太阳极区矢量磁场的研究

太阳极区磁场是太阳磁场的一个重要分量。它是全球极向磁场的直接表现，是全球发电机中环向磁场的来源，参与了整个太阳活动周过程，又是快速太阳风的源区。由于投影效应以及临边昏暗的影响，极区磁场的观测面临很大的困难，迄今，极区磁场仍然是我们所知甚少的一个磁场分量。Hinode卫星以及SDO卫星的成功发射为我们研究极区磁场提供了一个很好的机会。利用Hinode以及SDO卫星的高空间和高时间分辨率的观测，本项目拟在（1）极区磁场的内禀物理性质；（2）极区磁场的磁通量分布以及演化；（3）第24太阳活动周峰期极区磁场极性反转等三个方面取得定量的观测研究结果。通过对极区矢量磁场系统的观测研究，理解极区磁场的特征以及起源；通过跟踪并详细分析第24太阳活动周太阳两极磁场演化的过程，探讨活动区磁场和极区磁场的相互作用，认识和描述太阳极区磁场极性反转的物理过程，从而理解太阳两极磁场极性不同时反转的成因。

本项目基本上按原定计划进行，圆满完成了既定科学目标和计划任务。太阳极区磁场是太阳磁场的一个重要分量。它是全球极向磁场的直接表现，是全球发电机的来源，参与了太阳活动周变化，是快速太阳风的源区。然而由于投影效应以及临边昏暗的影响，极区磁场的观测面临很大的困难，直至目前极区磁场仍然是我们所知甚少的一个磁场分量。Hinode卫星以及SDO卫星的成功发射为我们研究极区磁场提供了一个很好的机会。利用Hinode以及SDO卫星的高空间分辨率以及高时间分辨率的观测，我们对极区磁场做了系统的研究，在太阳极区矢量磁场的内禀性质方面取得了重要的观测结果，详细研究了太阳极区的磁填充因子、本征场强、向量磁场中的水平磁场和垂直磁场分布特征，对比了太阳极区和其它区域的磁场，研究了极区磁场和中低纬冕洞磁场的差别；详细分析研究了太阳色球磁场，发现在23周巨极小期期间太阳色球极区磁场的变化：北极磁通量线性地减少而南极磁通量几乎不变，而且在太阳极区发现了一种不随太阳周变化的磁场分量。另外，我们还对研究计划做了扩展，对‘太阳小尺度磁场是否具有太阳周行为’这一课题做了详细的观测研究，从而进一步探讨了小尺度磁场的起源；对比了太阳宁静区与冕洞区的矢量磁场和电流螺度，分析了冕洞区和宁静区矢量磁场的非势性；利用SDO的磁场数据以及紫外观测，分析了在冕洞边界的磁重联特性；利用Hinode数据对太阳网络内磁元的磁本征性质、双极磁通量浮现做了具体的分析研究，探讨了网络内磁场的演化过程。