来自Lyra和Swap的辐照度测量的初步结果

抽象的

本文提出了使用有源像素系统检测器和图像处理（SWAP）在载上PROPA2的大屈服辐射计（LYRA）和太阳观察者的光度测量的第一和初步结果。为了研究Lyra辐照度的日常变体，我们将Lyra辐照度值（观察到的太阳作为星星）与铝过滤器通道（171Å-500Å）进行了比较，用空间分辨的全盘集成强度值测量交换（174Å）和CA IIK1ÅÅ指数值（来自NSO / SAC PEAT的地面观测）从2010年4月1日至2011年3月15日期间。我们发现这些参数之间存在良好的相关性。这表明Swap的空间分辨率补充了Lyra的高时分辨率。因此，交换可以被认为是额外的辐射频道。K发射指数也是在K线上以k线为中心的1Å带的集成强度（或通量），与铬层的总排放成比例;这种比较清楚地解释说，Lyra辐照度变化是由于各种磁性，这是显着的贡献。除此之外，我们还尝试从全磁盘交换图像中分离冠状功能。这将有助于理解和确定各个冠状功能对Lyra辐照度变化的实际贡献。

1.介绍

太阳是负责地球天气和气候的主要能量来源。因此，只有一个人会期望从太阳收到的能量的数量和类型的变化可以改变地球上的天气和气候。因此，太阳能光谱辐照度的知识对太阳能物理，航空公司以及幽灵家族或行星研究的其他领域具有很大的兴趣。低于3000的太阳紫外线（UV）辐照度是地球大气层转换的能量的主要来源，通过光度解放和光相控制其热结构，动力学和化学[1］．因此，紫外线辐照度的变化会影响地球大气层中臭氧的浓度[2那3.并可能在全球变暖的过程中发挥重要作用。2400 Å以下的平流层和中间层辐射形成的臭氧平衡对生命和人类有着特殊的意义。然而，2000 Å以上的光子在平流层中被分解，扰乱了臭氧的平衡(例如，[4.那5.])。这是因为臭氧气体在平流层中自然产生，其中强烈地吸收到进入的UV辐射。但由于平坦散臭的臭氧降低，允许UV辐射通过，并且地球表面的暴露增加。暴露于较短波长的百分比比暴露于较长波长的较大百分比增加。紫外线辐照度变异性对人类技术有显着影响，目前在空间天气研究框架中解决。

超过二十多年来，从几个卫星监测了太阳能紫外线辐照度观察。这些空间UV辐照度观察表明，UV助焊剂在太阳循环上变化，在最大活性条件下更高，短期变化（从几天到几个月）叠加在长期变化上[6.那7.］．长期紫外线辐照度变化归因于变化的亮磁元件的发射[8.-10.[短期变化与活动区域的生长和衰减直接相关[11.］．目前的UV辐照度模型是基于集成的全盘模型;因此，它们不能提供足够的资料，说明观测到的紫外线辐照度变化的物理原因。在过去的十年中，有几个空间实验，太阳日光层天文台/极紫外成像望远镜/迈克尔逊多普勒成像仪(SOHO/EIT/MDI)提供了良好的时间序列观测数据，从太阳的空间分辨率图像中测量各种参数。最近，我们获得了来自太阳动力天文台/大气成像阵列/太阳地震-磁成像仪(SDO/AIA/HMI)、机载自主2项目/大收益辐射计/太阳观测仪使用主动像素系统探测器和图像处理(PROBA2/LYRA/SWAP)的高分辨率观测数据。它们在光谱覆盖范围、时间覆盖范围、时间节奏和仪器(摄谱仪、光度计或成像仪)的性质上都不同。此外，我们还获得了来自NSO/Sac峰和世界上许多其他天文台的地面Ca II K光谱日线图的观测结果。所有这些观测将提供迄今为止最好的数据集。因此，策略是将最可靠的观察结果与最好的可能模型(例如，[12.-14.])。从太空获得的空间分辨率全盘图像必须与地面观测得到的太阳图像进行比较。全盘精确光度图像和全盘磁图将有助于探索太阳紫外线辐照度的时间和空间变异性，并确定与磁结构的耦合。

