磁场变化对太阳高层大气加热机制研究

Solar atmosphere heating in the chromosphere and corona is one of the most important topic in solar physics. It attracts the attention for nearly a century. The program will study the physics mechanism of the solar atmosphere heating from both theory and observation analysis. The structure of magnetic field in the high layer of the solar atmosphere can be deduced from the magnetic field on the photosphere. According to the observation from National Astronomy Observatory of China and from the space instruments over the world, we can find the magnetic fied variation in chromosphere and corona. The variation of magnetic field will cause the induced electric field. The Ohm''s heating of the electric field could be the reason for the atmosphere heating.In this program, data analysis and magnetic field deduction is the key in finding the heating effect. In the same time, induced electric field distribution in solar atmosphere will be practiced in this program.Finally, the theoretical analysis from induced electric field will be analyzed.

太阳色球和日冕加热是太阳物理的重要研究课题之一，长期以来受到太阳物理研究者的关注。本项目拟通过太阳活动区磁场观测资料，进行外推获得日冕的磁场结构，讨论在太阳高层大气中磁通量的变化率。磁通量的变化将产生瞬时感生电场。感生电场对等离子体的作用，将产生焦耳热加热日冕物质。本项目的研究将主要依靠观测数据处理以及日冕磁场外推来进行研究，并分析太阳大气各层次的磁通量变化率以及感生电场。同时，进行理论分析其对高层大气的加热效应。

日冕加热和太阳风粒子加速的能量来源问题一直是太阳物理研究的重要课题，项目从磁场变化产生的感生电场对日冕加热和太阳风加速提供能量这一新思路对这一问题进行了研究。.利用HMI/SDO的光球矢量磁场观测数据进行外推，得到太阳大气空间磁场分布，然后利用法拉第方程推导出了感生电场，并用 Monte Carlo概率统计方法，在对磁场变化率进行时间和空间上的线性化之后， 计算得到空间感生电场分布。 最后在分析欧姆定律的电场和电流表达式差异基础上 ，利用感生电场计算了太阳大气的空间加热率和由此引起的温度增量，所得到的能量足以提供太阳日冕加热和太阳风粒子加速。从方法和结论上都具有创新意义。.由于磁场在太阳活动以及大气加热方面的重要性，项目同时对太阳黑子的物理过程进行了详细分析和讨论，从黑子形成到消失过程中，运动磁场结构起到了重要作用。.本项目从基本理论和具体数据分析上，都论证了磁场及其变化对太阳活动和太阳大气加热有着至关重要的作用。