羊八井太阳中子望远镜和中子监测器对2005年1月20日GLE事件的探测

西藏羊八井位于东经90.53°, 北纬30.11°, 海拔4310m, 垂直地磁截止刚度14.1GV. 2005年1月20日羊八井太阳中子望远镜和中子监测器探测到与X7.1/2b太阳耀斑相关的GLE事件, 其中太阳中子望远镜能量>40MeV的能道在5min(07:00—07:05UT)和20min(07:00—07:20UT)的时间间隔内计数率增长的统计显著性分别是3.7σ和6.0σ, 同时羊八井中子监测器也探测到计数率的增长,初始时间为06:51—06:52UT. 观测表明在这次GLE事件中太阳质子可被加速到能量大于10GeV.     

日影偏离度与太阳平均磁场的关联

利用西藏羊八井空气簇射阵列1990年6月至1996年8月间观测到的10TeV宇宙线的太阳阴影位置,以及相同期间的太阳表面平均磁场的数值,研究了太阳阴影的偏离度与太阳平均磁场的关系,并结合简单的理论模型对这种关系进行了计算和解释.     

太阳耀斑与全球变暖

最近 ,美国Duke大学和美国陆军研究所的科学家N .Scafetta和B .J .West博士对太阳耀斑的活动与地球温度变化之间的联系找到了新的论据 .这项研究为地球不断变热过程的原因找到了另一种解释 .过去大家都认为 :太阳耀斑与地球气象之间的关系是非常密切的 ,它的影响已超越了人类对地球环境的影响 .事实上覆盖在我们这个行星上的气流的运动是极其复杂的一种湍流运动 ,要确定太阳耀斑的活动与大气流动之间的关系是一项很有挑战性的课题 ,因为当太阳耀斑突然爆炸时 ,它将使空气的运动规律以及它们与地球表面间的相互作用变得模糊不清 .这样一来…     

极紫外波段的太阳磁重联结构

<正>封面图显示的是2011年8月17日太阳爆发事件中磁场进行重联的伪彩色图像。其中红色代表温度相对较低的百万度级的日冕环,绿色代表重联后新形成的千万度级的耀斑环,蓝色显示的是太阳表面的结构。图中以地球的大小来对比一个中等级太阳爆发的规模尺度。图像数据来自美国国家航空航天局(NASA)的太阳动力学观测卫星(SDO),后由苏杨处理合成该封面图。     

太阳高能质子束流强上限的估算

第28届国际宇宙线会议上有报道称,在2000年7月14日的GLE事件中观察到了一个与耀斑时间吻合的μ子超出信号.这个μ子超出信号很可能是由这次耀斑产生的太阳高能质子引起的.为了估计到达大气顶部太阳质子的能量和流强上限,本文针对该文章的实验条件,进行了从大气顶部太阳质子束到探测器测到次级μ子的全部过程的模拟.模拟结果显示,相应于这个μ子超出信号的高能太阳质子能量大于40GeV.在太阳质子能谱服从指数为-6的幂律谱的假设下,在90%的置信度下,这次事件中能量大于40GeV的质子流强上限为5.1×10-3/(cm2·sr·s).     

太阳宇宙线耀斑中的甚高能粒子发射

对1972年8月在海拔3200m高山上利用大型云室组研究甚高能核作用的数据,进行了日计数率随时间变化的分析研究,发现在8月4日和8月7日两个大的太阳质子耀斑期间,事例计数率高出邻近期间日平均计数率的标准偏差三倍.其相应的初级宇宙线能量为10¹³eV左右.     

中国太阳物理观测研究跃居世界先进水平

 国际天文学联合会(IAU)第141次学术讨论会于去年9月在北京举行.笔者在参加会时了解到,近年来我国在太阳物理研究方面取得了很多成果,引起了世界太阳物理学界的关注.我国学者艾国祥、汪景琇在会上作了特邀报告.艾国祥报告题目是“太阳磁场测量的进展”,江景琇报告题目是“磁场向量的分析”.他们的报告引起与会者的极大兴趣和热烈讨论.国外许多专家学者认为,中国在太阳活动22周峰年期间的黑子群和太阳耀斑爆发研究中,特别是近年在太阳磁场和速度场的观测研究方面已跃居世界领先地位.     