proba2是欧洲航天局的第二颗卫星在欧洲航天局的一系列Proba低成本卫星，用于验证新的航天器技术，同时还携带科学仪器。它于2009年11月2日推出，在阳光同步的低地轨道上，海拔725公里，摇滚发射器。它提供了一种技术示范平台，用于测试与太阳能物理，空间，航空，航空电子设备，航天器姿态控制，电力系统和推进相关的多种仪器和技术。Proba2的轨道每年九个月是无食的，因此轨道非常适合船上的太阳观测仪器，即LYRA和交换。

Lyra是太阳能紫外线辐射计，将于2006年载于2006年的船上Proba2，这是一种技术面向的ESA缩影[15.那16.］．它将在四个仔细选择的UV通带中监控太阳辐照度。已选择渠道以其与太阳能物理，航空公司和空间天气形象相关的相关性1：（1）1150-1250ÅLYMAN-（2）2000-2200Å赫尔扎伯格连续体系列，（3）铝过滤器通道（171-500），包括HE II在304Å，（4）锆过滤通道（10-200Å）。Lyra受益于基于钻石的宽带隙探测器。这是开创性UV探测器程序的第一个空间评估。它使传感器辐射硬度和“太阳能盲人”，这使得可分配的过滤器阻断不需要的可见，但严重衰减所需的UV辐射。Lyra具有高达100 Hz的高点。

交换 [17.那18.望远镜是一个紧凑的EUV成像仪，船上的Proba2使命将在极端紫外线（EUV）中观察太阳，并在174埃的峰值中提供窄带通道中的太阳（太阳能电晕）的连续图像（图2），对应于1百万度的开尔文的形成温度。交换仪器建立在极端紫外线成像望远镜（EIT）的遗产上，自1996年以来监控太阳能电晕的船只船上的SOHO任务。交换有一个54 arcmin的视野。虽然航天器的离点可以轻松地扩展了这一视野，但是可以在几小时内从Proba2科学中心命令。因此，静态冠状结构的有效视野是65弧射出，对于喷发可能更大。这比SOHO / EIT（45 Arcmin）或SDO / AIA（41 Arcmin）的FOV大得多。虽然SDO上的AIA成像器将在太阳能磁盘的空间和时间分辨率下提供前所未有的图像，交换是空间中唯一的EUV成像仪，以填补S​​OHO / LASCO（大角度和光谱凝血素）血管结。SWAP还提供高图像Cadence的优势（最大3每分钟，每分钟1每分钟，在标称操作中）来监测季节现象。通过这种较高的节奏，Swap将监控可能与空间天气相关的低太阳能电晕的事件。这些事件包括EIT波（从CME爆发位点上的太阳能光盘传播的全局波），EUV调光区（来自CME抬起的瞬态冠状孔）和灯丝稳定性（在升高期间的特定类型的闪烁） filament).

离子化钙的H和K线已被认为是用于鉴定太阳能表面上的致铬选集活动区域的有用指标。这些线对温度和磁场强度的变化非常敏感。因此，它们是与太阳能磁性活性有关的致力结构变化的优秀指标。在Ca II H或K线和II线中观察到的图像彼此相同。最佳量化k线中的曲线排放的参数是所谓的k个排放指数由[19.］．k排放指数是在K线上以k线为中心的1Å带的集成强度（或通量），与铬层的总排放成比例[9.那20.-25.］．作为k线上居中的星光视为明星的太阳将显示为变量，显示旋转调制和11年周期[26.］．

