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关于太阳矢量磁场数据推断测量中偏见的识别与缓解

太阳与恒星天体物理 2022-09-28 v1 天体物理仪器与方法

摘要

本文讨论了矢量磁场图中垂直于视线方向的分量 Bperp 的偏见(即高估或低估)问题。此前关于该主题的工作已阐明问题存在;此处我们开展新的研究以量化偏见、充分理解其来源并提供缓解策略。首先,我们开发定量度量以测量 Bperp 偏见,并量化其在局部(物理)与原生像平面分量中的影响。其次,我们测试并评估不同的反演选项与数据源,以系统刻画各类选择的影响,包括显式考虑磁填充因子 ff。第三,我们部署一个简单模型以检验噪声与不同偏见模型可能如何显现。通过这三项研究,我们发现尽管偏见主要出现在未充分分辨的结构中,其在强场像素填充结构中也存在。磁图噪声可加剧该问题,但并非主因。我们表明显式拟合 ff 可提供显著缓解,但其他考量如 chi^2 权重与优化算法的选择也会影响结果。最后,我们展示了一种直接的“快速修复”方法,可在事后应用但须在解决 Bperp 中 180 度模糊之前使用,并可能在全局尺度结构被用作模型边界输入时有用。本工作结论支持部署显式拟合 ff 的反演代码,或如新 SyntHIA 神经网络那样,在以如此方式拟合的数据上训练的代码。

关键词

引用

@article{arxiv.2207.11572,
  title  = {On Identifying and Mitigating Bias in Inferred Measurements for Solar Vector Magnetic Field Data},
  author = {K. D. Leka and Eric L. Wagner and Ana Belén Griñón-Marín and Véronique Bommier and Richard Higgins},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2207.11572},
  year   = {2022}
}

备注

33 pages, 23 figures; accepted for publication in Solar Physics