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第一篇 太阳耀斑的观测特征4

第一章 太阳大气的基本结构 刘绪绍 史忠先 王家龙 林元章4

一、光球结构和速度场4

（一）光球结构4

目录4

（二）光球层的规整速度场6

二、光球层的磁场11

（一）黑子磁场11

（三）宁静区磁场17

（二）黑子周围的磁场17

（四）太阳极区磁场18

三、宁静色球概述19

（一）形态特征19

（二）宁静色球的物理状态24

四、色球活动区的光学观测特征27

（一）形态观测的一些结果27

（三）色球活动区与宁静区的比较29

（二）典型活动区的发展过程29

五、日冕的一般描述30

六、日冕的特征结构34

（一）内冕的精细结构35

（二）冕旒35

（三）日冕射线和极羽37

（四）冕洞和X光亮斑38

（五）日珥及其与日冕的关系43

七、日冕扰动和磁场结构45

（一）日冕扰动的观测分类45

（二）快速扰动和日冕磁场46

第二章 光学耀斑 王家龙 林元章50

一、耀斑的Ha单色光观测50

（一）观测现象的一般描述51

（二）耀斑单色光观测的一些结果53

二、可见光波段的耀斑光谱61

（一）一般特征61

（二）耀斑光谱的时间过程64

（三）耀斑光谱与耀斑位置的关系65

（四）谱线的不对称性67

（五）谱线变宽机制68

（六）光学耀斑的物理参数69

（七）耀斑的精细结构73

（八）白光耀斑74

第三章 耀斑与磁场的关系 史忠先77

一、耀斑与黑子群各种特性之间的统计相关77

（一）黑子相对数和面积78

（二）楚里士型78

（三）威尔逊山黑子磁分类79

（四）δ型80

（五）反极群80

（六）质子耀斑与黑子磁场位形80

二、耀斑的位置与磁场81

（一）在黑子群中的位置82

（二）相对于谱斑的位置83

（三）在活动区磁图上的位置84

三、耀斑前后的磁场突变87

（一）耀斑释放的能量估计87

（二）黑子的变化88

（三）活动区磁场的变化（光球部分）90

（四）色球磁场的变化93

四、耀斑与活动区磁场的演变96

（一）简单的偶极场96

（三）浮现磁场97

（二）发展磁结构（EMF）97

（四）运动磁结构（MMF）100

五、耀斑前后日冕磁场的变动100

（一）势场计算结果101

（二）无力场计算结果103

六、耀斑与大尺度背景场和扇形场边界的关系104

（一）大尺度背景场104

（二）扇形场边界105

七、耀斑与光球速度场107

第四章 与耀斑有关的太阳射电辐射 尹其丰111

一、毫米波缓变成分与耀斑的产生111

（一）毫米波缓变辐射对耀斑过程的重要性111

（二）毫米波缓变源的观测特征113

（三）毫米波缓变辐射的性质116

（四）毫米波增强辐射与耀斑的产生118

二、厘米波分米波缓变辐射与耀斑活动120

（一）缓变源在日面上的位置、高度和大小121

（二）缓变辐射的方向性与缓变源的衰退122

（三）缓变源的亮温度分布——源的结构124

（四）缓变辐射频谱与质子耀斑短期预报126

（五）缓变辐射的偏振特征及同耀斑产生的关系130

（六）厘米波缓变源的辐射性质131

（七）关于缓变源出现体振荡的可能性138

三、Ⅱ、Ⅳ型射电爆发141

（一）太阳Ⅱ型射电爆发141

（二）太阳Ⅳ型射电爆发143

四、Ш型和U型爆发145

（一）主要爆发特征146

（二）源的高度147

（三）源的运动速度148

（四）Ш型爆发快电子起因148

（五）Ш型、U型与V型爆发源的空间关系及与磁场的作用149

五、太阳上远距离活动区之间的相互作用151

（一）激波相互作用151

（二）几乎同时的相互作用153

六、I型爆发与I型源155

第五章　太阳耀斑的高能辐射 赵仁扬160

一、热X射线爆发160

（一）软X射线连续谱161

（二）软X射线发射区物理特性163

二、非热X射线爆发165

（一）硬X射线辐射165

（二）硬X射线爆发的轫致辐射理论167

（三）非热电子加速过程与薄靶和厚靶模型170

三、EUV爆发172

四、非相对论性电子发射175

（一）非相对论性电子的流量及出现频率176

（二）非相对论性电子的能谱178

（三）非相对论性电子的演化181

（四）非相对论性电子的能量和数目182

（五）小电子耀斑中的总能量184

五、相对论性电子发射185

（一）脉冲相对论性电子事件187

（二）共转相对论性电子事件189

（三）相对论性电子事件的电子能谱191

（四）电子事件的经度分布和延迟时间194

（五）静时电子增加196

六、高能质子发射197

（一）质子事件的频率和级别198

（二）质子事件的能谱200

（三）质子事件的强度203

（四）耀斑按粒子的分类206

七、核反应和γ射线爆发207

（一）耀斑中的核反应及其产物207

（二）γ射线爆发210

第二篇 太阳耀斑的理论基础221

第六章 无作用力磁场 胡文瑞221

一、磁流体力学方程组和无力场近似221

二、无力场的一些基本性质225

（一）流函数或磁面函数方法230

三、线性无力场230

（二）化为标量场的解法238

（三）格林函数解241

（四）势场位形244

四、非线性无力场247

（一）轴对称边值问题248

（二）一种双标度场计算方法248

（三）磁力线根部剪切时无力场的位形252

（四）非线性无力场的多值解254

五、无力场的运动学特征259

（一）α随时间变化的运动学含意260

