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在日出卫星G波段图像中观测到的水平流场

DOI:10.1051/0004-6361/201322476 期刊:Astronomy & Astrophysics 出版年份:2014 更新时间:2025-09-22 20:16:02
摘要: 背景:太阳孔隙是缺乏半影的磁特征结构,标志着磁流体动力学过程谱系中的两个重要转变:(1)磁场强度足以抑制对流能量传输;(2)在临界点部分孔隙会发展出半影并演变为太阳黑子。研究目的:本统计研究旨在全面描述太阳孔隙的尺寸、周长、形态、光度特性及水平自主运动。日本"日出号"卫星提供的无视宁度且均匀的数据,为比较不同环境及演化阶段孔隙邻近区域的流场提供了条件。研究方法:基于"日出号"太阳光学望远镜(SOT)观测的高分辨率G波段图像数据库,采用先进数字图像处理技术推导孔隙统计特性。研究包含两组数据:(1)2006年10月25日至2013年8月31日近七年单幅G波段图像推导的光度与形态特性;(2)2006年11月3日至2008年1月6日较短时期内,通过局部相关追踪(LCT)对356组一小时序列G波段图像分析获得的13个活动区水平流场。研究结果:7643个单帧/2863个时均孔隙构成统计基础。第23太阳活动周极小期孔隙主要出现在南半球低纬度区域,该不对称性在第24活动周上升期逆转——孔隙从高纬向低纬迁移。宁静太阳G波段图像中孔隙罕见,仅约10%独立存在??紫锻ǔ3史窃残?,椭圆拟合时半长轴与半短轴典型比例为3:2。较小孔隙(超三分之二面积小于5平方兆米)更趋近圆形且边界褶皱较少??紫睹婊胫艹ぞ隙允植迹馇科德史植伎捎纱戆?亮成分的双高斯函数重现。约20%孔隙区域存在类似本影点甚至光桥的亮特征。径向平均剖面显示:归一化半径RN=2.1处出现光强峰值,随后RN=2.3处出现散度峰值,RN=4.6处为水平速度径向分量峰值??紫赌诓扛荷⒍惹苛冶砻鞔嬖谙蛐幕憔哿?,外部流则朝向相邻超米粒边界。当RN=1.4时光强达到宁静太阳水平的位置对应RN=1.6处散度为零点。研究结论:获得了具有统计意义的孔隙样本之形态、光度特性及水平流场数据,这为最终演化为太阳黑子或逐渐消散的磁通量集中区的MHD模拟提供了关键边界条件??紫叮疤艉谧樱┦的P捅匦敕险庑┰际?,更重要的是孔隙集合体需与观测参数的频率分布一致。
作者: M. Verma,C. Denker
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研究概述 实验方案 设备清单

利用Hinode卫星G波段图像的统计分析,全面描述太阳孔洞在尺寸、周长、形状、光度特性及水平自行运动方面的特征。

统计分析全面描述了太阳孔洞的形态学、光度学及流动特性,揭示了关键发现:如分布上的南北不对称性、典型3:2长宽比的非圆形状、面积与周长的对数正态分布,以及孔洞内部的汇聚流。这些发现为磁流体动力学模拟提供了重要边界条件,并强调未来研究需纳入磁场和多普勒速度数据以实现更完整的认知。

该研究仅基于G波段图像和LCT流图的光度与形态分析,未包含磁场测量和光谱观测。由于聚焦于活动区存在选择偏差,样本可能不完整。数据集的空间分辨率和覆盖范围限制可能影响结果的普适性。

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