表示谱线轮廓不对称性的一种方法

一、引言 太阳活动现象如耀斑、爆发日珥及环珥系等光谱的共同特征之一就是谱线轮廓的不对称性,它是复杂的太阳活动现象在光谱上的一种反应。产生谱线不对称的原因通常认为是由物质径向运动和在某些特殊物理条件下形成的,因此对轮廓不对称的观测研究是太阳活动现象研究的一个重要方面。叶式辉等曾用数值方法研究速度和源函数对谱线轮廓的影响,得到了一些有意义的结论。最近陈建等采用解析方法研究了日珥谱线的不对称性,得到具有普遍意义的结论。     

太阳耀斑产生前的Hα红移速度场

太阳耀斑是太阳大气中剧烈的动力学事件.在耀斑脉冲相期间,由发射光谱谱线的红不对称性计算所得的Doppler速度已经得到了广泛的研究.Fisher通过数值模拟计算认为,红不对称性是由于色球压缩区的向下运动所致.但是,在耀斑事件之前是否存在谱线的红不对称性?它与耀斑的发生是否存在着必然的联系?这对耀斑的研究和预报有着十分重要的意义.艾国祥等人对1989年太阳AR5395活动区的28次耀斑事件的观测结果进行归纳,认为:耀斑出现在0.5—2h之前的HβDoeppler红移速度区,并位于Hβ速度场反变线的红移一侧,指出无论在耀斑前或耀斑时,色球中耀斑都具有下降流的特征.我们利用南京大学太阳塔的二维CCD成像光谱仪对1993年12月26日的1N/M1.5耀斑的爆发全过程进行了Hα的CCD二维光谱观测,特别是,在耀斑初相(04:02UT)前44min(03:18UT)也获得了一幅Hα二维光谱图像,这在太阳的二维光谱观测中是十分宝贵的.所采用的Hα谱线宽度为～1.0nm,每个象元对应为0.0042nm,在图像狭缝方向的分辨率为2”00,图像视场为2.’77×1.’33.图1分别展示了耀斑爆发前,脉冲相和主相的Hα蓝翼-0.1nm等强度轮廓图.     

两维实时耀斑和活动区色球速度场

1987年7月23日,世界时06h左右,用太阳磁场望远镜配置CCD图象接收与处理系统,对怀柔太阳观测站编号为87036黑子活动区(日面坐标为S21,E38)进行了观测,取得了1级左右耀斑及其活动区的系列磁场和速度场资料。 观测区域为4′×5.3′,CCD象元为500×582,每个象元对应太阳上0.5″的细节。单幅图象积分时间为40s左右,磁场分辨率为±15G,色球速度场灵敏度为±30 M/S左右。以     

一个大的耀斑状日珥

1979年3月27日0600UT(世界时),太阳西边缘出现一个大的耀斑状日珥。用中国科学院紫金山天文台Lyot型H_α(6562.8(?))色球望远镜(口径14厘米,焦距140厘米,滤光器透过带宽0.75(?)太阳像直径15毫米),得到了较完整的135毫米电影胶卷(ILFORD)资料。在0605UT(图1-1)时,可以看到太阳西边缘出现的两个亮的突出物。该耀斑状日珥迅速上升和扩大,到0609UT(图1-2)亮度达极大。0612UT(图1-3)开始呈环状结构,0617UT     

1984年1月26日耀斑谱线的不对称性和多普勒位移

早在40年代,人们就观测到耀斑谱线具有不对称性。Svestka曾总结了70年代以前的光谱观测结果,主要结论有:(1)对大部分耀斑,刚开始时谱线呈短暂的蓝不对称性(即蓝翼强度大于红翼),紧接着变为红不对称性,并持续到耀斑极大相以后;(2)对某些耀斑,不同区域中的谱线在同一时刻可具有相反的不对称性;(3)一般来说,不对称性产生时,谱线的线心并无位     