西藏地面太阳总辐射与紫外线的观测

地面太阳光谱记录了太阳光经历大气层的烙印与信息,为大气环境、生态保护等研究提供实地依据。西藏高原空气稀薄,地面太阳辐射超强,观测西藏地面太阳光谱为太阳能利用提供实地数据。文章较系统地报道了西藏地面太阳光谱的实地观测结果,为相关高原科学研究提供高精度数据。利用RAMSES光谱仪、CMP6太阳总辐射仪和NILU-UV太阳紫外辐射仪对西藏不同地区、不同季节太阳光谱、太阳总辐射和太阳紫外线进行了全方位的实地观测研究。观测研究了高海拔的西藏拉萨和那曲以及低海拔的北京和成都的光谱特征;研究了拉萨二分二至当地正午（北京时间13:55时）太阳光谱观测结果;对西藏地面光谱与AM1.5和AM0标准光谱进行了对比研究。观测研究了西藏拉萨和那曲太阳总辐射、太阳紫外线强度特征。研究发现拉萨夏季可见和红外区光谱光强度甚至超过AM0光谱相应波长的强度,即：拉萨地面可见光和红外光强度偶尔超过大气层顶部的相应波长光强,是由部分云的反射增量所致;拉萨光谱谱峰出现在波长476.6 nm左右,在2017年的夏至观测到的最大值为2.331 W·m-2·nm-1。然而,对太阳紫外线（280～400 nm）光谱的观测发现地面太阳紫外区的光谱强度总是明显低于AM0光谱相应区光强,表明短波的紫外光被大气臭氧有效吸收。虽然拉萨海拔3 680 m,但通过对拉萨当地正午太阳紫外光谱分析发现拉萨地面波长小于300 nm的太阳紫外光谱强度几乎为零,表明波长小于300 nm的太阳紫外线被大气层吸收,没有到达地面。同时,研究了西藏高海拔太阳光谱与北京、成都低海拔太阳光谱特征,揭示了各地大气成分、含量等诸多信息。报道了2010年7月-2013年12月期间西藏太阳总辐射的观测结果;结果显示拉萨当日太阳总辐射最大值中约18%超过了太阳常数（1 367 W·m-2）。观测发现拉萨太阳总辐射瞬时最大值达到了1 756.09 W·m-2（2011年6月24日）。报道了2008年7月-2013年12月期间西藏太阳紫外线的观测结果;结果显示拉萨和那曲UVA日最大值平均值约为67 W·m-2,UVB日最大值平均值约为5.1 W·m-2;拉萨和那曲当日太阳紫外线A和紫外线B最大值变化趋势保持了很好的一致性,在5年多的观测期间紫外线强度没有出现明显的增强或减弱趋势。     

太阳爆发:源动力之谜

看似宁静的太阳上存在着诸多活动现象,其中的爆发活动,包括耀斑(solar flares)和日冕物质抛射(CMEs),是太阳系内最剧烈的能量释放,也是造成空间环境和空间天气变化的最主要因素。磁场重联一直被认为是其背后的驱动力,然而确凿的证据一直没有找到。现在,新一代观测卫星太阳动力学天文台(SDO)终于记录到了完整可信的日冕重联过程。文章中我们简要回顾太阳爆发的研究历史,介绍最新的研究成果,并讨论将来的研究重点。     

一个和X级太阳耀斑相关的甚高能GLE事件

分析怀柔宇宙线EAS阵列在1991年6月份的计数率,数据表明在6月15日的太阳X12/3B级大耀斑后的GLE事件持续期间,TeV能区的宇宙线强度在25min内比通常有将近4a的超出,增强过程持续约25min.     

Observation of the 2005 January 20 GLE Event Using Yangbajing Solar Neutron Telescope & Neutron Monitor

A solar cosmic rays Ground Level Enhancement(GLE) event associated with a X7.1/2b solar flare in 2005 January 20 was observed by the Yangbajing solar neutron telescope(SNT) and neutron monitor(NM), located at Yangbajing Tibet(90.53°E, 30.11°N, 4310m a.s.l) with the highest vertical geomagnetic cut-off rigidity of 14.1GV in NM network. The statistical significance of the counting rate enhancement recorded by solar neutron telescope in >40MeV channel was 3.7σ in the time window of 07:00—07:05UT and 6.0σ in the time window of 07:00—07:20UT, respectively. The onset time of 06:51—06:52UT for this GLE event was clearly observed by the Yangbajing NM. Our observation indicates that solar protons have been accelerated up to energies of >10GeV during this solar event.     

