从历史 Ca II K 观测重建太阳辐照度 I. 方法及其验证

对太阳辐照度变化性的认识对地球气候模型及理解太阳对地球气候的影响至关重要。直接的太阳辐照度测量仅自 1978 年起可用。对过去变化性的重建通常依赖太阳黑子数据。这些仅提供关于光斑和网络状区域的间接信息，而后者是太阳周期及更长时间尺度上辐照度变化性的决定性贡献者。我们的最终目标是利用历史全日面 Ca II K 观测重建过去的太阳辐照度变化，以独立于太阳黑子观测来描述光斑贡献。在此，我们开发了该方法，并使用现代基于 CCD 的 Ca II K 观测对其进行了广泛测试，且对两个照相档案进行了初步测试。我们采用了来自 13 个数据集（如 Meudon、Mt Wilson 和 Rome 天文台的数据集）经过仔细归约和定标的 Ca II K 图像。我们将它们转换为无符号磁图，然后将其作为改进 SATIRE 模型的输入，以重建 1978-2019 年期间的 TSI 变化，该期间有直接的辐照度测量可用。从所分析的 Ca II K 档案重建的 TSI 与直接 TSI 测量和已有重建结果吻合良好。该模型在不同带通拍摄的数据和低空间分辨率图像上也返回了良好结果。历史 Ca II K 档案存在大量不一致性，但我们表明只要观测被精确处理，这些档案仍可用于以合理精度重建 TSI。通过将由高质量 Ca II K 观测重建的太阳无符号磁图作为 SATIRE 模型的输入，我们可以几乎与直接记录的磁图一样准确地重建太阳辐照度变化。