太阳大气的自转研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 万苗
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| 答辩日期 | 2024-07-01 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 李可军 ; 高朋鑫 |
| 关键词 | 太阳较差自转 太阳活动 黑子群 太阳暗条 太阳磁场 |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 其他题名 | Study of the Rotation of the Solar Atmosphere |
| 英文摘要 | 太阳较差自转是太阳的基本特征之一，太阳大气的许多太阳活动指数都呈现出约27天的自转周期。作为太阳发电机模型的关键输入参数之一，太阳较差自转在极向磁场向环向磁场转化的过程中起到了重要的作用。对于太阳大气较差自转的科学研究是太阳物理学的一个关键课题，其涉及磁场起源并且可以为太阳发电机理论提供一些观测上的约束和线索。太阳大气的较差自转会随着太阳大气的高度而变化，不同太阳大气层的自转特征不同，其与不同类型的磁场具有紧密联系。尽管有不少研究者对这一课题进行了研究，但一些具体的细节不清楚，一般性的规律也不清楚。针对这些问题，我们的研究内容主要聚焦于太阳大气的光球层和色球层的较差自转展开，主要包含以下几个部分：一、对太阳光球层不同尺寸大小的太阳黑子群的较差自转进行了研究。 我们利用 Carrasco等人提供的来自科英布拉天文观测台 (现名为科英布拉大学地球物理和天文观测台) 在1929—1941 年期间的太阳黑子群目录分析了不同尺寸大小的太阳黑子群的自转特征以及它们的年平均绝对纬度和年平均自转速度与太阳活动周的关系。主要结论如下：（1）尺寸较小的太阳黑子群（面积小于100 m.s.h.（太阳可视面积的百万分之一））比尺寸较大的太阳黑子群（面积大于 500 m.s.h. (太阳可视面积的百万分之一)）转得快；（2）不同尺寸大小的太阳黑子群以不同的纬向漂移速度向赤道漂移，这反映出它们扎根于不同的锚定深度；（3）在太阳活动周的极小年，太阳黑子群的自转速率最快，但这似乎与太阳黑子群的尺寸大小无关。二、对太阳暗条的较差自转进行了研究。 我们利用 Lourenço 等[2] 提供的来自科英布拉天文观测台（现名为科英布拉大学地球物理和天文观测台）在 1929—1941 年期间通过每日 Ca II K3 观测获得的 168 个太阳暗条数据研究了太阳高色球层的较差自转。主要结论如下：（1）暗条的自转轮廓和长寿命 暗条的自转轮廓之间存在着差异，我们研究的暗条具有更大的较差程度；（2）在中低纬度带，暗条的自转速度快于太阳黑子、光球层和中低层色球；（3）太阳暗条在太阳活动周下降阶段的自转速度比其在上升阶段的自转速度快，且在太阳活动周极大年的暗条自转速度相较于接近极小年时要更快一些。三、对太阳色球较差自转在黑子活动区域（±40∘）随太阳活动周的长期变化进行了研究。 我们利用 Bertello 等人提供的来自威尔逊山天文台从卡林顿自转周 827 (1915年8月) 到 1764 (1985年7月) 的 Ca II K 线色球层的938 张卡林顿综合强度图来研究太阳色球较差自转在黑子活动区域（± 40∘）随太阳活动周 (15—21) 的长期演化，同时将其与太阳活动周的相位关系、色球自转的南北不对称性及其与太阳活动之间的关系进行分析。主要结论如下：（1）太阳色球在黑子活动区域（± 40∘）的自转参数A（赤道自转速率）和B（纬向较差程度）在所考虑的时间段内均呈下降趋势，但自转参数A的统计意义较弱；（2）太阳活动水平与色球自转参数B之间存在明显的负相关，表明磁场强度与色球层较差自转之间似乎存在相关性；（3）在第 15、16、19、20和21太阳活动周中，南半球转得较快，而在第17和18太阳活动周中，北半球转得较快；（4）色球层自转速率的南北不对称性与太阳活动之间存在显著的负相关，这表明色球层的较差自转似乎因某一半球较强的磁活动而加强。四、对太阳宁静色球较差自转在黑子活动区域（±40∘）随太阳活动周的长期变化进行了研究。 我们利用第三项工作中相同的数据研究了宁静色球在黑子活动区域（± 40∘） 的较差自转随太阳活动周 (15—21) 的长期演化，并将其与色球的较差自转随太阳活动周的长期演化进行了对比分析。主要结论如下：（1）宁静色球的赤道自转速率小于色球层的赤道自转速率；（2）整体上，宁静色球的自转参数的绝对值小于色球层的自转参数的绝对值，特别是在太阳活动周极大期。因此，我们推断大尺度磁场会增强色球的自转较差程度。五、对太阳色球在高纬度区域的较差自转进行了研究。 我们利用第三项工作中相同的数据研究了在第 15—21 太阳活动周高纬度区域 (从±50∘到 ±90∘) 太阳色球的较差自转以及在这些太阳活动周的极小和极大期的色球较差自转及其南北不对称情况。主要结论如下：（1）在高纬度区域，色球自转参数B为负值，这意味着向两极快速自转，并且自转参数B为负值在太阳活动周极大期比极小期更明显；（2）高纬度区域的色球自转很可能存在 N-S不对称性现象，且在大多数太阳活动周中，南半球的自转快于北半球；（3）在太阳活动周极大期，磁场较小，色球层自转的较差程度较大，而在太阳活动周极小期，磁场较大，色球层自转的较差程度较小。因此，我们推断小尺度磁场似乎抑制了色球自转的较差程度。六、对太阳色球全日面上的自转信号的分布特征进行了研究。 我们利用第三项工作中整个全日面的数据研究了太阳色球全日面上的自转信号的分布特征及其随太阳活动周的变化情况。主要结论如下：（1）色球层自转信号在太阳黑子活动纬度带的变化最为显著，我们推断太阳黑子活动可能会使色球上的自转信号更加明显，换句话说，强磁场会使色球自转信号的振幅更大；（2）色球自转信号的振幅有向高纬度延伸的趋势，且在每个太阳活动周的趋势基本相同；（3）色球层自转信号在 180 个纬度上存在相位差，它的周期在纬度上有规律地变化，特别是在太阳黑子活动的纬度带上，但相位变化在纬度上不规则；我们推断色球层自转信号的周期随纬度的规律性变化可能与太阳黑子漂移有关，而其相位的不规则变化是因为同一纬度出现太阳黑子的位置是随机的。 |
| 学科主题 | 天文学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 0 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/28040]  |
| 专题 | 云南天文台_抚仙湖太阳观测站 |
| 作者单位 | 中国科学院云南天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 万苗. 太阳大气的自转研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：云南天文台
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