太陽磁場(chǎng)測(cè)量及其原理演示文稿

太陽磁場(chǎng)測(cè)量及其原理演示文稿5/23/2023目前一頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)優(yōu)選太陽磁場(chǎng)測(cè)量及其原理目前二頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)任務(wù)書

太陽磁場(chǎng)的起源與演化太陽活動(dòng)區(qū)的起源與演化

太陽射電物理研究太陽磁場(chǎng)的延伸研究目前三頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)主要觀測(cè)設(shè)備（1）

中國(guó)太陽射電寬帶動(dòng)態(tài)頻譜儀（懷柔）：高時(shí)間-頻率分辨率，目前國(guó)際上同類設(shè)備中有重要影響的先進(jìn)設(shè)備。包括：（時(shí)間分辨率為5毫秒，頻率分辨率為4MHz，240個(gè)通道）（時(shí)間分辨率為8毫秒，頻率分辨率為10MHz，120個(gè)通道）（時(shí)間分辨率為5毫秒，頻率分辨率為20MHz，120個(gè)通道）2.84GHz的射電流量計(jì)，連續(xù)運(yùn)行了3個(gè)太陽活動(dòng)周。

目前四頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)主要觀測(cè)設(shè)備（2）

多通道太陽望遠(yuǎn)鏡（懷柔）：35cm太陽磁場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡：光球(λ=5324?)和色球(λ=4861?)矢量磁場(chǎng)、視線速度場(chǎng)10cm全日面矢量磁場(chǎng)和視線速度場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡，附帶寬0.1A的萬能雙折射濾光器14cm色球望遠(yuǎn)鏡，全日面和局部區(qū)色球Hα單色像、色球縱向磁場(chǎng)8cmCaIIλ=3933?全日面單色像望遠(yuǎn)鏡60cm多通道太陽望遠(yuǎn)鏡主鏡我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的，能同時(shí)測(cè)量太陽不同層次、不同尺度的視頻矢量磁場(chǎng)、速度場(chǎng)、譜線輪廓和Stokes參數(shù)輪廓的高靈敏度綜合望遠(yuǎn)鏡。目前五頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)主要觀測(cè)設(shè)備（3）

一米紅外太陽塔（云南撫仙湖）：光球高分辨率成像（Tio，G

band)。已具備常規(guī)觀測(cè)能力。高分辨率色球像（6563)，3個(gè)月內(nèi)具備常規(guī)觀測(cè)能力。多波段光譜儀（6563，8542，10830），約半年后具備狹縫掃描功能。矢量磁場(chǎng)測(cè)量，偏振分析器研制中。目前六頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)主要觀測(cè)設(shè)備（4）

新一代厘米-分米波射電日像儀低頻陣（40面4.5米天線）頻率范圍：400-2000MHz時(shí)間分辨率：最好25ms頻率分辨率：64通道，25MHz空間分辨率：10-51角秒高頻陣（60面2米天線）頻率范圍：2-15GHz時(shí)間分辨率：最好25ms頻率分辨率：128通道空間分辨率：1.4-10角秒最長(zhǎng)基線：3000米

觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)：>6小時(shí)圓偏振觀測(cè)動(dòng)態(tài)范圍：

25dB目前七頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)主要觀測(cè)設(shè)備

光球：矢量磁場(chǎng)、速度場(chǎng)、單色像色球：縱向磁場(chǎng)、速度場(chǎng)、單色像（Halpha）日冕：射電頻譜、像光球是(可直接觀測(cè)的)日地聯(lián)系的源頭磁場(chǎng)是太陽活動(dòng)的控制因素目前八頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)磁場(chǎng)測(cè)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)目前九頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)懷柔磁像儀Site:islandinHuairoulakeSeeing:1-2arcsec

Since198635cmindiameterFeI5324.19?lineLandefactorg=1.5StokesV:-0.075?fromlinecenterStokesQandU:linecenterNoopticalsystemchange目前十頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)TypicalobservationandphysicalquantitiesstudiedShearangleCurrent(Jz)Twist(z)Twist(best)Currenthelicity(hc)CurrenthelicityimbalanceAllthesequantitiesindicatethenon-potentiality(helicity)ofthemeasuredfield.目前十一頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)AnewsolarfulldiskvectormagnetographatHuairouStokesVStokesQStokesU10cmindiameterFeI5324.19?line目前十二頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)ResearchinterestsMeasurenon-potentiality:ShearangleCurrent(Jz)Twist(z)Twist(best)Currenthelicity(hc)CurrenthelicityImbalanceVectormagneticfieldonthephotosphereExtrapolationofcoronalmagneticfieldForexample:VariationassociatedwithflaresandCMEsFluxemergenceprocessHelicityproducedbysolardynamo目前十三頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)Derivedcoronalstructures

DerivedfieldlinesshowconsistencewithHαimage.(WangHNetal.,2001,SolarPhysics,201,323)UsingHuairouvectormagnetogramandareconstructionmethodproposedbyYan&Sakurai(1997)目前十四頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)VariationassociatedwithflaresandCMEs

Acasewhereanewfluxsystemofnegativehelicityemergesintoanactiveregion(NOAA8210)withpositiveoverallhelicity(best=0.010arcsec-1)suggeststhattheemergenceofoppositehelicitymightbethetriggeroftheCME.(WangJXetal.,2004,ApJ,615,1021)EFR目前十五頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)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

目前十六頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)5/23/202317磁螺度積累與日冕物質(zhì)拋射1、磁螺度在日冕中是積累的；磁螺度的積累自然導(dǎo)致磁場(chǎng)自由能的儲(chǔ)存，提供CME爆發(fā)所需能量

---定量測(cè)量螺度在日冕中的積累過程懷柔太陽磁場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡(1986–現(xiàn)在)：測(cè)量局部區(qū)的光球和色球矢量磁場(chǎng)全日面光學(xué)與磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（2006-）：測(cè)量全日面光球矢量磁場(chǎng)（HMI）螺度傳輸

無力場(chǎng)外推目前十七頁\總數(shù)十八頁\編于十九點(diǎn)5/23/202318磁螺度積累與日冕物質(zhì)拋射2、當(dāng)