1989年1月18日太阳耀斑连续辐射的光谱观测

太阳白光耀斑是在局部波长范围内有连续辐射增长的耀斑。自1859年9月1日起的100多年以来,用白光、宽带滤光器和光谱方法观测到的白光耀斑只有60多个,其中,能进行物理量测量的光谱资料非常少。由这些不完整的资料表明,白光耀斑与光学耀斑在光谱上的同异点是在谱线Hα、Hβ、Hγ等线心处两者都有发射,在以上谱线线翼的发射宽度一般是前者很宽(>20),后者很窄。白光耀斑峰值功率为10~(21)J·s~(-1)(比耀斑Hα辐射功率高2—3     

电离层与太阳活动性关系

秉含着不同时间尺度的太阳电磁辐射变化无疑会调制电离层. 作为电离层物理的核心 问题之一, 电离层对太阳活动性的依存关系是认知电离层结构与演变的基础. 本文简要地综 述最近一些年在电离层的太阳活动性依赖特性方面取得的进展, 涉及的内容包括: (1) 在太阳 辐射的观测与太阳活动指数方面, 以电离层研究的视角评述了太阳活动指数存在的问题, 统 计证实了太阳活动指数与EUV 辐射通量间的非线性关系, 以及改进太阳活动指数的一些努 力; (2) 阐述了在不同高度电离层的太阳活动性依赖性的工作进展, 特别是最近的统计研究发 现, 随着太阳EUV 辐射通量变化, 电离层电子密度变化趋势与所在纬度、季节、地方时和高 度有关, 可区分为准线性、放大和饱和3 种类型, 取决于不同的主控物理过程; (3) 太阳活动 历史序列和23/24 太阳活动周极低展示出太阳活动性存在极端现象, 讨论了太阳辐射极端条 件下的电离层状态; (4) 在电离层的耀斑响应方面, 对全球观测数据的分析研究揭示出耀斑期 间电离层响应与一些太阳参数的统计关系, 特别是修正了以往关于电离层响应与天顶角无关 的错误论断. 利用电离层模式成功模拟了耀斑期间电离层响应的季节、地方时变化和高度差 异等的观测特征. 以上相关工作有助于理解电离层的基本过程, 并为电离层建模、预报和相 关工程应用提供指导.     

2003年重大天象预告

太阳活动太阳活动是指太阳表层的各种活动变化的总称。太阳活动的强弱直接和间接影响到地球物理现象及人类活动,所以各国都十分重视对太阳的观测和研究。太阳黑子时多时少,表示太阳活动变化。又由于太阳黑子跟太阳表面的其他活动现象(如耀斑爆发,日冕物质抛射)密切相关,因此人们用太阳黑子相对数(简称黑子数)来代表太阳活动的强弱。黑子数多时,表明太阳     

日冕磁场诊断公式的改进

日冕磁场是日冕大气中最为重要的物理量,也是理解太阳耀斑起源及其能量传输的关键。微波爆发的大多数情况是由中相对论性电子与日冕磁场相互作用的产物,因而这种辐射谱包孕着日冕磁场和高能电子的重要信息。一般说来,这种辐射的严格理论表达式十分复杂,以致无法直接从谱观测资料反演磁场强度B。1982年,Dulk和Marsh给出了一组回旋同步加速辐射的近似式后,人们尝试着利用其中的谱极大频率v_(peak):     

运动无力场中的等离子体状况

在太阳活动区以及磁层和某些等离子体彗星中的磁场位形大多是无力场。无力场在太阳物理和空间物理中是常遇到的。我们经常通过无力场模型对客体进行理论分析和处理,然后与观测的结果进行比较。Gold和Hoyle最早提出太阳黑子磁场中的磁力线的扭绞特性。以后,人们用静力学的关系定量地计算了磁场与扭转过程的关系;开始是势场的磁场位形通     

1981年5月16日双带大耀斑的H_α观测

1981年5月16日07:57.5UT(世界时),日面活动区SESC 3106群产生一个有强质子事件的双带大耀斑,0848 UT时极大,面积为1333(以太阳半球面积百万分之一为单位),耀斑在日面位置为N12°、E14°(160°L),持续2个多小时,耀斑伴有Ⅱ型(2级)和Ⅳ型(3级)     

