量化的太陽活動(dòng)區(qū)磁場復(fù)雜方法的深化研究與應(yīng)用

1、量化的太陽活動(dòng)區(qū)磁場復(fù)雜性方法的深化研究與應(yīng)用 申 請 人： 郭 娟項(xiàng)目成員： 楊 瀟2010年度國家天文臺青年人才基金項(xiàng)目申請答辯 1申請人簡介申請人：郭娟 1997.9-2001.7：河北師范大學(xué)物理系，獲學(xué)士學(xué)位 2001.9-2006.12：國家天文臺碩博連讀，并獲博士學(xué)位 2006.12-今 ：國家天文臺工作，助理研究員一級 目前沒有自己的基金，明年欲申請自然科學(xué)基金 申請人主要參加項(xiàng)目情況： （1）國家自然科學(xué)基金：太陽磁場演化和爆發(fā)活動(dòng)現(xiàn)象研究，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人張洪起 （2）國家自然科學(xué)青年基金：智能化高分辨太陽耀斑觀測終端的研制，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人林佳本項(xiàng)目成員：楊瀟，博士研究生 2申請人已

2、發(fā)表文章列表 (1) Guo, J., Zhang, H. Q., Chumak, O. V. and Liu, Y., Solar Phys., 237, 25, 2006 (2) Guo, J., Zhang, H. Q. and Chumak, O. V., Astron. Astrophys, 462, 1121, 2006 (3) Guo, J. and Zhang, H. Q., Advances in Space Research, 2007, 39, 1773 (4) Zhang, H. Q., Bao, X. M, , Guo, J., , Chinese J. Atron.

3、 Astrophys., 3, 491, 2003. (5) Chumak, O. V., Zhang H. Q., and Guo J., Astron. Astrophys. Trans., 23, 525, 2004. (6) Chumak, O. V., Zhang H. Q., and Guo J., The 3-rd French-Chinese meeting on solar physics, ed. Fang, C., Schmieder, B., and Ding, M., Nanjing University Press, 266, 2006.3立項(xiàng)依據(jù)太陽黑子群分類有助

4、于研究不同類型黑子群與耀斑發(fā)生率之間的關(guān)系，對于太陽活動(dòng)預(yù)報(bào)具有重要意義。然而迄今為止，太陽黑子一般采用形態(tài)分類法（例如威爾遜山磁分類、蘇黎世分型、McIntosh分型等），沒有關(guān)于黑子群位型定量分類的系統(tǒng)研究 。定量研究活動(dòng)區(qū)磁場位型的復(fù)雜性具有重要的意義！4立項(xiàng)依據(jù)俄羅斯莫斯科大學(xué)斯坦伯格天文研究所 Chumak O. V. 教授等早在1987年提出了一個(gè)參數(shù)來量化活動(dòng)區(qū)磁場位形的粗略方法。 dE = (Rn+Rs) / Rsn 其中，Rs = ( Ns /)1/2 Rn = (Nn /)1/2 Nn & Ns: 活動(dòng)區(qū)正負(fù)兩極面積 Rn & Rs: 活動(dòng)區(qū)正負(fù)兩極等效半徑 Rsn: 活動(dòng)

5、區(qū)正負(fù)兩極磁場加權(quán)的重心之間的距離5Ed = (Rn+Rs)/Rns = 0.659(Xs,Ys)(Xn,Yn)RsRnRns例1： configuration:6(Xs,Ys)(Xn,Yn)RsRnRnsEd = (Rn+Rs)/Rns = 2.097例2： configuration:7立項(xiàng)依據(jù)近幾年，我們（Guo, Zhang & Chumak2006, 2007a, 2007b）利用SOHO/MDI資料，進(jìn)行了基于該參數(shù)的活動(dòng)區(qū)磁場復(fù)雜性定量分類法、及其與活動(dòng)區(qū)耀斑指數(shù)、與源于活動(dòng)區(qū)CME速度的統(tǒng)計(jì)研究。我們的一系列研究結(jié)果表明，用該參數(shù)量化活動(dòng)區(qū)磁場位型及復(fù)雜性是比較合理的。8立項(xiàng)依

6、據(jù)我們的量化研究方法才剛剛開始，在量化的活動(dòng)區(qū)磁場復(fù)雜性隨太陽活動(dòng)周的演化研究，以及與耀斑關(guān)系的大樣本統(tǒng)計(jì)研究等方面還未展開。我們以前的研究工作只應(yīng)用了活動(dòng)區(qū)的縱向磁場觀測數(shù)據(jù)，在磁復(fù)雜參數(shù)與向量磁場所得各個(gè)參數(shù)之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系研究方面尚屬空白。9研究內(nèi)容與研究目標(biāo)本項(xiàng)目以量化的太陽活動(dòng)區(qū)磁場復(fù)雜性方法的深化研究與應(yīng)用為主要內(nèi)容和研究目標(biāo)，進(jìn)行以下系列研究工作： （1）應(yīng)用懷柔基地跨2個(gè)太陽活動(dòng)周的矢量磁場觀測數(shù)據(jù)，以及MDI/SOHO跨一個(gè)太陽活動(dòng)周的視向磁場觀測數(shù)據(jù)，研究量化之后的太陽活動(dòng)區(qū)磁場位型復(fù)雜性隨太陽活動(dòng)周的演化特征，定量的給出活動(dòng)周極大極小年的偏離數(shù)量級，也是理解太陽發(fā)電機(jī)理論的

