三维运动学 Babcock-Leighton 太阳发电机建模的近期进展

在本综述中，我们阐述 Babcock-Leighton 太阳发电机模型近期取得的进展，该类模型在解释太阳活动周的各种性质方面最为成功。一般而言，这些模型是二维轴对称的，并在太阳的子午面中求解平均场发电机方程。这些模型中涉及的各类物理过程（例如磁浮力与 Babcock-Leighton 机制）本质上是三维过程，无法在二维框架中恰当建模。在指出二维模型（例如平均场 Babcock-Leighton 发电机模型与表面磁通量输运模型）的局限性之后，我们描述了近期开发的下一代三维发电机模型，其实现了更精细的浮力磁通管穿过对流区浮现算法，并比先前的二维模型更真实地捕捉 Babcock-Leighton 过程。给出了这些三维发电机模型（包括表面磁通量输运对应模型）的详细结果。我们仅通过引入倾角周围的散射，解释了三维发电机模型中重现的活动周不规则性。还讨论了将观测到的光球对流速度场同化入三维模型的一些结果，指出了这些三维模型所拥有的广阔应用前景。