太阳活动区推迟演化的一种可能的解释

太阳活动区通常以黑子群为标志.对活动区的光学,射电观测表明,在不同层次(高度)上,太阳活动区的活动有不同的表现.例如,黑子的转动、耀斑活动、厘米波射电现象(缓变辐射和爆发)、米波Ⅰ型源等,分别属于光球、色球、低日冕和高日冕这些不同层次上的太阳活动现象.观测表明黑子转动与耀斑产生率有推迟相关.Kai指出,在厘米波缓变源与米波Ⅰ型源之间存在着时延1—2天的推迟演化相关.我们通过对1972年8月(McMath 11976)活动区的研究,证实了Kai的结论,并且指出这种相关不仅表现在Ⅰ型源强度极大时,而且还有演化曲线上更为细致的相关.我们对于1970—1972年共计三年的米波Ⅰ型源的统计研究     

太阳耀斑出现在H_βDoppler速度图的红移区的实测证据

1989年3月,太阳上出现超级太阳活动区,怀柔编号89065,Boulder编号5395,日球坐标是N33,L260。这个区是近十多年来黑子面积最大、活动最激烈的太阳活动区,发生了连续的太阳大耀斑、X射线事件和特大质子事件。北京天文台怀柔太阳观测站从3月7日至17日连续获得高质量的矢量磁图——H_β Doppler速度图,并观测到29次耀斑。这些丰富的资     

太阳中子事件的观测特征与中子能谱的计算

太阳中子事件是与耀斑活动相关的偶发性即刻粒子事件, 主要表现为地面宇宙线探测装置的计数瞬时突增. 太阳中子携带着爆发源区的物理信息: 耀斑大气的元素组成、大气高度、磁场的会聚程度以及磁流体湍动等. 相对于其他带电粒子, 中子能够不受太阳磁场和行星际磁场的束缚而直达地面. 目前, 对太阳中子事件的理论研究, 主要是通过蒙特卡罗模拟, 考虑太阳耀斑环中磁场的螺旋角散射作用和磁镜效应, 计算耀斑磁环模型里各向异性中子的产生与太阳大气高度、时间、角度和能量间的关系, 计算逃逸中子的角分布和能谱, 以及逃逸到地球附近中子的能谱. 观测方面, 主要是结合地面中子监测器记录的超出时间与空间探测到的g射线核谱线发射峰值的时间差, 利用飞行时间方法(Time of Flight Method), 考虑中子监测器的探测效率和中子在地球大气中的衰减因素, 反演日面处的中子能谱. 本文依据已确定的10例太阳中子事件, 评述基本的观测特征, 介绍相应的观测仪器, 探讨太阳中子能谱计算的两种方法(观测法和模型法), 比较不同方法获得的计算结果; 并依托羊八井太阳宇宙线探测装置(中子监测器、太阳中子望远镜), 报道对太阳中子的初步交叉探测特征(1998年11月28日GLE事件和2005年1月20日GLE事件), 指出目前亟待解决的问题.     

基于暗条电流演化的太阳耀斑唯象模型

1 引言观测显示耀斑的发生与暗条活动密切相关。而Van Tend和Kuperus以及以后不少作者则从理论上探讨了暗条作为活动区电流,它的演化和运动与耀斑过程的物理联系。然而,由于高质量观测资料的取得极其困难和耀斑过程的复杂性,观测和理论之间缺少定量的分析和比较。我们曾基于4个极其难得的耀斑观测资料,建立了耀斑爆发与暗条电流强度、能量变化之间的定量关系,从观测和理论两个方面加强了耀斑-暗条电流模型的地位。 1981年5月13日大双带耀斑是21周太阳峰年期间著名的耀斑之一,它具有丰富的观测     

