活动区对太阳周期贡献的代数量化方法

太阳周期极小期的太阳偶极矩被认为是预测后续周期振幅最成功的先兆指标。表面磁通量输运(SFT)模型的数值模拟被广泛用于有效预测周期极小期的偶极矩。近来有人提出一种代数方法，可快速预测活动区(AR)对周期极小期轴向偶极矩的贡献，以替代SFT模拟。然而，该方法假设活动区为双极磁区(BMR)构型。实际上大多数活动区在相反极性构型上是不对称的，或具有更复杂的构型。此类活动区的演化与BMR近似有显著不同。我们提出一种广义代数方法，用以描述任意构型活动区对轴向偶极矩的贡献，并评估其与基于BMR方法相比的有效性。我们通过数学推导得到该广义方法。我们将广义方法的结果与观测活动区、人工构建的BMR以及更复杂构型活动区的SFT模拟进行比较，并与基于BMR方法的结果进行比较。广义方法与SFT模型等价，可精确预测活动区对偶极矩的贡献，且计算效率远高于SFT模拟。尽管基于BMR方法的计算效率与广义方法相近，但其仅对对称双极活动区准确。基于BMR方法会系统性高估不对称双极活动区的偶极贡献，并随机误算更复杂活动区的贡献。广义方法提供了对活动区太阳周期演化贡献的快速精确量化，为基于物理的太阳周期预测应用铺平了道路。