深单胞经向环流对通量输运太阳发电机是否必不可少?
太阳与恒星天体物理
2014-02-05 v2 地球与行星天体物理
天体物理仪器与方法
摘要
太阳活动周期可通过通量输运发电机成功建模,其中太阳的经向环流起着重要作用。大多数运动学发电机模拟假设对流区内经向环流为单胞结构,其底部存在向赤道回流。鉴于近期有观点认为回流发生在更浅的深度,我们探讨了具有此类浅层回流的经向环流是否仍能保留通量输运发电机的诱人特征(如正确的蝴蝶图、环向场与极向场之间正确的相位关系)。我们考虑了在浅层回流下方存在的额外经向环流胞——包括径向堆叠的多胞情形以及更复杂的胞图案情形。只要在对流区底部的低纬度区域存在向赤道流动,我们发现可以近似重现太阳行为。然而,如果对流区底部没有流动或存在向极流动,则无法重现太阳行为。在降低湍流扩散率时,我们仍然发现了周期性行为,尽管周期变得不切实际地大。此外,在低扩散率下,我们无法得到观测到的太阳黑子极小期极区场与下一个周期强度之间的相关性,而这种相关性在高扩散率下可以重现。通过引入径向向下抽运,即使在低扩散率下,我们也能获得更合理的周期和更接近太阳的行为。
引用
@article{arxiv.1309.2838,
title = {Is a deep one-cell meridional circulation essential for the flux transport Solar Dynamo?},
author = {Gopal Hazra and Bidya Binay Karak and Arnab Rai Choudhuri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.2838},
year = {2014}
}
备注
12 pages, 13 figures