通过日震学分析约束全球太阳模型

对太阳内部动力学的全球流体动力学模拟一直聚焦于利用日震学反演结果作为约束，来复现类太阳较差自转与经向环流的条件。然而，对经向环流的反演给出了颇具争议的结果，显示出沿半径方向存在一个、两个或多个环流胞的可能性。为解决这一争议并更深入理解太阳内部的全球流态，我们对数值模拟得到的经向环流剖面的日震学特征分析采用了一种“正演建模”方法。我们采用全球声学建模代码 GALE 来模拟声波在由全球流体动力学与磁流体动力学模型（EULAG、Pencil Code 与 Rayleigh code）生成的的平均质量流场中的传播。这些模型被用于生成合成多普勒图数据产品，作为局部走时日震学技术的输入。将全球数值模拟解得到的日震学走时信号与太阳观测的反演结果直接比较，以直接方式对全球模型参数施加额外约束。我们表明，尽管这些模型能够复现类太阳较差自转，由此产生的受自转约束的对流发展出一种多胞全球经向环流剖面，其与太阳观测的局部走时反演在可测量上不一致。然而，我们发现，在靠近模型表面的受自转非约束对流的发展能够维持类太阳较差自转，同时对日震学走时信号产生显著影响，在噪声误差的一个标准差范围内复现太阳观测。