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由光球亮斑运动推导的光球湍流扩散

太阳与恒星天体物理 2011-11-21 v1

摘要

基于大熊湖太阳天文台的新太阳望远镜(NST)获取的太阳米粒组织观测结果,我们探测了宁静太阳区域、冕洞和活动区谱斑中亮斑的自转运动。我们自动检测并追踪亮斑,并针对所有可用的时间间隔,推导了它们从每个亮斑出现开始随时间变化的均方位移。在所有三种磁环境中,我们都发现了超扩散状态的存在,这在10-300秒的时间间隔内最为显著。通过谱指数γ\gamma(即均方位移谱的斜率)测量的超扩散性,从谱斑区域(γ=1.48\gamma=1.48)到宁静太阳区域(γ=1.53\gamma=1.53)再到冕洞(γ=1.67\gamma=1.67)依次递增。我们还发现,湍流扩散系数的变化与时间和空间尺度均成正比。对于最小空间尺度(22 km)和最小时间尺度(10秒),冕洞和宁静太阳区域的湍流扩散系数分别为22和19 km2^{2} s1^{-1},而对于谱斑区域,在15秒的最小时间尺度下约为12 km2^{2} s1^{-1}。我们将亮斑追踪代码应用于太阳对流的3D MHD模型数据(Stein et al. 2007),发现了γ=1.45\gamma=1.45的超扩散现象。此外,获得了湍流扩散系数作为尺度和γ\gamma的函数的表达式。

关键词

引用

@article{arxiv.1111.4456,
  title  = {Turbulent Diffusion in the Photosphere as Derived from Photospheric Bright Point Motion},
  author = {V. I. Abramenko and V. Carbone and V. Yurchyshyn and P. R. Goode and R. F. Stein and F. Lepreti and V. Capparelli and A. Vecchio},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1111.4456},
  year   = {2011}
}

备注

22 pages, 10 figures