陸陽平，樂貴明，趙浩峰，尹志強

(1. 南京信息工程大學，江蘇 南京　210044；2. 中國氣象局空間天氣重點實驗室國家衛(wèi)星氣象中心，北京　100081；3. 中國科學院國家天文臺，北京　100012)

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21～24太陽活動周首個高緯黑子和首個X級耀斑的半球特點與太陽活動的南北不對稱性的關系*

陸陽平1,2，樂貴明2，趙浩峰1，尹志強3

(1. 南京信息工程大學，江蘇 南京210044；2. 中國氣象局空間天氣重點實驗室國家衛(wèi)星氣象中心，北京100081；3. 中國科學院國家天文臺，北京100012)

摘要：利用GOES和SDO衛(wèi)星監(jiān)測的太陽軟X射線耀斑的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在21～24太陽活動周期間，第1個X級耀斑與第1個高緯黑子都出現(xiàn)在同一半球。與高緯黑子表征的太陽活動南北半球的不對稱性一樣，一個太陽活動周第1個X級耀斑的出現(xiàn)，很可能預示著首先出現(xiàn)X級耀斑的半球，其太陽活動將比另一半球更劇烈。

關鍵詞：太陽活動；太陽黑子；太陽耀斑

在一個太陽活動周的起始階段，在高緯區(qū)域會出現(xiàn)黑子。文[1]通過研究發(fā)現(xiàn)，在太陽活動周的起始階段，如果在某個半球的高緯區(qū)域首先出現(xiàn)黑子，那么在這個太陽活動周期間，這個半球的太陽活動(指黑子數(shù)或黑子群的總面積)將比另一半球的太陽活動強烈。在第23周，南半球的高緯首先出現(xiàn)了黑子，文[1]預測第23太陽活動周期間，南半球的太陽活動(指黑子數(shù)與活動區(qū)總面積)比北半球要劇烈，實際的觀測數(shù)據(jù)證實了他們的預言[2-3]。

黑子是緩變型的太陽活動，而太陽耀斑是爆發(fā)性的太陽活動。依據(jù)美國大氣海洋管理局公布的太陽活動區(qū)的位置、面積和耀斑等信息(http://legacy-www.swpc.noaa.gov/ftpmenu/warehouse.html)，在第23太陽活動周期間，最大面積達到或超過1 000 μh的活動區(qū)數(shù)目為34個，而第23太陽活動周的超級活動區(qū)的數(shù)目12個，其中9個超級活動區(qū)的最大面積超過1 000 μh，還有3個超級活動區(qū)的面積低于1 000 μh[4]，因此，活動區(qū)的面積大小與其爆發(fā)活動的強弱是不等同的。盡管如此，通過分析發(fā)現(xiàn)，第23太陽活動周期間，不僅南半球活動區(qū)的總面積超過北半球，南半球的耀斑爆發(fā)活動也比北半球強烈[2,3,5-6]。于是提出一種設想，假如某個半球的高緯首先出現(xiàn)黑子，那該半球是否也會首先出現(xiàn)某種強度的耀斑呢？即太陽的一個半球首先出現(xiàn)某種強度的耀斑，能否預示該太陽半球在一個太陽活動周期內(nèi)，其太陽活動(活動區(qū)總面積之和)比另一半球強？為此對21～24周的第1個太陽耀斑事件進行分析，看看什么樣強度的耀斑與首個高緯黑子同時出現(xiàn)在同一半球。

121～24周的首個耀斑

1976年以來，美國在地球靜止軌道氣象衛(wèi)星上搭載的在0.1～0.8 nm波段探測的軟X射線耀斑數(shù)據(jù)都在網(wǎng)上公布，通過該網(wǎng)站可查閱21～24周的首個C級、M級和X級耀斑。把21～24周期間查到的首個C級、M級和X級耀斑與高緯黑子進行比較，結果見表1。

表1中，21～23周高緯黑子的數(shù)據(jù)取自文[1]，而第24周的高緯黑子是通過查詢美國大氣海洋管理局給出的活動區(qū)數(shù)據(jù)確定的。表1第2列的21～22周高緯黑子的位置采用卡林頓經(jīng)度與日面緯度相結合的方法描述，如第21周的首個高緯黑子位置L119S44是指黑子位置位于卡林頓經(jīng)度為119°，南半球緯度為44°的位置。第23～24周第1個高緯黑子的位置采用日面經(jīng)度和日面緯度相結合的方法描述，如第23周第1個高緯黑子的位置S37E57是指南半球37°，東半球57°。第24周的第1個M級耀斑和X級耀斑的位置是依據(jù)Hinode衛(wèi)星的耀斑數(shù)據(jù)信息(http://st4a.stelab.nagoya-u.ac.jp/hinode_flare/)查找的。

