太阳(总)辐射长期变化原因的探索研究

Long-term variation of Total/spectral solar irradiance (TSI/SSI) is not only one of solar physics studies, but also a very important factor that affects the solar-terrestrial environment, especially one factor that affects the Earth's climate change. In view of huge difficulties of observation analysis of TSI/SSI, their long-term change causes are limited to speculation, and none are widely accepted conclusions up to now. The solar rotation and solar activity periods are found to exist in TSI. Magnetic structures of different sizes act on TSI in obviously different ways, and their evolutions should give rise to some kinds of time lag and different appearances of the solar-rotation-cycle signal among themselves. This project will be based on the solar interior helioseismology observations and the results of evolution of magnetic structures of different sizes, with periodic (especially, variations of the solar rotation signal within solar activity cycles) and time phase analysis as the main method, emphasize on the exploration of characteristics and causes of long-term variation of TSI and SSI. Characteristics of spatial and temporal variations of the solar rotation cycle and their effects on TSI/SSI are also investigated in addition.

太阳辐射的长期变化是太阳物理研究的重要内容；也是影响日地关系，特别是地球气候长期变化的重要因素。鉴于观测分析的困难，目前对太阳辐射长期变化原因还限于推测，且没有一个被广泛接受的结论。太阳辐射变化中存在自转和太阳活动周信号。不同尺度磁结构对太阳辐射的作用方式显著不同，它们的演化会导致不同磁结构间存在时间序列相位差和自转信号的不同反映。本项目以磁场演化观测和太阳内部日震学观测结果为依据，用周期（特别是自转信号的太阳周变化）和时间相位分析为主要手段，甄别不同磁活动对太阳(总）辐射的影响, 重点探索太阳（总）辐射长期变化的特征和原因，兼分析太阳自转信号变化的规律，及其对太阳辐射的影响

太阳辐射的长期变化是太阳物理研究的重要内容；也是影响日地关系，特别是地球气候长期变化的重要因素。鉴于观测分析的困难，目前对太阳辐射长期变化原因还限于推测，且没有一个被广泛接受的结论。太阳辐射变化中存在自转和太阳活动周信号。不同尺度磁结构对太阳辐射的作用方式显著不同，它们的演化会导致不同磁结构间存在时间序列相位差和自转信号的不同反映。有鉴于此，本项目以磁场演化观测结果为依据，用周期（特别是自转信号的太阳周变化）和时间相位分析为主要手段，甄别不同磁活动对太阳(总）辐射的影响，探索太阳(总)辐射长期变化原因。. 项目得到的主要结论是：通过对MgII与TSI的相位分析，发现引起TSI长期变化的原因可能不是黑子（强磁活动）的变化，而是弱磁活动导致；(4.27-38.01)X 1019Mx这类磁元的小尺度磁活动对TSI变化的影响是引起TSI变化的主要原因；太阳总辐照在太阳活动周时间尺度上的变化主要是由太阳表面小尺度的磁场特征控制的；小尺度磁元的活动加热了色球和日冕, 同时同步引起太阳总光度变化；太阳风加速与日冕加热是同步的，本质上一样；对不同尺度的小尺度磁元进行了周期分析，给出了它们的自转周期变化的特征，如小尺度磁元的自转比大尺度磁活动（黑子）自转得快；正是小尺度磁元的活动导致日冕比下面的光球自转得快；提出用含3参数的函数来描述太阳黑子数活动周，这样隐含着可用于预报的作用，对双峰结构的描述比目前存在的其他方法要明显地好。.本项目发表论文26篇，其中SCI 25篇，国际会议文集论文1篇。项目培养了一批博士生。项目顺利完成了计划书的任务。.本项目的研究将来对太阳高层大气的反常加热会有借鉴作用。推广本项目的研究结果，很有可能是小尺度活动引起高层大气反常加热，同时导致TSI的太阳周尺度的变化。