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利用日震学和局部相关跟踪的太阳超米粒空间分辨垂直涡度

太阳与恒星天体物理 2015-09-09 v2

摘要

流动涡度是旋转系统中湍流对流的基本属性。太阳超米粒组织表现出依赖于半球的优先旋转方向。这是由于作用于发散水平流的科里奥利力所致。我们旨在在不同纬度空间分辨平均超米粒组织的垂直流动涡度,包括外流和 inflow 区域。为测量垂直涡度,我们使用两种独立技术:时距日震学(TD)和强度图像中米粒的局部相关跟踪(LCT),数据来自太阳动力学天文台(SDO)上的日震与磁成像仪(HMI)。两张图都针对中心到边缘的系统误差进行了校正。我们发现,大空间尺度上垂直涡度的8小时TD与LCT图高度相关。与平均超米粒外流相关,我们发现切向(涡旋)流在40度纬度处以顺时针方向达到约10 m/s。在平均 inflow 区域,切向流达到相同量级,但为逆时针方向。这些切向速度远小于径向(发散)流分量(平均外流300 m/s,平均 inflow 200 m/s)。TD和LCT的结果(由HMI测得)在-60度到60度纬度间极为一致。由HMI LCT,我们测得平均超米粒的涡度峰值半高全宽在外流处约13 Mm,inflow处约8 Mm。这大于LCT测量的空间分辨率(约3 Mm)。另一方面,外流中的涡度峰值约为 inflow 处测量值的一半(例如在40度纬度处顺时针4/(10^6 s) 对比逆时针8/(10^6 s))。同一时期从MDI/SOHO获得的结果与HMI/SDO结果相比有偏差。

关键词

引用

@article{arxiv.1504.00223,
  title  = {Spatially resolved vertical vorticity in solar supergranulation using helioseismology and local correlation tracking},
  author = {J. Langfellner and L. Gizon and A. C. Birch},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1504.00223},
  year   = {2015}
}

备注

12 pages, 13 figures (plus appendix), accepted for publication in A&A