表1　21～24周的第1個高緯黑子和第1個C級、M級和X級耀斑

從表1可以看出，第21太陽活動周的第1個C級、M級和X級耀斑分別出現(xiàn)在北半球、南半球和南半球，顯然，第1個M級和X級耀斑與第1個高緯黑子處在同一半球，但首個C級耀斑與高緯黑子不在同一半球。第22周的第1個C級、M級和X級耀斑分別出現(xiàn)在北半球、北半球和南半球，顯然，首個C級和M級耀斑都與第1個高緯黑子不在同一半球，只有第1個X級耀斑與第1個高緯黑子處在同一半球。在第21～22太陽活動周，都是只有第1個X級耀斑與高緯黑子處在同一半球。第23太陽活動周的第1個X級耀斑出現(xiàn)在南半球，與第23周的第1個高緯黑子處在同一半球。實際觀測和相關研究已經(jīng)證明第21～23太陽活動周，首先出現(xiàn)高緯黑子的半球，太陽活動更劇烈[2,3,5-6]。

第24周的第1個高緯黑子為2009年9月23日的S36E34，第24周的第1個X級耀斑為2011年2月15日，這說明第24周期間，無論是太陽黑子數(shù)(或活動區(qū)的總面積)還是太陽耀斑活動，南半球都可能比北半球劇烈。

2結論與討論

根據(jù)文[1]的研究，在21～23太陽活動周期間，第1個高緯黑子所屬的半球，該半球的太陽活動比另一個太陽半球要劇烈。實際觀測數(shù)據(jù)和研究都已證明，第21～23周期間，首先出現(xiàn)高緯黑子的半球(包括黑子數(shù)、 活動區(qū)總面積)比另一半球的太陽活動更劇烈。依據(jù)美國大氣海洋管理局給出的太陽耀斑信息，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，第23周太陽活動周期間，南半球的耀斑活動也比北半球更劇烈[6]。本文的分析表明，在一個太陽活動周期間，第1個高緯黑子和第1個X級耀斑出現(xiàn)在同一太陽半球，因此，第1個X級耀斑出現(xiàn)在哪個半球，這個半球的太陽活動(包括黑子數(shù)、 活動區(qū)總面積和耀斑)可能比另一半球要劇烈。

由于X級耀斑是非常強烈的太陽爆發(fā)活動，其強度遠超C級和M級，因此，一個太陽活動周的第1個X級耀斑出現(xiàn)在某一半球，很可能就預示該半球的太陽活動比另一半球的太陽活動更強烈。第24周的第1個X級耀斑出現(xiàn)在南半球，南半球的太陽活動是否比北半球更劇烈，還需到第24周結束時才能進行檢驗。

致謝：感謝美國大氣海洋管理局提供的太陽耀斑和活動區(qū)的數(shù)據(jù)。

參考文獻：

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[6]陸陽平, 趙浩峰, 樂貴明, 等. 1996～2008年期間活動區(qū)與耀斑活動的特征分析[J]. 空間科學學報, 2016, 36(1): 12-17.

Lu Yangping, Zhao Haofeng, Le Guiming, et al. Analysis of the properties of solar Active Regions and the solar flares during 1996-2008[J]. Chinese Journal of Space Science, 2016, 36(1): 12-17.

The Relationship between First X-Class Flare, First High Latitude

Sunspot Hemisphere Features and the Asymmetry of Solar Activity during Solar Cycle 21-24

Lu Yangping1,2, Le Guiming2, Zhao Haofeng1, Yin Zhiqiang3

(1. Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China, Email: lyp199004@126.com; 2. Key Laboratory of Space Weather, National Center for Space Weather, China Meteorological Administration, Beijing 100081, China;3. National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100012, China)

Abstract:Based on the data of solar X-ray flares observed by GOES, the first X-class flare that occurred during solar cycle 21-24 has been picked out and analyzed. Results show that the first high latitude sunspot and the first X-class flare occur in the same hemisphere of the Sun during solar cycle 21-24. It appears to support that if the first X-class flare occurs in one hemisphere of the Sun, then the solar activity is very likely more intense in this hemisphere during the whole cycle. The first X-class flare of solar cycle 24 occurs in the south hemisphere of the Sun, suggesting that solar activities will be more intense in the south hemisphere during the whole solar cycle 24.

Key words:Solar activity; Sunspot; Flare

基金項目：國家重大科學研究計劃項目 (2012CB957801)；國家自然科學基金 (41074132, 41274193, 41474166) 資助.

收稿日期：2015-04-28；

修訂日期：2015-05-23

作者簡介：陸陽平，男，碩士. 研究方向：太陽活動統(tǒng)計. Email: lyp199004@126.com

中圖分類號：P182.4+1; P182.5+2

文獻標識碼：A

文章編號:1672-7673(2016)02-0150-03

CN 53-1189/PISSN 1672-7673