相对磁螺度的演化：矢量势的新边界条件

我们最近提出了一种在有限体积内计算给定磁场相对磁螺度的方法，但该方法要求所考虑体积的所有侧面上的磁通量分别平衡。为了允许边界上存在有限磁通量，我们构造了一个库仑规范，可实现全局磁通量平衡。我们在一个理论无力磁场模型中测试并验证了该方法。我们将新方法应用于先前计算的数据，发现差异小于 1.2%。我们还将该方法应用于由新的光球数据驱动 MHD 模型代码 GOEMHD3 得到的活动区 NOAA 11429 上方的磁场。利用新方法分析了日冕中的磁螺度演化。发现当快速磁重联被触发时，归一化磁螺度等于 -0.038。该值与磁重联发生时的 MHD 模拟先前值（-0.029）以及新浮现活动区爆发观测到的归一化磁螺度（-0.036）相当。我们发现，通过底边界注入后积累磁螺度中仅有 8% 被耗散。这与 Woltjer 猜想一致。从底边界注入的磁螺度仅有 2% 逃逸出日冕。这与磁云观测一致，磁云可将磁螺度带入行星际空间，在本文所考虑的情形中，若干晕状 CME 和两次 X 级太阳耀斑源于该活动区。