘-强磁场本体-高密度后鞘-高速流的组合结构。本文分析了此组合结构的磁流体动力学特征,发现在强磁场本体内出现行星际亚阿尔文波速流,并推论了其可能的成因。     

基于SDO/HMI全日面实时磁图的活动区自动识别

太阳活动区是太阳活动的主要发生源区,活动区的形态、结构、特征是预报太阳爆发的主要依据.因此,活动区的识别是实现太阳爆发预报的前提.SDO/HMI能够提供连续、高时空精度的全日面光球观测图像.参照文献[1]SOHO/MDI综合磁图中活动区的自动识别方法,利用实时可得的HMI全日面磁图,通过阈值法、数学形态法和区域增长法相结合的方式,开展了活动区的快速自动识别研究.将2010—2018年的自动识别结果与NOAA/SWPC每日发布的活动区结果进行比较发现：通过磁图自动识别的活动区数目与SWPC活动区数目整体变化趋势基本一致,两者的相关系数为0.87;从活动区整体标识的数目上来看,通过磁图自动识别的活动区数目少于SWPC发布的结果.未被自动标识的活动区主要为面积小、磁场弱且磁类型简单的活动区,引发太阳爆发的可能性极小,因此不会对太阳爆发的实际预报产生影响.本文的研究方法和结果能够为太阳活动预报提供实时的活动区数据,加速太阳爆发预报模型的实际应用.     

“Oblique” Bernstein modes in solar preflare plasma: Generation of second harmonics

Process of second harmonics generation due to development of corresponding instability has been investigated for pure electron weakly oblique Bernstein mode. This mode was supposed to be modified by taking into account the influence of pair Coulomb collisions and weak large-scale electric field in flare loop. Investigated area was located near the loop foot-point in the “lower–middle” chromosphere of active region. It has been shown, that for the Fontenla–Avrett–Loeser model of solar atmosphere the investigated process of second harmonics generation starts at the extremely low threshold values of subdreicer electric field, well before the beginning of “preheating” phase of flare process.     

产生匀强磁场的圆柱形线圈组设计方法

在精密测量和航空航天领域,原子陀螺仪、原子磁强计等对线圈产生磁场的均匀度有很高的要求,而传统的亥姆霍兹线圈磁场均匀度较差,难以满足应用需求。为了设计产生高均匀度磁场的线圈组,基于线圈轴向磁场的泰勒展开式,提出了任意线圈数的圆柱形线圈组参数的计算方法,并给出了9线圈以内的线圈参数,分析了磁场均匀度、线圈尺寸、线圈最大安匝比随线圈个数的变化趋势。结果表明随着线圈个数的增加,均匀区面积几乎线性增大,9线圈组磁场均匀度优于0.01%的区域面积约为亥姆霍兹线圈的30倍。在要求各个线圈由整数匝线圈组成且各匝线圈电流相同的情况下,提出了一种线圈安匝比取整的方法,并给出2~9线圈组的安匝比取整结果,计算结果表明相同线圈个数下设计的线圈组产生磁场的均匀度优于已有文献。以5线圈组为例,对实际线圈组制作工艺产生的误差进行了仿真分析,仿真结果表明,考虑误差的情况下,设计的尺寸和磁场也满足原子陀螺仪、原子磁强计等的实际要求。      

重力梯度小卫星重力场捕获的Lyapunov法

探讨了重力梯度小卫星采用主动磁控技术进行重力场捕获的Ｌｙａ－ｐｕｎｏｖ能量耗散法;给出了分区控制的条件及逻辑;阐述了磁控力矩的产生方法。仿真结果表明,该方法简单、有效,控制精度达到磁控小卫星的较高水平。     

火星磁场产生的原因及其分布

构建了一个可以得到火星赤道面上磁场分布的模型. 模型根据卫星观测数据, 提出了火星电离层、磁层顶和磁尾电流片上都各自通有电流的假设. 由电流的连续性条件可知, 这三种背景条件下的电流之间满足一定关系, 即火星磁层顶上的总电流是电离层上的总电流与磁尾电流片上的总电流之和. 这些电流产生的磁场与太阳风磁场共同构成了火星赤道面上磁场分布. 通过计算发现, 采用这种磁场模型得到的结果与目前卫星所观测的结果以及与采用其他方法得到的结果符合得较好.     

Temporal evolution of statistical features of the sunspot cycles

Analysis of the general statistical features of the sunspot cycles in the period 1700–1996 AD, including the Gnevyshev–Ohl rule, Waldmeier rule and an amplitude–period effect, was performed for both Wolf numbers and group sunspot numbers. It was shown that for both solar indices all the statistical effects are weaker over the time interval 1700–1855 AD than over the time interval 1856–1996 AD. Possible causes of this difference are discussed.     

俄交变中磁标准装置研究

介绍了从俄罗斯引进的用于交变磁场的国防标准——交变中磁标准装置的基本工作原理,以及对其设计方案的剖析。该标准装置工作频率（20～1 000）Hz,复现交变磁场强度（0.1～1 000）mT,在这一领域内代表国际最高水平。通过对其信号获取、磁场感应信号的放大处理、大电流的产生办法、安全互锁设计,以及整体系统理论计算的分析,为该领域内标准装置的国产化提供理论基础,具有较好的实用价值。     

Crustal deformation characteristics of Sichuan-Yunnan region in China on the constraint of multi-periods of GPS velocity fields

In order to obtain deformation parameters in each block of Sichuan-Yunnan Region (SYG) in China by stages and establish a dynamic model about the variation of the strain rate fields and the surface expansion in this area, we taken the Global Positioning System (GPS) sites velocity in the region as constrained condition and taken advantage of the block strain calculation model based on spherical surface. We also analyzed the deformation of the active blocks in the whole SYG before and after the Wenchuan earthquake, and analyzed the deformation of active blocks near the epicenter of the Wenchuan earthquake in detail. The results show that, (1) Under the effects of the carving from India plate and the crimping from the potential energy of Tibetan Plateau for a long time, there is a certain periodicity in crustal deformation in SYG. And the period change and the earthquake occurrence have a good agreement. (2) The differences in GPS velocity fields relative Eurasian reference frame shows that the Wenchuan earthquake and the Ya'an earthquake mainly affect the crustal movement in the central and southern part of SYG, and the average velocity difference is about 4–8?mm/a for the Wenchuan earthquake and 2–4?mm/a for the Ya'an earthquake. (3) For the Wenchuan earthquake, the average strain changed from 10 to 20 nanostrian/a before earthquake to 40–50 nanostrian/a after the earthquake, but before and after the Ya’an earthquake, the strain value increased from about 15 nanostrian/a to about 30 nanostrian/a. (4) The Wenchuan earthquake has changed the strain parameter of each active block more or less. Especially, the Longmen block and Chengdu block near the epicenter. The research provides fundamental material for the study of the dynamic mechanism of the push extrusion from the north-east of the India plate and the crimp from Qinghai Tibet Plateau, and it also provides support for the study of crustal stress variation and earthquake prediction in Sichuan Yunnan region.