Solar flares and coronal mass ejections (CMEs) are two major solar eruptive phenomena which can cause enormous economic and commercial losses: (1) flares are sudden, rapid, and intense brightenings from radio waves to Gamma-rays in the chromosphere and corona, and (2) CMEs are large-scale transient eruptions of magnetized plasma from the solar corona that propagate outward into interplanetary space. Most flares and CMEs occur in magnetically complicated solar active regions (ARs). Therefore, it is crucial to investigate magnetic fields in ARs and their temporal variations for understanding a precondition and a trigger mechanism related to flare/CME initiation. In this presentation, we will introduce an automated system for empirical forecasting of flares and CMEs in ARs using full-disk photospheric line-of-sight magnetogram data taken by the Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) onboard the SDO.
In this paper, we review recent studies on the magnetic helicity changes of solar active regions by photospheric horizontal motions. Recently, Chae(200l) developed a methodology to determine the magnetic helicity change rate via photospheric horizontal motions. We have applied this methodology to four cases: (1) NOAA AR 8100 which has a series of homologous X-ray flares, (2) three active regions which have four eruptive major X-ray flares, (3) NOAA AR 9236 which has three eruptive X-class flares, and (4) NOAA AR 8668 in which a large filament was under formation. As a result, we have found several interesting results. First, the rate of magnetic helicity injection strongly depends on an active region and its evolution. Its mean rate ranges from 4 to $17 {\times} 10^{40}\;Mx^2\;h^{-1}$. Especially when the homologous flares occurred and when the filament was formed, significant rates of magnetic helicity were continuously deposited in the corona via photospheric shear flows. Second, there is a strong positive correlation between the magnetic helicity accumulated during the flaring time interval of the homologous flares in AR 8100 and the GOES X-ray flux integrated over the flaring time. This indicates that the occurrence of a series of homologous flares is physically related to the accumulation of magnetic helicity in the corona by photospheric shearing motions. Third, impulsive helicity variations took place near the flaring times of some strong flares. These impulsive variations whose time scales are less than one hour are attributed to localized velocity kernels around the polarity inversion line. Fourth, considering the filament eruption associated with an X1.8 flare started about 10 minutes before the impulsive variation of the helicity change rate, we suggest that the impulsive helicity variation is not a cause of the eruptive solar flare but its result. Finally, we discuss the physical implications on these results and our future plans.
Statistical analyses were performed to investigate the relative success and accuracy of daily maximum X-ray flux (MXF) predictions, using both multilinear regression and autoregressive time-series prediction methods. As input data for this work, we used 14 solar activity parameters recorded over the prior 2 year period (1989-1990) during the solar maximum of cycle 22. We applied the multilinear regression method to the following three groups: all 14 variables (G1), the 2 so-called 'cause' variables (sunspot complexity and sunspot group area) showing the highest correlations with MXF (G2), and the 2 'effect' variables (previous day MXF and the number of flares stronger than C4 class) showing the highest correlations with MXF (G3). For the advanced three days forecast, we applied the autoregressive timeseries method to the MXF data (GT). We compared the statistical results of these groups for 1991 data, using several statistical measures obtained from a $2{\times}2$ contingency table for forecasted versus observed events. As a result, we found that the statistical results of G1 and G3 are nearly the same each other and the 'effect' variables (G3) are more reliable predictors than the 'cause' variables. It is also found that while the statistical results of GT are a little worse than those of G1 for relatively weak flares, they are comparable to each other for strong flares. In general, all statistical measures show good predictions from all groups, provided that the flares are weaker than about M5 class; stronger flares rapidly become difficult to predict well, which is probably due to statistical inaccuracies arising from their rarity. Our statistical results of all flares except for the X-class flares were confirmed by Yates' $X^2$ statistical significance tests, at the 99% confidence level. Based on our model testing, we recommend a practical strategy for solar X-ray flare predictions.
It is generally believed that eruptive phenomena in the solar atmosphere such as solar flares and coronal mass ejections (CMEs) occur in the solar active regions with complex magnetic structures. Magnetic helicity has been recognized as a useful parameter to measure the complexity such as twists, kinks, and inter-linkages of magnetic field lines. The objective of this study is to understand a long-term (a few days) variation of magnetic helicity in active regions and its relationship with the energy buildup and instability leading to flares and CMEs. Statistical studies of flare productivity and magnetic helicity injection in about 400 active regions were carried out. The temporal variation of magnetic helicity injected through the photosphere of active regions was also examined related to 46 CMEs. The main findings in this study are as follows: (1) the study of magnetic helicity for active regions producing major flares and CMEs indicates that there is always a significant helicity injection through the active-region photosphere over a long period of 0.5 - a few days before the flares and CMEs; (2) for the 30 CMEs under investigation, it is found that there is a fairly good correlation (linear correlation coefficient of 0.71) between the average helicity injection in the CME-productive active regions and the CME speed. Beside the scientific contribution, a major impact of this study is the observational discovery of a characteristic variation pattern of magnetic helicity injection in flare/CME-productive active regions which can be used for the improvement of solar eruption forecasting.
