太阳活动区中多尺度结构的观测研究

Since the structures at different scales in solar active regions are closely related to various solar activities, it is of great significance for understanding solar activities to investigate the features and evolutions of these multi-scale structures. Due to the limitation of observation condition, previous studies about the multi-scale structures in active regions were constrained in given observational wavelengths or regions. Recently, using multi-wavelength, full-disk, and successive observations from the SDO and high spatial, temporal, and spectral data from the IRIS, we have made some progresses in small-scale structure: light walls above sunspot light bridges and in large-scale structure: magnetic flux ropes in active regions. Based on these research studies, we plan to conduct the following studies in this proposal: to statistically study the small-scale structures above sunspot light bridges and their connections with the surrounding sunspot magnetic fields. Moreover, we will investigate the complete evolution of large-scale multi-flux-rope system and the coupling of structures at different scales in active regions in case studies. This proposal is expected to reveal the evolutionary processes of multi-scale structures in active regions and their innate relations with background magnetic fields, thus shedding light on a relatively comprehensive scenario about the various activities in active regions. The results of this project are supposed to be helpful in deepening the understanding for solar activities and in forecasting disastrous space weather by providing crucial observational evidences and constraints.

太阳活动区中不同尺度的结构与各类太阳活动联系紧密，系统地研究这些多尺度结构的物理性质和演化特征对于我们深入理解太阳活动具有重要意义。过去由于受观测条件的限制，对活动区内多尺度结构的观测研究被局限在特定波段和区域。近期我们利用SDO卫星多波段全日面的连续观测以及IRIS卫星的高分辨率光谱成像观测数据，在活动区内小尺度结构亮墙和大尺度结构磁绳等方面取得了相应的研究进展。本项目拟在已有工作的基础上主要进行如下研究：统计研究黑子亮桥上方各类小尺度结构的活动规律，阐明其与黑子磁场之间的联系。此外，我们还计划通过个例分析研究太阳活动区中大尺度多磁绳系统的完整演化过程以及活动区中不同尺度结构间的耦合特性。本项目旨在系统研究太阳活动区中不同尺度结构的演化过程及其与活动区磁场的内在联系，提出活动区内相关太阳活动的较完整图像，从而为理解太阳活动和预报相关灾害性空间天气提供参考依据。

太阳活动区中不同尺度的结构与各类太阳活动联系紧密，系统地研究这些多尺度结构的物理性质和演化特征对于我们深入理解太阳活动具有重要意义。然而过去由于观测条件的限制，对活动区内多尺度结构的观测研究被局限在特定波段和区域，因此对于这些不同尺度结构的演化规律、与活动区磁场之间得了联系以及它们彼此之间的联系与耦合过程等问题，我们目前还没有明确的答案。为了回答这些问题，在本项目3年的资助期内，我们针对太阳活动区中的不同尺度结构开展了系列研究，并在国际期刊上发表论文18篇，其中第一/通讯作者论文9篇，取得的主要成果如下：（1）统计研究了黑子亮桥上方的各类活动现象，阐明了其与黑子磁场之间的联系、各自的驱动机制以及彼此之间的联系，相关研究结果对未来的黑子建模提出了新的要求与限制；（2）通过个例分析研究了太阳大气中大尺度多磁绳（暗条）系统的完整演化过程，揭示了暗条感应爆发过程的完整物理图像；（3）深入探究活动区中不同尺度结构间的耦合特性，首次发现并重构出了一个日面日珥气泡的三维辐射与磁场结构，提出低层小尺度磁环结构与其上方的日珥（暗条）磁凹陷（倒钩）相互作用形成了气泡。通过上述工作，我们系统揭示了太阳活动区中不同尺度结构的演化过程及其与活动区磁场的内在联系，从而为理解太阳活动和预报相关灾害性空间天气提供参考依据。