7、一個(gè)基本問題。10研究內(nèi)容與研究目標(biāo) （2）我們將應(yīng)用SOHO/MDI跨一個(gè)太陽活動(dòng)周的視向磁場數(shù)據(jù)，計(jì)算活動(dòng)區(qū)磁復(fù)雜性參數(shù)及其它一些比對參數(shù)，結(jié)合相應(yīng)時(shí)間段的GOES耀斑數(shù)據(jù)，大樣本統(tǒng)計(jì)分析太陽耀斑產(chǎn)率與磁場復(fù)雜性參數(shù)及其它比對參數(shù)的關(guān)系，希望對太陽活動(dòng)預(yù)報(bào)有所貢獻(xiàn)。11研究內(nèi)容與研究目標(biāo) （3）我們將利用懷柔太陽觀測基地跨2個(gè)太陽活動(dòng)周的活動(dòng)區(qū)矢量磁場觀測數(shù)據(jù)，計(jì)算活動(dòng)區(qū)磁復(fù)雜性參數(shù)以及只能從矢量磁場計(jì)算得到的物理參量（如磁場剪切角、電流、電流螺度等），研究活動(dòng)區(qū)磁復(fù)雜性參數(shù)與這些參數(shù)之間的關(guān)系。12項(xiàng)目計(jì)劃與預(yù)期結(jié)果計(jì)劃在一年的時(shí)間內(nèi)，分3個(gè)階段完成項(xiàng)目，擬發(fā)表第一作者SCI文章2至3篇

8、： （1）2010.12010.3：完成量化之后的太陽活動(dòng)區(qū)磁場位型復(fù)雜性隨太陽活動(dòng)周的演化特征的研究（目前這部分研究工作已經(jīng)取得初步結(jié)果，已經(jīng)整理成文，待投） （2）2010.42010.7：完成大樣本統(tǒng)計(jì)分析太陽耀斑產(chǎn)率與磁場復(fù)雜性參數(shù)及其它比對參數(shù)的關(guān)系研究（目前這部分?jǐn)?shù)據(jù)選取工作基本完成） （3）2010.82010.12 ：完成活動(dòng)區(qū)磁復(fù)雜性參數(shù)與矢量磁場所得參數(shù)之間的關(guān)系研究（對應(yīng)于1091個(gè)活動(dòng)區(qū)的7950組矢量磁場數(shù)據(jù)已經(jīng)選取，目前已經(jīng)計(jì)算了一小部分）13懷柔數(shù)據(jù)（22，23周）和MDI（23周）： 活動(dòng)區(qū)磁場的年平均復(fù)雜性隨太陽活動(dòng)周的演化趨勢： 太陽活動(dòng)極大年，活動(dòng)區(qū)磁場的

9、平均復(fù)雜性高；太陽活 動(dòng)極小年 活動(dòng)區(qū)磁場的平均復(fù)雜性低。14從MDI/SOHO資料，第23活動(dòng)周： 活動(dòng)周左翼：活動(dòng)區(qū)年平均復(fù)雜程度偏離極小年 60.4% 活動(dòng)周右翼：活動(dòng)區(qū)年平均復(fù)雜程度偏離極小年 38.6%15從MDI/SOHO資料，第23活動(dòng)周：（1）絕大部分復(fù)雜活動(dòng)區(qū)出現(xiàn)在活動(dòng)周極大年附近及其之后。（2）活動(dòng)周前兩年幾乎沒有復(fù)雜活動(dòng)區(qū)出現(xiàn)。（3）活動(dòng)區(qū)末期南半球出現(xiàn)較多復(fù)雜活動(dòng)區(qū)，北半球很少。16經(jīng)費(fèi)計(jì)劃（5萬元）研究經(jīng)費(fèi)：3.8萬（主要文章版面費(fèi)）國際合作與交流：0.5 萬勞務(wù)費(fèi)： 0.5 萬管理費(fèi)： 0.2 萬17研究基礎(chǔ)與工作條件工作基礎(chǔ)： 項(xiàng)目申請者郭娟從攻讀博士期間期一直從事太陽活動(dòng)區(qū)磁場復(fù)雜性的