19303.日冕磁場(chǎng)計(jì)算及其應(yīng)用研究

1、作者姓名指導(dǎo)教師學(xué)位類別學(xué)科專業(yè)培養(yǎng)單位密級(jí)中國(guó)科學(xué)院大學(xué)UniversityofChineseAcademyofSciences博士學(xué)位論文日冕磁場(chǎng)計(jì)算及其應(yīng)用研究王瑞顏毅華研究員，譚寶林副研究員中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)理學(xué)博士天體物理中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)2013年5月摘要磁場(chǎng)在太陽(yáng)物理研究中扮演著關(guān)鍵角色，無(wú)論是探索太陽(yáng)的長(zhǎng)期演化行為，還是研究太陽(yáng)大氣中的各種爆發(fā)現(xiàn)象的起源、能量釋放與轉(zhuǎn)移、及其發(fā)生發(fā)展規(guī)律，磁場(chǎng)都是至關(guān)重要的一個(gè)要素。

2、然而，到目前為止，可靠的太陽(yáng)磁場(chǎng)觀測(cè)僅僅局限在太陽(yáng)光球表面及其附近區(qū)域，如何獲取準(zhǔn)確而可靠的日冕磁場(chǎng)特征是太陽(yáng)物理研究的難點(diǎn)?；谝欢ǖ臄?shù)學(xué)物理模型，通過(guò)理論外推計(jì)算是我們獲取日冕磁場(chǎng)特征的重要途徑。本次博士論文研究工作主要借助最新計(jì)算技術(shù)和最新的空間太陽(yáng)觀測(cè)結(jié)果，開展了一系列日冕磁場(chǎng)外推計(jì)算，并將有關(guān)計(jì)算結(jié)果應(yīng)用于太陽(yáng)物理問(wèn)題的研究中，主要取得了如下研究結(jié)果：1首先，基于中國(guó)寬帶動(dòng)態(tài)頻譜儀的高時(shí)間一頻譜分辨率的觀測(cè)和小波分析，發(fā)現(xiàn)了一

3、種獨(dú)特的微波反向漂移準(zhǔn)周期快速脈動(dòng)結(jié)構(gòu)，利用SOHO／MDI磁場(chǎng)觀測(cè)，并結(jié)合勢(shì)場(chǎng)外推磁場(chǎng)計(jì)算，給出了對(duì)應(yīng)日冕輻射源區(qū)的磁場(chǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對(duì)該反向漂移脈動(dòng)結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制給予了合理解釋，指出該反向漂移脈動(dòng)結(jié)構(gòu)直接反映了輻射源區(qū)的動(dòng)力學(xué)特征：2利用勢(shì)場(chǎng)計(jì)算重構(gòu)了太陽(yáng)黑子大氣磁波導(dǎo)的三維磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)SDO／AIA的紫外和極紫外成像觀測(cè)結(jié)果的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)黑子的震蕩波可能以一種特殊的傳播方式向日冕傳播。3將GPU并行運(yùn)算技術(shù)應(yīng)用于直接邊界積分方法(D

4、BIE)進(jìn)行日冕磁場(chǎng)外推計(jì)算，驗(yàn)證了該方法的可靠性，并使運(yùn)算速度提高了近1000倍，從而使該方法的廣泛應(yīng)用成為可能。4將aeu力n速后的直接邊界積分方法應(yīng)用于最新的SDO／HMI的矢量磁圖觀測(cè)的三維日冕磁場(chǎng)重構(gòu)，首次實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)外推結(jié)果與SDO／AIA的極紫外圖像、STEREO／A和B的極紫外圖像的多角度三維立體對(duì)比，結(jié)果表明，大部分磁力線從形態(tài)上與極紫外背景結(jié)構(gòu)在多個(gè)角度都吻合得很好，明顯優(yōu)于用其他外推方法的結(jié)果；在活動(dòng)區(qū)的中心區(qū)域，得到