量化的太阳活动区磁场复杂方法的深化研究与应用

1、量化的太阳活动区磁场复杂性方法的深化研究与应用 申 请 人： 郭 娟项目成员： 杨 潇2010年度国家天文台青年人才基金项目申请答辩 1申请人简介申请人：郭娟 1997.9-2001.7：河北师范大学物理系，获学士学位 2001.9-2006.12：国家天文台硕博连读，并获博士学位 2006.12-今 ：国家天文台工作，助理研究员一级 目前没有自己的基金，明年欲申请自然科学基金 申请人主要参加项目情况： （1）国家自然科学基金：太阳磁场演化和爆发活动现象研究，项目负责人张洪起 （2）国家自然科学青年基金：智能化高分辨太阳耀斑观测终端的研制，项目负责人林佳本项目成员：杨潇，博士研究生 2申请人已

2、发表文章列表 (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立项依据太阳黑子群分类有助

4、于研究不同类型黑子群与耀斑发生率之间的关系，对于太阳活动预报具有重要意义。然而迄今为止，太阳黑子一般采用形态分类法（例如威尔逊山磁分类、苏黎世分型、McIntosh分型等），没有关于黑子群位型定量分类的系统研究 。定量研究活动区磁场位型的复杂性具有重要的意义！4立项依据俄罗斯莫斯科大学斯坦伯格天文研究所 Chumak O. V. 教授等早在1987年提出了一个参数来量化活动区磁场位形的粗略方法。 dE = (Rn+Rs) / Rsn 其中，Rs = ( Ns /)1/2 Rn = (Nn /)1/2 Nn & Ns: 活动区正负两极面积 Rn & Rs: 活动区正负两极等效半径 Rsn: 活动

5、区正负两极磁场加权的重心之间的距离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立项依据近几年，我们（Guo, Zhang & Chumak2006, 2007a, 2007b）利用SOHO/MDI资料，进行了基于该参数的活动区磁场复杂性定量分类法、及其与活动区耀斑指数、与源于活动区CME速度的统计研究。我们的一系列研究结果表明，用该参数量化活动区磁场位型及复杂性是比较合理的。8立项依

6、据我们的量化研究方法才刚刚开始，在量化的活动区磁场复杂性随太阳活动周的演化研究，以及与耀斑关系的大样本统计研究等方面还未展开。我们以前的研究工作只应用了活动区的纵向磁场观测数据，在磁复杂参数与向量磁场所得各个参数之间的统计关系研究方面尚属空白。9研究内容与研究目标本项目以量化的太阳活动区磁场复杂性方法的深化研究与应用为主要内容和研究目标，进行以下系列研究工作： （1）应用怀柔基地跨2个太阳活动周的矢量磁场观测数据，以及MDI/SOHO跨一个太阳活动周的视向磁场观测数据，研究量化之后的太阳活动区磁场位型复杂性随太阳活动周的演化特征，定量的给出活动周极大极小年的偏离数量级，也是理解太阳发电机理论的

7、一个基本问题。10研究内容与研究目标 （2）我们将应用SOHO/MDI跨一个太阳活动周的视向磁场数据，计算活动区磁复杂性参数及其它一些比对参数，结合相应时间段的GOES耀斑数据，大样本统计分析太阳耀斑产率与磁场复杂性参数及其它比对参数的关系，希望对太阳活动预报有所贡献。11研究内容与研究目标 （3）我们将利用怀柔太阳观测基地跨2个太阳活动周的活动区矢量磁场观测数据，计算活动区磁复杂性参数以及只能从矢量磁场计算得到的物理参量（如磁场剪切角、电流、电流螺度等），研究活动区磁复杂性参数与这些参数之间的关系。12项目计划与预期结果计划在一年的时间内，分3个阶段完成项目，拟发表第一作者SCI文章2至3篇

8、： （1）2010.12010.3：完成量化之后的太阳活动区磁场位型复杂性随太阳活动周的演化特征的研究（目前这部分研究工作已经取得初步结果，已经整理成文，待投） （2）2010.42010.7：完成大样本统计分析太阳耀斑产率与磁场复杂性参数及其它比对参数的关系研究（目前这部分数据选取工作基本完成） （3）2010.82010.12 ：完成活动区磁复杂性参数与矢量磁场所得参数之间的关系研究（对应于1091个活动区的7950组矢量磁场数据已经选取，目前已经计算了一小部分）13怀柔数据（22，23周）和MDI（23周）： 活动区磁场的年平均复杂性随太阳活动周的演化趋势： 太阳活动极大年，活动区磁场的

9、平均复杂性高；太阳活 动极小年 活动区磁场的平均复杂性低。14从MDI/SOHO资料，第23活动周： 活动周左翼：活动区年平均复杂程度偏离极小年 60.4% 活动周右翼：活动区年平均复杂程度偏离极小年 38.6%15从MDI/SOHO资料，第23活动周：（1）绝大部分复杂活动区出现在活动周极大年附近及其之后。（2）活动周前两年几乎没有复杂活动区出现。（3）活动区末期南半球出现较多复杂活动区，北半球很少。16经费计划（5万元）研究经费：3.8万（主要文章版面费）国际合作与交流：0.5 万劳务费： 0.5 万管理费： 0.2 万17研究基础与工作条件工作基础： 项目申请者郭娟从攻读博士期间期一直从事太阳活动区磁场复杂性的