太阳风高速流能流分布

根据Ylysses观测,比较完整地计算了高纬行星际空间太阳风能流分布．计算表明,行星际空间的高速流能流密度约为2．1×10-3J·m-2·s-1（日心距离r＝1AU）,主要来自于太阳风离子所携带的动能流（占58％）和克服太阳引力的势能流（占39％）．要驱动高速流,需要在日冕底部高速流源区（日心距离r=1Rs）向外输出到太阳风的能流密度为7．1×102J·m-2·s－1·分析表明,由日冕底部向外可能输出两种形式的能流,其中一种具有较短的耗散长度,被耗散在很短的空间区域（～1—2Rs）,使日冕温度迅速提高。另一种储藏在连续向外传播的太阳风中,不断耗散用以加速太阳风（＞2Rs）．     

2009年2月13日EUV波现象数值研究

结合STEREO卫星的观测和三维磁流体力学数值模拟方法, 采用WSO (Wilcox Solar Observatory)磁场数据和势场源表面模型建立日冕初始磁场, 并在日面活动区加上时变的压强扰动, 对2009年2月13日05:35UT爆发的CME-EUV波(Coronal Mass Ejections-Extreme Ultraviolet wave, 日冕物质抛射-远紫外波)事件进行研究. 从COR1/STEREO-A图像判断, 此次CME前沿速度约340km·s-1, 角宽度约60°; 分析EUVI/STEREO-B 195 ?的差分图像, 可以看到, 环形亮环波前从活动区向四周传播, 亮环波前后面是日冕暗化区, 取四个方向的波前位置进行线性拟合可知, 该EUV波速度为247km·s-1, 数值模拟得到的EUV波速度为245km·s-1, 将计算结果采用IDL可视化后可以看到明显的亮环和暗区结构, 数值模拟结果与卫星观测相一致, 表明该EUV波现象是快磁声波.      

太阳的日冕观测和磁场观测

<正>日全食与日冕我们知道,日冕是太阳大气的三个层次(光球、色球和日冕)的最外层,温度极高而密度极低,其范围延伸到太阳半径数倍处。日冕气体极其稀薄,导致其白光辐射极其微弱,即使在日冕下部亮度较大的部分,也只有太阳光球表面中部区域平均亮度的百万分之一,远低于地面天空的亮度。因此,平时是看不见日冕的,只有日全食时,当明亮的光球被月球遮挡之后,全食带地区的天空亮度可下降到比日冕更暗,这时才可以看到日冕。     

日冕环和日冕拱的平衡位形

在线性场近似条件下,本文讨论了日冕环的二维平衡位形。用富利叶变换的方法,求出了问题的分析解,解释了日冕环观测结果的主要特性。沿日冕环纵向的压力分布均匀,日冕环的位形可以比无力场更稳定。由于日冕环可以储存更多的剪切场或扭转场的磁能,释放这部分磁能就可以驱动日冕环运动产生日冕瞬变过程,或者使环内的等离子体加热或加速而产生太阳耀斑。      

基于CPU/GPU的日冕偏振亮度并行计算模型

三维磁流体力学(MHD)数值模拟是用来研究日冕和太阳风最常用的方法之一, 其中将计算得到的日冕电子数密度转化为日冕偏振亮度(Polarization Brightness, PB)是与观测对比的重要方法. 由于待转换电子数据网格密度、PB数据网格密度和计算模型的复杂度, 使得日冕偏振亮度的计算比较耗时, 利用单CPU计算无法达到近实时转换日冕偏振亮度的要求, 从而影响了数值模拟的验证效率. 本文在CPU/GPU环境下, 利用CUDA编程技术, 提出了一个日冕偏振亮度并行计算模型. 实验结果表明, 该模型比CPU上的串行模型计算速度提高了31.86倍, 达到了近实时模拟与观测数据比对的计算要求.      

日冕瞬变的观测特征和理论解释

本文综述了日冕瞬变现象的主要观测特征及其理论模型.日冕瞬变是从太阳日冕中向行星际空间大量抛出物质的过程,每次事件可有5×1015克的物质在103秒的时间内以约500公里/秒的典型速度被驱动流到日球中.日冕瞬变与太阳耀斑和爆发日珥事件有密切的相关性.作为一种新的太阳活动现象,近年来对日冕瞬变提出了许多理论解释.一种数值模拟方法将瞬变看成是由于热力学量或磁力在日冕底部的脉冲增长所产生的结果.许多分析模型认为是由磁环内部的电磁力或外部的磁压力驱动所致,或者是环中磁浮力驱动的结果.考虑到瞬变与耀斑和爆发日珥的相关性,活塞驱动模型认为,瞬变是稠密等离子体喷射,像活塞驱动机制.观测和理论都有待于进一步的研究.      