雷暴电场对宇宙射线次级粒子μ 子的影响研究

西藏羊八井宇宙射线观测站的中子监测器主要探测宇宙射线次级粒子中能量在500 MeV—20 GeV的核子成分和少量的负μ子成分. 本文分析了2008—2010年观测站附近发生的62次雷暴期间中子监测器和大气平均电场仪的同步观测资料, 发现27次雷暴期间中子监测器计数率发生明显变化, 显著性S>5σ, 其中13次变化显著, 显著性S>10σ . 显著性S>10σ的13次个例信号变化百分比与地面电场场强幅值之间存在大体一致的变化趋势, 而显著性在5σ <S<10σ之间的14次个例信号变化百分比与地面电场场强幅值之间不存在相似的变化趋势. 较强雷暴当顶时中子监测器计数率变化一般不明显, 而中子监测器计数率变化明显的个例则多发生于雷暴云不当顶, 但探测器仍处于雷暴云下部正电荷层的控制范围之内时, 或者当顶雷暴处于形成或消散阶段. Dorman等把雷暴期间中子监测器计数率的变化归因于雷暴云内电场对宇宙射线次级粒子μ子的作用, 并建立了雷暴期间中子监测器计数率变化与雷暴地面电场相关联的理论. 本文分析发现雷暴期间羊八井中子监测器计数率变化与地面电场场强之间相关性较小或者没有相关性, 不支持Dorman的理论.     

利用羊八井中子监测器研究宇宙线的太阳日周期变化

通过对宇宙线周期变化研究可以得到宇宙线产生和传播区域的重要信息,是宇宙线长期研究的重要热点问题。利用位于西藏羊八井(地磁截止刚度:14.1 GeV) 的中子监测器2006 至2011年的观测数据,研究宇宙线的太阳日周期变化。在对中子监测器观测数据进行气压修正后,通过Lomb-Scargle 傅立叶变换法对修正后的数据进行周期分析,发现宇宙线计数率存在超过地球公转运动Compton-Getting 效应的太阳日周期变化,该周期变化可能是地球公转效应和宇宙线传播物理过程调制效应以及剩余气象效应的叠加。计算分析了1 日周期信号的振幅和初相位随时间的变化,发现1 日周期变化的初相位存在较为明显的年周期变化规律,这可能是地球公转和自转合成运动的结果;1 日周期变化幅度在2010 年后出现增大趋势。这些结果对宇宙线周期变化和各向异性的研究具有重要参考意义。With the study of the cosmic rays' solar diurnal variation we can get the important information about Cosmic Ray's production and propagation. It's important issues of cosmic rays' studies. We analyze the temporal variation of cosmic rays rate observed with the Yangbajing neutron monitor during 2006 to 2011, and nd semidiurnal and diurnal period signals included in the rates of cosmic rays with vertical rigidity equal to 14.1 GV. We have checked the time dependence of the phase and the amplitude of semidiurnal and diurnal anisotropy, and nd that the phase of diurnal signal varies yearly, it could be a synthetic movement of the earth's rotation and revolution. The amplitude before 2010 is obvious smaller than that after 2010. These results are of great reference value for studying the anisotropy and time variation of cosmic rays.     

中子皮厚度与中子星半径

在相对论平均场理论框架下在拉氏量密度中引入同位旋相关的高阶修正项, 研究了中子皮厚度和中子星半径的关系. 利用有效相互作用PK1得到208Pb的中子皮厚度最小可达0.17 fm, 这与近期Skyrme HF模型得到的结果一致. 随着同位旋相关的高阶修正项系数的变化, 208Pb的中子皮厚度和中子星半径的变化趋势相同. By adding isospin dependent high order correction ferms to existing relativistic mean field models．tlle thickness of neuron．skin in 208Pb and the radius of 1.4 solar mass neutron star are studied．The effecfive interaction PK1 would lead the thickness of neutron-skin to a minimum of 0.17 fm which agrees with the analysis from Skyrme‘HF models． The coupling constants of the isospin dependent high order corection terms tend to change，the thickness of neutron-skin and the radius of neutron stars chan ge simultaneously.     

太阳耀斑与太阳高能粒子

考虑日冕区加速中相对论性粒子的扩散激波加速,结果表明:(1)粒子随时间的分布,其主要特点是随时问增加,一定能量的粒子分布迅速增加至最大后下降,并且能量越大,其最大就越向着大时间移动;(2)给出了相应的时间积分谱,它正比于具有指数截止的粒子动量的幂律.还讨论了粒子加速到高能区的条件及可能性.     

