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太阳上存在各种各样的活动现象,小到亮点,大至耀斑、日冕物质抛射,均与磁场相关。这些能量释放过程一般认为是磁能向等离子体的动能和热能转化的过程,并伴随着磁场拓扑结构的变化。为了探究磁场与这些活动现象之间的关系,我们分别研究了小尺度的磁流浮现区(瞬现区)及其大气响应的统计性质,以及与耀斑、日冕物质抛射相关的活动区的拓扑结构的演化。 使用太阳动力学天文台(SDO)上的日震与磁场成像仪(HMI)和大气成像仪器组(AIA),我们统计研究了50个磁流浮现区的属性以及上层大气对浮现区的响应。我们所选择的磁流浮现区,其浮现的磁通量的范围为:(0.44-11.2)×1019 Mx;浮现率为(0.1-1.3)×1019 Mx/h;浮现区最大面积的范围为:17-182 arcsec2;平均场强的范围为:29.7-116.1 G;浮现时间的范围:1-12 h;正负极性之间最大的分离距离为7-25 arcsec;分离速度的范围为:0.05-1.08 km/s。结果显示浮现磁通量、浮现区最大面积、平均场强、分离距离这些参数均与浮现时间正相关,而分离速度与浮现时间负相关;磁流浮现率与浮现的磁通量正相关。AIA/1600(A)、304(A)、171(A)、193(A)、211(A)五个波段的响应时间分别为:(0.4-5.0),(0.6-5.9),(0.7-8.2),(1.2-6.9),(1.2-6.6)小时,即上层大气首先在1600(A)的色球线出现响应,响应时间从半个小时到大约5个小时,然后数分钟至数十分钟之后,日冕线(例如171(A)、211(A))开始出现响应。结果表明磁流浮现区之上的大气是被逐渐加热的。 我们使用非线性无力场外推的方法研究了11158活动区磁场拓扑结构的演化。通过计算该活动区的磁力线压缩因子,我们得到了该区域的准分界层的分布,结果显示该活动区拥有相对稳定的四极场的拓扑结构,其中包含大尺度的双曲线型磁流管结构。在该活动区的两个较大的耀斑(M6.6和X2.2)发生之前,位于中性线附近的准分界层变得比较明显,该准分界层对应于和磁绳的形成相关的强剪切的磁拱,这样的现象暗示了该准分界层与活动区活动性密切相关。通过高分辨率的计算方法,我们在X2.2级耀斑之前发现了倒水滴形的小尺度的双曲线型磁流管结构,预示着磁流绳的存在。尽管我们得到了磁绳之上的大尺度的拓扑结构,但是该结构在耀斑的爆发中起次要的作用。我们的研究强调了磁流绳在与X2.2耀斑相关的爆发过程中的重要作用,并排除了磁暴模型在该爆发中的作用。 剧烈爆发过程中,磁场能量的储存与释放同样是太阳物理研究的热点问题。这些爆发事件与磁场的非势性密切相关,而增加磁场的非势性既可以通过磁流浮现直接注入,也可以通过光球的剪切运动注入。对于11158活动区,磁流浮现一直继续而自由能(即非势性)自某个时刻开始减少。在接下来的工作中我们选择适当的非势参量来描述11158活动区的能量积累过程,并分析引起能量变化的可能的物理原因。 磁通量管从太阳内部浮出光球的过程仍存在争议,虽然我们无法直接看到磁场的浮现过程,但是其浮出光球的过程必定伴随着相关的活动现象。在下一步的工作中,我们拟使用SDO/AIA高空间分辨率的数据,并结合SDO/HMI的矢量磁场数据,分析一个简单的双极性的磁流浮现区的浮现过程,希望能对该问题的解决有所贡献。