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太阳EUV辐射与活动指数在11年与27天尺度上的变化性的差异及其在电离层中的表现

陈一定  刘立波  万卫星  
【摘要】:利用SOHO/SEM提供的26-34nm波段太阳EUV辐射的观测数据和F10.7、MgII指数研究了第23太阳活动周期间EUV辐射与太阳活动指数的变化性。FFT功率谱分析表明,EUV、F10.7、MgII都表现出显著的约11年(太阳活动周)的长期变化和以27天周期(太阳自转周)为代表的准周期性的短期变化,以及一些中等时间尺度(若干太阳自转周)的变化。EUV与活动指数的长期变化有较好的相似性,短期变化在细节上有一定的差异。相应地,EUV与活动指数的长期变化有较高的相关系数,而短期变化的相关系数相对要低一些;并且,短期变化的相关系数在整个活动周期间有明显的变化。EUV与活动指数的短期序列显示,它们在较强活动区期间有不同的演变特征,这是导致短期变化的相关性较低的一个主要原因。MgII比F10.7能更准确地指示EUV的变化,这种优势主要来自MgII对EUV短期变化的指示能力。EUV随F10.7和MgII短期变化的增长率在不同太阳自转周之间有明显差异,即EUV与活动指数短期变化的关系是不稳定的,这在F10.7中更加突出。但总的来看,EUV随活动指数短期变化的增长率要明显低于长期变化的增长率。这种现象在太阳活动高年的F10.7中很明显,加上太阳活动高年F10.7有较大幅度的短期变化,从而引起了高太阳活动时EUV随F10.7变化的饱和效应。从电离层的角度,GEC(全球电子总含量)对EUV辐射的两种典型变化都有显著响应。相应地,GEC与太阳活动指数长期变化的相关性显著高于短期变化相关性;并且,GEC随活动指数短期变化的增长率明显低于长期变化的增长率。基于EUV和活动指数的长期变化与短期变化之间的差异,发展了包含活动指数的长期与短期变化分量的组合指数,可有效改善EUV与指数之间的相关性。相同的方法用于构建适用于GEC的组合指数,发现适用于GEC的指数与适用于26-34nm波段EUV的指数存在差异。这种差异的原因一方面在于适用于不同波长EUV的最佳组合指数不一样,另一方面在于电离层的逐日变化性对GEC随活动指数短期变化增长率的影响。

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