关于太阳 corona 三维磁场扩散建模
太阳与恒星天体物理
2025-10-03 v1 空间物理
摘要
本文提出了一种新的生成式去噪扩散模型，用于合成太阳三维冠状磁场，这是一类具有演化磁结构且呈现日常变异性、循环模式及长期周期性特征的复杂动态区域。在物理与机器学习的交叉领域，这种建模具有独特的挑战与机遇。我们的生成方法采用受Spherical Fourier Neural Operators (SFNO) 启发的创新架构，在球谐域内工作，标量场直接对应于磁势，并受物理约束约束。我们使用包括11.7年每日耦合仿真数据（Air Force Data Assimilative Photospheric Flux Transport-Wang Sheeley Arge模型）训练该模型，进一步通过数据增强提升效果。初始结果表明，该模型能够条件性地生成反映太阳周期不同阶段（从太阳最小S=0到太阳最大S=1）的物理上真实的磁场。该方法标志着赤道物理学领域的高级生成式三维建模取得了重要进展，具有在太阳预报、数据同化、逆问题求解及更广泛的物理信息生成图形资产等方面的潜在应用价值。
引用
@article{arxiv.2510.01441,
title = {Diffusion Modeling of the Three-Dimensional Magnetic Field in the Sun's Corona},
author = {Daniel E. da Silva and Michael Kirk and Nat Mathews and Andrés Muñoz-Jaramillo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.01441},
year = {2025}
}