太空问答

正日冕仪是干什么用的?太阳有光球层、色球层、日冕,但我们看到的太阳光球层的白光太亮了,导致我们对色球层和日冕“视而不见”。要看见这两个地方,就得等到日食的时候,中间的强光被遮住。太阳大气最外圈的日冕的亮度是光球     

一个基于观测的太阳风背景模型

建立由太阳光球磁场和日冕偏振亮度等观测约束的单流体太阳风模型,包括日冕和太阳风的等离子体密度、速度和磁场,温度还有待于以后处理.这里采用高山观测台(HAO)MKⅢ的日冕偏振亮度(pB)在1.36Rs上的观测概图,根据Guhathakurta在1996年发展的日冕电子密度反演模型确定日冕的电子密度分布.同时采用Wilcox太阳观测台(WSO)的光球磁场视向分量的观测概图作为底部边界,根据Zhao等在1994年发展的水平电流-电流片(HCCS)模型得到全球磁场.Phillips在1995年及McComas在2003年分别用Ulysses第一次和第二次跨极飞行的观测发现,归一化到1 AU的太阳风动量流密度除了在10°～30°的纬度范围内略低以外几乎不变.根据这一结论,结合已经得到的密度数据,就可以得到日冕和太阳风的速度.将上面的模型应用于1918卡林顿自转周稳态太阳风的研究,结果与太阳活动极小期的观测基本相符,但是与观测相比较低速高密度区偏大,因此密度模型还有待改进.      

中性电流片的形成和环形日冕瞬变

在双极背景场下,光球层反向磁通量的喷发将会在新老磁场之间形成中性电流片.本文从理想磁流体方程组出发,考虑磁场和日冕等离子体的相互作用,对上述电流片的形成过程进行了数值研究.结果表明,对亚音速喷发,将由里向外形成四个区域:(1)由喷发物质直接形成的低温,高密度日珥,位于最里层;(2)紧挨抛射日珥的低温稀疏区;(3)喷发物质和日冕物质向中性电流片集中形成的高温.高密度物质环;(４)在环的周围,由快磁声波形成的,密度略比日冕背景为高的前鞘区.上述结构与典型的环形日冕瞬变的观测特征相符.由此表明双极背景场下反向磁通量的喷发可能是触发这类瞬变的重要机制.      

2021年世界航天十大新闻

1.人类航天器首次成功穿越太阳日冕层 12月14日,美国宇航局宣布帕克号太阳探测器成功飞越太阳的高层大气,这是人类航天器第一次成功穿越太阳日冕层.帕克号太阳探测器发射于2018年8月,计划7次飞掠金星,借助其引力助推来逐渐刷新轨道近日点纪录,最终于2024年12月到达距离太阳表面620万千米的范围内.     

有关地磁暴的若干问题

问：地磁暴是什么原因引起的？答：太阳正处于11年活动周期的高峰期。这就意味着太阳表面活跃着相当数量的可见黑子。太阳黑子看起来像太阳的雀斑。实际上是太阳表面强烈的磁场活动的区域。这些黑子群能成为耀斑爆发和日冕物质抛射的来源。其中日冕物质抛射即太阳日冕中的带电粒子瞬时向外喷射的现象。     

基于Green函数法的太阳高能粒子行星际扩散过程模拟

统计分析了自1976-2017年期间记录到的217次SEP(Solar Energetic Particle)事件的日冕足点经度位置,其分布特征符合日冕横向分布的东西效应,同时基于两相传输模型及其Green函数解,对发生在不同日冕足点的四次SEP事件进行了模拟研究.模拟与观测结果表现一致,表明该模型能够较好地模拟发生在...     