西藏日食太阳辐射观测研究

日食现象会对地球太阳辐射、大气气象以及人类活动等造成相应的影响。2020年6月21日（夏至）在西藏发生了一次日食现象,西藏阿里日环食最大食分达到了0.995,拉萨地区日偏食食分也高达0.953。两地日食均发生在当地正午前后。本研究利用罕见的日食出现机会,对西藏阿里和拉萨日食过程中的太阳光谱、太阳总辐射和太阳紫外线变化特征进行了同步观测研究。观测表明阿里日环食在当地正午（北京时间14:41分）前后持续了约3小时27分钟;拉萨日食出现时间比阿里滞后约26 min,持续时间比阿里短3分28秒。实地观测表明在日食期间,阿里光谱观测中最强单色（476.6 nm）光峰值从初亏（13:01分）时刻的1 669.234 mW·m-2·nm-1陡然衰减到食甚（14:44分）时刻的61.936 mW·m-2·nm-1,损失约96.0%;相应时刻太阳总辐射强度从1 221.217 W·m-2衰减到56.086 W·m-2,也损失约95.4%。拉萨日食期间最强单色（476.6 nm）光峰值从初亏（13:27分）时刻的1 563.876 mW·m-2·nm-1亏损到食甚（15:13分）时刻的26.391 mW·m-2·nm-1,亏损约98.3%;相应时刻太阳总辐射强度从1 605.663 W·m-2衰减到28.169 W·m-2,也亏损约98.2%。观测研究发现拉萨太阳紫外线B剂量率从初亏的60.8 W·m-2减弱到食甚的0.9 W·m-2值,减弱了98.5%。该次日食对西藏地面各种太阳辐射强度造成95%以上能量损失。     

宇宙线福布什下降期间羊八井云量的变化

进入地球大气中的宇宙线强度发生变化,可能导致气候,比如云量的变化. 利用羊八井中子监测器在2003—2004年观测到3次宇宙线福布什下降,在这期间同时记录了观测站点上空的云量变化. 通过对宇宙线福布什下降期间羊八井上空云量的统计分析发现,宇宙线福布什下降期间云量增加,即云量对宇宙线福布什下降表现出明显的负响应. 这表明,宇宙线福布什下降期间,低纬度薄云层地区云量增加,与其他观测结果相一致.     

Features of Short-Period Oscillations of Microwave Emission from the Solar Active Region before the Flare

The radiation of microwave sources above sunspots at a frequency of 17 GHz gives information about the parameters of solar plasma in the regions where the magneti-field strength is B ~ 2000 G in the transition region between the chromosphere and corona. Short-period oscillations (with a period of several minutes) of microwave emission from solar active regions (ARs) reflect wave processes in magnetic flux tubes of sunspots. Short-period oscillations of microwave emission from AR NOAA 12242 before two flares on December 17, 2014 are analyzed. This analysis is based on solar radio images obtained by means of the Nobeyama Radio Heliograph with a 10″?15″ two-dimensional spatial resolution. The radio maps of the whole solar disk were synthesized in a nonstandard mode with a cadence of 10 s and an averaging time of 10 s. An increase in the power of about ten-minute oscillations of microwave radiation approximately 40 to 50 min before the M1.5 flare (01: 00 UT) is found. On the same day, an increase in the power of ten-minute oscillations is observed about 60 min before the M8.7 flare (04: 42 UT). This effect is similar to the effect found earlier by two groups of authors independently for three-minute oscillations—namely, they observed a sharp increase in three-minute oscillations 15 to 20 min before the radio burst accompanying the flare. The effect in question may be interpreted as an relationship ofMHD waves propagating along the magnetic flux tube of a sunspot and the onset of the solar flare.     

Properties of nuclear pastas

In this review we study the nuclear pastas as they are expected to be formed in neutron star crusts. We start with a study of the pastas formed in nuclear matter (composed of protons and neutrons), we follow with the role of the electron gas on the formation of pastas, and we then investigate the pastas in neutron star matter (nuclear matter embedded in an electron gas).Nuclear matter (NM) at intermediate temperatures (1 MeV ≲ T ≲ 15 MeV), at saturation and sub-saturation densities, and with proton content ranging from 30% to 50% was found to have liquid, gaseous and liquid–gas mixed phases. The isospin-dependent phase diagram was obtained along with the critical points, and the symmetry energy was calculated and compared to experimental data and other theories. At low temperatures (T ≲ 1 MeV) NM produces crystal-like structures around saturation densities, and pasta-like structures at sub-saturation densities. Properties of the pasta structures were studied with cluster-recognition algorithms, caloric curve, the radial distribution function, the Lindemann coefficient, Kolmogorov statistics, Minkowski functionals; the symmetry energy of the pasta showed a connection with its morphology.Neutron star matter (NSM) is nuclear matter embedded in an electron gas. The electron gas is included in the calculation by the inclusion of an screened Coulomb potential. To connect the NM pastas with those in neutron star matter (NSM), the role the strength and screening length of the Coulomb interaction have on the formation of the pastas in NM was investigated. Pasta was found to exist even without the presence of the electron gas, but the effect of the Coulomb interaction is to form more defined pasta structures, among other effects. Likewise, it was determined that there is a minimal screening length for the developed structures to be independent of the cell size.Neutron star matter was found to have similar phases as NM, phase transitions, symmetry energy, structure function and thermal conductivity. Like in NM, pasta forms at around T ≈ 1.5 MeV, and liquid-to-solid phase changes were detected at T ≈ 0.5 MeV. The structure function and the symmetry energy were also found to depend on the pasta structures.