2.观察和数据分析

在本文中，在通道3中测量的Lyra辐照度观测（铝过滤器通道：171Å-500Å，包括HE II，包括HE II），交换（174Å）全磁盘集成强度（Swavint，Level-3）值，以及使用2010年4月1日至31日至3月15日的观测期间的CA II K（393.4 nm）时间序列值（对应于1Å排放指数）。要确定Lyra Channel-3的日常变化（平均为1分钟的节奏），交换（Cadence平均为2分钟）时间序列，以及CA IIK1Å排放指数，我们已阅读Lyra的适合文件并交换数据并在IDL中使用太阳能软件（SSW）库进行分析。SWAVINT is a keyword in the calibrated SWAP fits files and corresponds to the average intensity of a whole SWAP image (i.e., a fully calibrated image except applying transformation, which is placing the Sun in the center of the image and aligning the solar north to the top of the image) normalized with its exposure time 在哪里是图像的曝光时间，是像素数是， DN为以像素为单位的数字。Swavint的单位是DN / s。动态交换范围远小于Lyra之一。交换不是设计在全面看到耀斑。由于有限的范围，眩光像素很快饱和，因此喇叭口可以在斯沃斯汀中看到，因为只有几个像素受到较大的影响和立即饱和。

3。结果与讨论

将Lyra辐照度值（观察到的SUN作为星星）与在通道3中测量（铝过滤器通道：171Å-500Å，其中包括在304Å的II）中进行了比较，其在交换中测量了空间解决的全盘集成强度值（174Å）于2010年4月1日至2011年3月15日期间。此外，我们还将Lyra辐照值值与Ca II K的1Å发射指数值进行了比较了Lyra辐照度值并交换全磁盘集成强度值（来自NSO / SAC峰的地面观察）同期。我们从时间序列情节中观察到（图3.）和散射图（图4.)，发现LYRA通道3、铝过滤通道的长期变异性与SWAP的空间分辨率全盘积分强度值具有良好的相关性，相关性为60% (）。但是Lyra和Ca II K之间的相关性（）以及Swap和Ca II K之间（），比Lyra与交换之间的相关性相对较低。这是因为CA IIK1Å发射指数值中存在数据间隙。这些结果表明，Lyra辐照度变化是由于Swap和Ca II K中观察到的太阳磁性的变化。Swap的空间分辨率补充了Lyra的高时间分辨率。因此，交换可以被认为是额外的辐射频道。此外，这些比较清楚地解释了辐照度变化是由于各种磁性，这是显着的贡献。

为了了解各个冠状特征对Lyra辐照度变化的实际贡献，我们正在从Proba2 / Swap（174Å）获得的全盘空间分辨的图像中分离冠状特征。形态学结构（图案识别），几何位置，强度水平和梯度，对比度和尺寸将被用作识别和分离各种冠状特征的主要标准。我们对交换图像进行了非常初步的分析，以隔离不同的冠状功能。图中示出了含有有源区的隔离图像样本5.与原始图像相比。大量全磁盘图像的进一步详细图像分析正在进行中。这些结果有助于使特征与特征的相关性并理解并建立它们的作用和对紫外线辐照度变异性的贡献。这些调查还将更好地帮助了解与太阳循环的各种亮磁特征相关的UV辐照度的性质和源。这项研究努力的结果也将是目前紫外线辐照模型的重大改善，并将在大气和空间物理中具有重要意义。该模型将是一个理想的平台，并将空间解决的研究结果纳入其中。与UV辐照度相关的冠状特征的分割结果将在其他地方发表。

致谢

本研究工作是在Proba2 Guest调查员计划下进行的。这项研究工作的一部分是在2010年和2011年访问比利时的皇家天文台，作为客人调查员。作者希望衷心感谢Ingolf Dammasch和Sarp Yalim的衷心感谢，以便使用Lyra辐照程序和交换全磁盘集成强度数据。由于A.A PEVTSOV，国家太阳天文台/天文光学光学长期调查，用于提供CA II K参数时间序列数据的Sun-Indion Sunlight光谱仪（NSO / Solis-ISS）。这里使用的Solis数据由国家科学基金会/国家太阳天文台（NSF / NSO）以及国家航空航天局/与星期六计划（NASA / LW）共同制作。他们谨此感谢这两位裁判员表示衷心的评论和建议，有助于改善论文。

参考

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