二维磁流体动力学平衡日冕(Ⅱ)

基于解析和数值相结合的方法,进一步讨论了非均匀引力场中日冕的二维磁流体动力学平衡。对临界点进行了比较仔细的处理。得到了包含闭场区、中性片和开场区的大尺度日冕磁场位形,闭场区和中性片构成冕流结构。在高纬和低纬地区几个太阳半径之外,等离子体径向流动速度超过了局地声速和局地Alfvén速度。在1AU处,太阳风速度可达到400kms_-1以上      

第20卷（2000年）总目次

日冕冲浪形成的磁流体动力学     

WSA太阳风经验模型及其应用

Wang-Sheely-Arge （WSA）模型是对准稳态太阳风的经验和物理相结合的描述,其利用观测的日面磁图作为输入,可以提前3到4天预测L1点处的太阳风速度和行星际磁场极性.WSA模型是在WS模型的基础上经过若干改进形成的实时预报模式,之后又借鉴Distance from the Coronal Hole Boundary （DCHB）模型的参数,进一步改进了太阳风速度关系式,形成了目前常见的形式.WSA经验模型由日冕磁场模型、太阳风速度关系式和一维运动学模型三部分组成.在实际应用过程中,基本步骤包括观测磁图预处理、日冕三维磁场反演、计算日冕磁场参数、计算太阳风的速度分布和将太阳风映射到1AU等环节.在发展过程中,WSA模型经历了一些细节上的调整变化,例如观测磁图数据的来源、日冕磁场模型的类型、经验速度关系中自由系数的取值等.许多研究对如何改善模型的预报效果进行了探索.      

日冕三维太阳风模拟

COIN-TVD MHD模型是近年发展起来的能有效实现日冕–行星际三维太阳风模拟的模型.本文利用此模型针对日冕区三维太阳风进行研究,为了模拟日冕太阳风的加热加速,对模型中的体积加热项做了调整.在磁流体模拟中,减小磁场散度的误差是关键问题之一,在调整体积加热项后应用扩散法、八波法、扩散八波法,对2199卡林顿周的背景太阳...     

印度首次太阳探测任务——阿迪蒂亚-L1分析

<正>2023年9月2日，印度首个太阳探测器——阿迪蒂亚-L1(Aditya-L1)从萨迪什·达万航天中心搭乘极轨卫星运载火箭-XL(PSLV-XL)发射升空，将研究太阳日冕、太阳风及其对地球附近环境的影响。1任务背景2008年1月，印度空间科学咨询委员会（ADCOS）提出“阿迪蒂亚”（Aditya）方案，Aditya在梵语中意为“太阳”。该方案的最初设计是一颗400kg的低地球轨道小型卫星，该卫星将携带一台日冕仪，用于日冕研究。     

空间科学学报 第1卷(1981)—第10卷(1990) 分类目录

太阳活动区物理冕动中温度分布与阿尔芬涨落能流(赵学溥)vol.l,No.1,p.21,1981.太阳大气中磁场的扭转储能(刘新萍敖超)vol.1,No.1,p.60,1981.关于太阳日冕磁环的稳定性(陈乐山)vol.1,No.2,p.102,1981.日冕环和日冕拱的平衡位形(胡文瑞)vol·2,No.z,p.lz,1982.微波爆发前太阳射电发射的周期振荡(吴洪敖)vol.2,No.1,P.31,1982.一个日面边缘大爆发的射电观测特性(周爱华孙九祯顾中元)vol.2,No.1,p.38,1982.太阳耀斑可能的储能过程(李中元胡文瑞)vol.2,No.2,p.137,1982.太阳大气中非线性波的数字计算(印春霖沈昌钧)vol.2,N。.2,p.152,”82.…     

日冕温度上升的新发现

美国航空航天局通过国际太阳观测卫星“ＳＯＨＯ”拍摄的太阳表面图像，成功地观测到覆盖太阳表面的磁力线束在短时间来回移动消失的模样。图像分析结果显示：太阳表面有数万个相当于磁铁Ｓ极和Ｎ极的两种互相吸引的磁力线束。这些磁力线束在约４０小时的时间内重复生成、消失。太阳表面温度有６０００℃，而太阳表面所引起的日冕温度却高达数百万摄氏度，因此可知日冕并不是通过太阳表面温度加热的。科学家推测这可能由于表面磁力线互相交错引起“短路”而产生大量电流，使日冕温度急骤上升。不过一切情况还有待于进一步证实。日冕温度上升…     

日冕膨胀和太阳角动量向行星际空间的转移

本文讨论了日冕膨胀中的角动量问题。利用大量I型彗尾资料的计算,证实了日冕膨胀中方位分量的存在;它不仅是随机量,而是具有大小为9.8km/s的定常量。太阳演化到主序星阶段以来,由于日冕膨胀丢失了80％的角动量,太阳自转角速度正以指数律下降。因此,这将对太阳动力演化起到很大的影响。