太阳大气中磁螺度的分布和演化与太阳活动关系的研究

Magnetic helicity as a parameter to describe the twist and topological properties is significant to understand the origin of the magnetic field and the mechanism of the release of magnetic energy. This study intends to apply the relative magnetic helicity calculation method developed by ourselves to the vector magnetogram from the ground base and the satellite to quantitatively study the correlation between the evolution of magnetic helicity and the parameters such as the solar flare class, CME's speed in the solar eruptions, and also the distribution of magnetic helicity in different time and space scale. This research will supply the observation restriction to understand the mechanism of solar dynamo and eruption.

磁螺度作为一个描述磁场缠绕程度和拓扑属性的参量对于理解太阳磁场的起源和太阳磁场能量的释放机制具有重要的意义。本课题拟使用地面和空间的矢量磁场数据，利用我们自主开发的磁螺度计算方法，通过个例分析和统计研究，探讨太阳大气中不同时间尺度和空间尺度上磁螺度的分布特征；定量研究太阳爆发活动中磁螺度的演化特征及其与太阳爆发中的不同参量（例如日冕物质抛射的速度、太阳耀斑的等级等）的相关性，为理解太阳磁场的起源和爆发机制提供观测上的约束。

磁螺度是当代太阳物理磁场研究在拓扑分析时代的重要研究方向。通过该项目的实施建立的相对磁螺度三维计算模型填补了国际太阳磁拓扑分析方法近三十年的空白，在国际上首次给出三维磁重联中的磁螺度耗散比，成为写入教科书的经典研究工作，加入了位于瑞士的空间科学学院磁螺度计算工作组；新浮活动区的爆发研究验证了磁螺度积累爆发的理论猜想，获得国际空间科学组织颁发的青年科学家杰出论文奖，是中国在太阳物理学界近十年的唯一获奖人。在国际上第一次观测到太阳活动周的磁螺度非守恒振荡现象，对解决“太阳磁活动周期的起源”这个当代重大科学问题做出新启示；使用中国自主数据，做出了媲美国际空间太阳望远镜的矢量磁场定标结果。