球坐标系中相对磁螺度的计算

磁螺度在太阳研究中极为重要，因为它在理想磁流体力学中守恒。尽管已有许多在笛卡尔有限体积中计算磁螺度的方法，但在球坐标系——太阳应用的自然坐标系——中，螺度仅被近似处理。我们在此提出一种在球几何中正确计算相对磁螺度的方法。所考虑的体积为有限的壳层或楔形，且三维磁场在研究域内被认为完全已知。用著名的半解析无力磁场模型对该方法测试，显示其具有极佳精度。进一步将其应用于一组太阳活动区磁场的非线性无力重建，并与过去使用的近似方法比较，表明所提方法可显著更精确，从而使我们的方法成为采用球几何的螺度研究中一个有前景的工具。此外，确定并讨论了该近似方法的适用范围。