（二）磁绳的动力学模型262

（三）扩散运动的无力场266

六、无力场的稳定性269

第七章 电流片理论 吴林襄274

一、基本概念274

二、磁合并277

（一）磁流体间断279

（二）Petschek机制284

（三）相似模型299

（四）真空合并304

三、电流片的形成305

四、电流片的不稳定性310

（一）离子声不稳定性311

（二）撕裂模不稳定性311

（一）历史背景318

第八章 等离子体内的反常电阻 蔡诗东318

一、引言318

（二）反常电阻的分类320

（三）反常电阻的机制320

（四）主要处理方法321

二、反常电阻理论322

（一）宏观输运方程的推导322

（二）反常输运与电阻率328

三、与反常电阻有关的一些集体效应333

（一）离子声波333

（二）其他集体效应336

（三）交变电流的反常电阻339

四、磁化等离子体内二体碰撞产生的电阻率339

五、结论340

第九章 太阳大气中的波动 胡文瑞344

一、波动模式345

（一）声波346

（二）重力波349

（三）阿尔文波351

（四）耦合模式353

二、太阳对流区激发的声波358

三、五分钟振荡366

（一）观测特征366

（二）光球和色球层中可能传播的波动模式368

（三）“五分钟振荡”的解释370

四、太阳大气的加热372

（一）简单讨论373

（二）太阳大气加热的数学模型375

（三）太阳大气加热379

五、磁场的影响382

第十章 带电粒子的加速机制 马珥 陈秉乾392

一、引言392

二、Fermi加速394

（一）带电粒子和磁云的碰撞、纵向不变量395

（二）Fermi加速的动力学基础397

（三）Fermi加速的基本特点401

（四）评价和应用举例408

三、等离子体湍动加速411

（一）何谓湍动加速？411

（二）等离子体波的准粒子描述，Einstein跃迁几率412

（三）等离子体波的能量输运方程，带电粒子分布函数的动力论方程416

（四）波粒相互作用的共振条件420

（五）湍动加速应用举例422

第三篇 太阳耀斑的模型及其理论435

第十一章 磁中性层的耀斑理论 胡文瑞 杨海寿435

一、太阳耀斑与磁中性线相互关系的观测435

二、磁中性点类型的耀斑观测模型437

（一）Hyder（1967）的形态模型438

（二）Krivsk（1968）质子耀斑模型441

（三）Bruzek（1969）的模型443

（四）Pustilnik（1973）的模型445

（一）有限电阻磁场湮灭的太阳耀斑模型447

三、磁中性层理论模型综述447

（二）高速率磁场合并的太阳耀斑机制451

（三）不定常磁场合并的耀斑机制453

（四）反极性黑子的耀斑机制455

四、Sturrock的耀斑模型457

（一）储能过程和开场位形的形成457

（二）开场电流片中能量的释放过程459

（三）质量运动462

（四）激波和粒子的第二次加速465

（五）小结467

五、Сироватский的耀斑模型467

（一）储能过程467

（二）电流片的形成过程470

（三）磁能的动力耗散过程和热耀斑特征475

（四）电流片断裂和非热耀斑特征477

（五）讨论480

一、观测事实483

第十二章 扭转磁场储能的耀斑过程 胡文瑞483

二、无力场耀斑模型的储能机制484

三、无力场耀斑模型的触发机制488

四、Alfvén和Carlqvist的耀斑模型492

（一）电流中断现象492

（二）完全电离气体的强电流不稳定性494

（三）太阳耀斑的电流中断模型496

（四）讨论498

五、胡文瑞的耀斑模型501

（一）太阳黑子的磁结构和磁声波的传播501

（二）能量储存503

（三）扭转不稳定性和能量释放507

（四）质子耀斑和粒子的第二次加速509

第十三章 其他太阳耀斑模型 杨海寿 周道祺 胡文瑞511

一、De Jager（1969）的观测总结511

二、几种典型的耀斑理论模型514

（一）太阳耀斑的波动模型514

（二）高能粒子约束和泄漏的耀斑机制519

（三）磁拱不稳定性触发耀斑521

（四）Uns？ld（1968）的模型525

三、太阳耀斑的模拟实验526

（一）Yamanaka等人（1968）的耀斑模拟实验526

（二）Bostick等人的耀斑模拟实验528

（三）磁力线再联接的实验529

四、色球耀斑的理论533

（一）物质下落的加热效应534

（二）高能粒子注入色球层的加热效应538

（三）日冕耀斑区域高温气体向色球层的传热540

（四）色球耀斑543

五、太阳耀斑研究的趋势544

（一）磁场测量545

（二）速度场的观测546

（三）粒子加速机制547

（四）总的情况和研究计划547

一、引言552

第十四章 太阳耀斑的地球物理效应 赵学溥 钱景奎552

第四篇 耀斑的地球物理效应和耀斑预报552

二、耀斑的磁层和电离层效应553

（一）突然电离层骚扰554

（二）极盖电离层骚扰557

（三）磁层电离层暴559

（四）磁层亚暴565

三、太阳活动的气候与天气效应573

（一）太阳活动的气候效应574

（二）太阳活动的天气效应577

（三）太阳活动与气象现象耦合的物理机制问题581

第十五章 太阳耀斑预报 林元章584

一、太阳耀斑预报的意义584

二、太阳耀斑预报587

三、太阳质子事件和质子耀斑预报591

（一）质子事件的分级591

（二）质子事件和质子耀斑的短期预报593

（三）质子事件（或质子耀斑）警报594