关于扩展的太阳活动周期的概念

任何时候,在太阳上都同时存在两个并行的约22年的周期。这一概念是综合太阳表面小尺度磁场、日冕现象、太阳大尺度速度场、太阳风和地球磁场扰动等不同观测现象的基础上提出的。这一扩展的太阳活动周期,不可能在经典的太阳周期理论的框架内得到解释。     

太阳爆发对产妇分娩影响初探

2000年前后,太阳活动将进入第23周高峰年.太阳耀斑爆发引起宇宙环境的突然改变,将产生一系列的生物效应.自2O世纪20年代以来,关于“太阳-生物圈”问题的大量研究已表明,人体的许多生理指标都受到太阳活动的调制.本文从优生角度回顾、调查并分析了在第22太阳活动周期间,太阳耀斑爆发(简称太阳爆发)对产妇分娩的影响,发现     

太阳活动区常α无力磁场边值问题的唯一解

对于太阳活动区磁场的研究,是探讨耀斑、射电爆发等等太阳活动现象的基础。十多年来,许多作者做了大量研究工作。但可实际用于活动区磁场数值求解的,主要有Nakagawa和Raadu,Seehafer,Chiu和Hilton以及最近Alissandrakis的方法。然而,他们所采用的一些基本假设,求解方法等等仍然有不少问题需要探讨。例如:1)关于净磁通为0的假设可能是不合理的,实际上一般说来,一个活动区的净磁通可以不为0.2)把已知光球纵场按三     

耀斑高能辐射延迟的一个特例

耀斑中高能辐射延迟包含两个方面的含义,一是与能量有关的硬X射线峰值延迟,二是γ射线(这里指即时γ射线谱线)峰值相对硬X射线峰值的延迟.这两类延迟具有不同的物理意义,前者反映的是不同能量的高能电子在加速或传播上的差异,而后者反映的却是高能电子与高能质子在加速或传播上的差异.一般说来,延迟时间随能量增高而增加,但也有一类情况,时延仅仅在一定能量之上才体现出来.具有高能辐射峰值时延特性的耀斑仅占耀斑总数的很少一部分.Bai等基于SMM早期的观测结果,统计研究了耀斑高能辐射延迟事件的特征,发现高能延迟事件主要发生在渐变型γ射线谱线耀斑(GRL)中,310～521 keV相对59～135 keV的延迟时间在10s左右,仅有一个耀斑延迟时间长达100s;4～8 MeV辐射相对40～80keV辐射的峰值延迟在2～60s;而在脉冲型GRL、中间型GRL,以及非GRL耀斑中,一般无时延或仅有很小的时延.     

太阳耀斑预报研究进展

太阳耀斑是指发生在太阳表面局部区域中突然和大规模的能量释放过程.它是空间环境的主要扰动源,对地球空间环境造成很大影响.太阳耀斑预报是空间天气预报的重要组成部分,对其研究具有重要的实用价值和科学意义.现有的大部分太阳耀斑预报模型是从观测数据提取预报因子,利用各种统计和数据挖掘技术建立预报因子与耀斑发生之间的关系模型,利用建立的模型对未来时间的耀斑发生进行预报.在预报研究中,预报因子、预报方法和预报模型是3个主要研究领域.其中预报因子的选取和数据处理尤为重要,是建立预报模型的前期工作.预报因子主要采用太阳黑子、磁场参量和分形因子等.预报方法包括统计方法、机器学习方法和数据同化方法.统计方法在早期的耀斑预报建模中用的较多,随着数据挖掘技术的发展,越来越多的机器学习方法应用到预报模型中并取得了较好效果.而近期发展的数据同化方法有更好的模型修正能力.预报模型早期基本使用静态模型,后来发展起来的动态模型具有更强的优势;而自组织临界模型在物理方面给了耀斑发生更多的解释.本文分别从这3个方面总结了耀斑预报的研究进展,结合中国科学院国家天文台太阳活动预报中心的工作,评述了一些重要的研究成果.最后,对未来的研究方向进行了总结和展望.