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太陽磁場(chǎng)測(cè)量及其原理演示文稿3/21/2023當(dāng)前1頁,總共18頁。優(yōu)選太陽磁場(chǎng)測(cè)量及其原理當(dāng)前2頁,總共18頁。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)的延伸研究當(dāng)前3頁,總共18頁。主要觀測(cè)設(shè)備(1)
中國太陽射電寬帶動(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。
當(dāng)前4頁,總共18頁。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。當(dāng)前5頁,總共18頁。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。當(dāng)前6頁,總共18頁。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角秒最長基線:3000米
觀測(cè)時(shí)長:>6小時(shí)圓偏振觀測(cè)動(dòng)態(tài)范圍:
25dB當(dāng)前7頁,總共18頁。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)的控制因素當(dāng)前8頁,總共18頁。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)當(dāng)前9頁,總共18頁。懷柔磁像儀Site:islandinHuairoulakeSeeing:1-2arcsec
Since198635cmindiameterFeI5324.19?lineLandefactorg=1.5StokesV:-0.075?fromlinecenterStokesQandU:linecenterNoopticalsystemchange當(dāng)前10頁,總共18頁。TypicalobservationandphysicalquantitiesstudiedShearangleCurrent(Jz)Twist(z)Twist(best)Currenthelicity(hc)CurrenthelicityimbalanceAllthesequantitiesindicatethenon-potentiality(helicity)ofthemeasuredfield.當(dāng)前11頁,總共18頁。AnewsolarfulldiskvectormagnetographatHuairouStokesVStokesQStokesU10cmindiameterFeI5324.19?line當(dāng)前12頁,總共18頁。ResearchinterestsMeasurenon-potentiality:ShearangleCurrent(Jz)Twist(z)Twist(best)Currenthelicity(hc)CurrenthelicityImbalanceVectormagneticfieldonthephotosphereExtrapolationofcoronalmagneticfieldForexample:VariationassociatedwithflaresandCMEsFluxemergenceprocessHelicityproducedbysolardynamo當(dāng)前13頁,總共18頁。Derivedcoronalstructures
DerivedfieldlinesshowconsistencewithHαimage.(WangHNetal.,2001,SolarPhysics,201,323)UsingHuairouvectormagnetogramandareconstructionmethodproposedbyYan&Sakurai(1997)當(dāng)前14頁,總共18頁。VariationassociatedwithflaresandCMEs
Acasewhereanewfluxsystemofnegativehelicityemergesintoanactiveregion(NOAA8210)withpositiveoverallhelicity(best=0.010arcsec-1)suggeststhattheemergenceofoppositehelicitymightbethetriggeroftheCME.(WangJXetal.,2004,ApJ,615,1021)EFR當(dāng)前15頁,總共18頁。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
當(dāng)前16頁,總共18頁。3/21/202317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)外推當(dāng)前17頁,總共18頁。3/21/202318磁螺度積累與日冕物質(zhì)拋射2、當(dāng)
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