太阳活动区磁场螺度特征研究

Non-potentiality of solar magnetic field is mainly expressed by helicity. Studying helicity of active regions has important scientific significances to the understanding of dynamo theory, origins of solar cycle and solar activities. Observations have shown that statistically there exists a hemispheric helicity sign rule, that is, positive helicity sign in the southern hemisphere and negative helicity sign in the northern hemisphere. However, a recent large-sample statistical result has shown that strong and weak magnetic fields show opposite helicity signs. A very recent research also gives example of sunspots where umbra with strong magnetic field shows opposite helicity sign to that of penumbra. Here we propose to use SP/Hionde data, as the so-far most accurate magnetic field measurement,to statistically study the helicity characteristics of solar active region using multi-parameter. Meanwhile, study the helicity characteristics of sunspot umbra and penumbra, how they may affect the estimation of the helicity sign of the entire active region and even affect the accurate measurement of hemispheric helicity sign rule. We also propose to study the evolution of helicity in sunspot umbra and penumbra, in rapidly-developed and relatively-stable active regions, respectively. With more data being gathered, the possible solar-cycle variation of helicity chacteristics in sunspot umbra and penumbra will also be studied. We hope give a suitble theoretical account.

螺度是太阳磁场非势性的主要表征。研究活动区的螺度特征，对于理解发电机理论、太阳活动周以及太阳活动等物理现象具有重要的科学意义。以往大量研究表明，螺度存在着半球符号法则，即在统计上南半球以正螺度为主导，北半球以负螺度为主导。但是，近年的大样本统计结果表明，活动区的强场和弱场有着相反的螺度符号。最新的研究也给出个别黑子实例，显示它们的本影区的强场和半影区的弱场有着相反的螺度符号。本项目旨在利用目前最为精确的SP/Hinode磁场测量数据，进行活动区的多螺度参数的统计分析。并对活动区进行黑子本影区和半影区的螺度统计，分析本影、半影螺度符号对整个活动区螺度符号乃至对半球螺度符号法则测定的影响；同时，对于快速演化活动区和较为稳定的活动区，分别研究它们本影半影螺度符号的演化，为探讨螺度起源打下基础；随着更多数据的积累，还将研究本影半影螺度符号随太阳活动周的变化。最后尝试给出一个合理的理论解释。

螺度是太阳磁场非势性的主要表征。研究活动区的螺度特征，对于理解发电机理论、太阳活动周以及太阳活动等物理现象具有重要的科学意义。以往大量研究表明，螺度存在着半球符号法则，即在统计上南半球以正螺度为主导，北半球以负螺度为主导。但是，近年的大样本统计结果表明，活动区的强场和弱场有着相反的螺度符号。最新的研究也给出个别黑子实例，显示它们的本影区的强场和半影区的弱场有着相反的螺度符号。本项目旨在利用目前最为精确的SP/Hinode磁场测量数据，进行活动区的多螺度参数的统计分析。并对活动区进行黑子本影区和半影区的螺度统计，分析本影、半影螺度符号对整个活动区螺度符号乃至对半球螺度符号法则测定的影响。项目研究中给出了139个活动区的螺度蝴蝶图，得到以下研究结果：给出磁场底值大于100G的活动区的蝴蝶图，发现这些活动区整体上符合半球螺度符号法则，但按照南北半球的符合程度划分时，并非都符合这个规律。将所有样本作为整体，对强场和弱场的螺度参数按照南北半球的符合程度来划分，发现：弱场的螺度参数在北半球符合半球螺度符号法则的程度很好；强场的螺度参数在南半球符合该法则的程度。