太阳磁场测量及其原理演示文稿

太阳磁场测量及其原理演示文稿4/17/2023现在是1页\一共有18页\编辑于星期三优选太阳磁场测量及其原理现在是2页\一共有18页\编辑于星期三任务书

太阳磁场的起源与演化太阳活动区的起源与演化

太阳射电物理研究太阳磁场的延伸研究现在是3页\一共有18页\编辑于星期三主要观测设备（1）

中国太阳射电宽带动态频谱仪（怀柔）：高时间-频率分辨率，目前国际上同类设备中有重要影响的先进设备。包括：（时间分辨率为5毫秒，频率分辨率为4MHz，240个通道）（时间分辨率为8毫秒，频率分辨率为10MHz，120个通道）（时间分辨率为5毫秒，频率分辨率为20MHz，120个通道）2.84GHz的射电流量计，连续运行了3个太阳活动周。

现在是4页\一共有18页\编辑于星期三主要观测设备（2）

多通道太阳望远镜（怀柔）：35cm太阳磁场望远镜：光球(λ=5324Å)和色球(λ=4861Å)矢量磁场、视线速度场10cm全日面矢量磁场和视线速度场望远镜，附带宽0.1A的万能双折射滤光器14cm色球望远镜，全日面和局部区色球Hα单色像、色球纵向磁场8cmCaIIλ=3933Å全日面单色像望远镜60cm多通道太阳望远镜主镜我国独创的，能同时测量太阳不同层次、不同尺度的视频矢量磁场、速度场、谱线轮廓和Stokes参数轮廓的高灵敏度综合望远镜。现在是5页\一共有18页\编辑于星期三主要观测设备（3）

一米红外太阳塔（云南抚仙湖）：光球高分辨率成像（Tio，G

band)。已具备常规观测能力。高分辨率色球像（6563)，3个月内具备常规观测能力。多波段光谱仪（6563，8542，10830），约半年后具备狭缝扫描功能。矢量磁场测量，偏振分析器研制中。现在是6页\一共有18页\编辑于星期三主要观测设备（4）

新一代厘米-分米波射电日像仪低频阵（40面4.5米天线）频率范围：400-2000MHz时间分辨率：最好25ms频率分辨率：64通道，25MHz空间分辨率：10-51角秒高频阵（60面2米天线）频率范围：2-15GHz时间分辨率：最好25ms频率分辨率：128通道空间分辨率：1.4-10角秒最长基线：3000米

观测时长：>6小时圆偏振观测动态范围：

25dB现在是7页\一共有18页\编辑于星期三主要观测设备

光球：矢量磁场、速度场、单色像色球：纵向磁场、速度场、单色像（Halpha）日冕：射电频谱、像光球是(可直接观测的)日地联系的源头磁场是太阳活动的控制因素现在是8页\一共有18页\编辑于星期三磁场测量基本原理

WeuseZeemaneffecttomeasurethemagneticfieldonthesolarphotosphere.Wemeasurepolarizedlighttoderivevectormagneticfield:Circularpolarization(StokesV)forlongitudefield(Bz)andlinearpolarization(StokesQandU)fortransversefield(BxandBy).Therearetwotypesofvectormagnetographs:Spectrograph:measurethefullspectrumofaline;useinversioncodetoderivevectorB(advantage:accurate)Filter-magnetograph:measureatafixedwavelength;usecalibrationmethodbasedonlinearassumption(advantage:bettertemporal-resolution)现在是9页\一共有18页\编辑于星期三怀柔磁像仪Site:islandinHuairoulakeSeeing:1-2arcsec

Since198635cmindiameterFeI5324.19ÅlineLandefactorg=1.5StokesV:-0.075ÅfromlinecenterStokesQandU:linecenterNoopticalsystemchange现在是10页\一共有18页\编辑于星期三TypicalobservationandphysicalquantitiesstudiedShearangleCurrent(Jz)Twist(z)Twist(best)Currenthelicity(hc)CurrenthelicityimbalanceAllthesequantitiesindicatethenon-potentiality(helicity)ofthemeasuredfield.现在是11页\一共有18页\编辑于星期三AnewsolarfulldiskvectormagnetographatHuairouStokesVStokesQStokesU10cmindiameterFeI5324.19Åline现在是12页\一共有18页\编辑于星期三ResearchinterestsMeasurenon-potentiality:ShearangleCurrent(Jz)Twist(z)Twist(best)Currenthelicity(hc)CurrenthelicityImbalanceVectormagneticfieldonthephotosphereExtrapolationofcoronalmagneticfieldForexample:VariationassociatedwithflaresandCMEsFluxemergenceprocessHelicityproducedbysolardynamo现在是13页\一共有18页\编辑于星期三Derivedcoronalstructures

DerivedfieldlinesshowconsistencewithHαimage.(WangHNetal.,2001,SolarPhysics,201,323)UsingHuairouvectormagnetogramandareconstructionmethodproposedbyYan&Sakurai(1997)现在是14页\一共有18页\编辑于星期三VariationassociatedwithflaresandCMEs

Acasewhereanewfluxsystemofnegativehelicityemergesintoanactiveregion(NOAA8210)withpositiveoverallhelicity(best=0.010arcsec-1)suggeststhattheemergenceofoppositehelicitymightbethetriggeroftheCME.(WangJXetal.,2004,ApJ,615,1021)EFR现在是15页\一共有18页\编辑于星期三Helicityproducedbydynamo(Bao&ZhangH.,1998,ApJ,496,L43)CurrenthelicityimbalanceTwist(Pevtsovetal.,1995,ApJ,440,L109)

Statistically,Inthenorthernhemisphere:z,best,hc,ρh

<0

Inthesouthernhemisphere:z,best,hc,ρh

>0

现在是16页\一共有18页\编辑于星期三4/17/202317磁螺度积累与日冕物质抛射1、磁螺度在日冕中是积累的；磁螺度的积累自然导致磁场自由能的储存，提供CME爆发所需能量

---定量测量螺度在日冕中的积累过程怀柔太阳磁场望远镜(1986–现在)：测量局部区的光球和色球矢量磁场全日面光学与磁场监测系统（2006-）：测量全日面光球矢量磁场（HMI）螺度传输

无力场外推现在是17页\一共有18页\编辑于星期三4/17/202318磁螺度积累与日冕物质抛射2、当