太阳活动经度带的理论研究

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太阳活动经度带的研究已经有很长的历史了。1863年,卡林顿发现太阳黑子在太阳经度上的分布不是随机的,而是集中在太阳活动强的经度上。在太阳周期(太阳活动周期为11年)下降年阶段,这种不均匀现象尤其明显。在某些经度区域,太阳活动发生更为频繁,这些区域称为太阳活动经度带。除了太阳黑子,人们也使用了其它太阳活动指标来研究太阳活动带现象,比如太阳耀斑,日面磁场,太阳风等。通过这些指标的研究,也发现太阳活动随经度带的分布是不均匀的,而且倾向于出现在某些经度带上。   人们对太阳经度带研究已经将近一个半世纪了(19世纪60年代),一般认为在短时间内,比如几个月或者几年,太阳活动经度带在卡林顿坐标系下是稳定的。然而Berdyugina和Usoskin(2003,2005)通过对过去120年太阳黑子的数据进行分析得出,太阳黑子的经度带是较差转动的,这与一些类太阳恒星的结论是一致的。通过对太阳黑子数据在动力学坐标系进行较差转动的修正分析,Usoskin等得出在动力学坐标系下,太阳南北半球均存在两个相距约180度,固定的太阳活动经度带。在如此长的时间尺度上存在着太阳活动经度带这一说法受到了Pelt(2005,2006)等人的怀疑,他们认为这种持久的活动经度带可能是随机扰动现象的巧合,而不是真实的现象。2007年,Zhang等利用GOES最近三个太阳周的观测数据,根据太阳较差转动模型对耀斑的经度进行修正,得到了与Usoskin等一致的结论。   对于观测到的太阳活动经度带的非轴对称性,Moss(1999),Dik-pati和Gilman(2005)进行了一些理论上解释。然而都没有很好地解释太阳活动经度带的观测现象。为了更好地理解太阳活动经度带现象,我们仍然需要更多的理论发展。毫无疑问太阳活动经度带与太阳全球磁场的产生是相联系的。解释太阳活动经的存在,持续性和演化是充满挑战的研究课题,这能够对太阳发电机理论的发展提供更强的观测限制。在这篇文章里,我们通过解磁感应方程,得到了通解。我们选择一种磁场的形式,计算出了磁场随时间的变化率。从太阳磁场随时间的变化率,我们发现存在两个固定的相距180度的太阳活动经度带,并且太阳活动经度带的转动速率与太阳自转的速率相同。
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