In this talk we outline the current understanding of solar flares, mainly focusing on magnetohydrodynamic (MHD) processes. A flare causes plasma heating, mass ejection, and particle acceleration which generates high-energy particles. The key physical processes producing a flare are: the emergence of magnetic field from the solar interior to the solar atmosphere (flux emergence), formation of current-concentrated areas (current sheets) in the corona, and magnetic reconnection proceeding in a current sheet to cause shock heating, mass ejection, and particle acceleration. A flare starts with the dissipation of electric currents in the corona, followed by various dynamic processes that affect lower atmosphere such as the chromosphere and photosphere. In order to understand the physical mechanism for producing a flare, theoretical modeling has been develops, where numerical simulation is a strong tool in that it can reproduce the time-dependent, nonlinear evolution of a flare. In this talk we review various models of a flare proposed so far, explaining key features of individual models. We introduce the general properties of flares by referring observational results, then discuss the processes of energy build-up, release, and transport, all of which are responsible for a flare. We will come to a concluding viewpoint that flares are the manifestation of the recovering and ejecting processes of a global magnetic flux tube in the solar atmosphere, which has been disrupted via interaction with convective plasma while rising through the convection zone.
This talk outlines the current understanding of solar flares, mainly focusing on magnetohydrodynamic (MHD) processes. A flare causes plasma heating, mass ejection, and particle acceleration that generates high-energy particles. The key physical processes related to a flare are: the emergence of magnetic field from the solar interior to the solar atmosphere (flux emergence), formation of current-concentrated areas (current sheets) in the corona, and magnetic reconnection proceeding in current sheets that causes shock heating, mass ejection, and particle acceleration. A flare starts with the dissipation of electric currents in the corona, followed by various dynamic processes which affect lower atmospheres such as the chromosphere and photosphere. In order to understand the physical mechanism for producing a flare, theoretical modeling has been developed, in which numerical simulation is a strong tool reproducing the time-dependent, nonlinear evolution of plasma before and after the onset of a flare. In this talk we review various models of a flare proposed so far, explaining key features of these models. We show observed properties of flares, and then discuss the processes of energy build-up, release, and transport, all of which are responsible for producing a flare. We come to a concluding view that flares are the manifestation of recovering and ejecting processes of a global magnetic flux tube in the solar atmosphere, which was disrupted via interaction with convective plasma while it was rising through the convection zone.
Yong-Jae Mun;Gyeong-Seok Jo;Rok-Sun Kim;Yeong-Deuk Park
Bulletin of the Korean Space Science Society
/
2004.04a
/
pp.37-37
/
2004
It is well known that solar activity such as coronal mass ejections(CMEs) and flares is a direct driver of space weather. In this talk, we introduce its main physical characteristics and physical connections among CMEs(or flares) -Interplanetary(IP) shocks - interplanetary CMEs (or magnetic clouds) - geomagnetic storms. Specifically, solar activity is discussed in terms of space weather scales (R:Radio Blackout, S: Solar Radiation Storms, G: Geomagnetic Storms). (omitted)
We have developed a set of daily solar flare peak flux forecast models for strong flares using multiple linear regression and artificial neural network methods. We consider input parameters as solar activity data from January 1996 to December 2013 such as sunspot area, X-ray flare peak flux and weighted total flux of previous day, and mean flare rates of McIntosh sunspot group (Zpc) and Mount Wilson magnetic classification. For a training data set, we use the same number of 61 events for each C-, M-, and X-class from Jan. 1996 to Dec. 2004, while other previous models use all flares. For a testing data set, we use all flares from Jan. 2005 to Nov. 2013. The best three parameters related to the observed flare peak flux are weighted total flare flux of previous day (r = 0.51), X-ray flare peak flux (r = 0.48), and Mount Wilson magnetic classification (r = 0.47). A comparison between our neural network models and the previous models based on Heidke Skill Score (HSS) shows that our model for X-class flare is much better than the models and that for M-class flares is similar to them. Since all input parameters for our models are easily available, the models can be operated steadily and automatically in near-real time for space weather service.
Solar microwave bursts carry information about the magnetic field in the emitting region as well as about electrons accelerated during solar flares. While this sensitivity to the coronal magnetic field must be a unique advantage of solar microwave burst observations, it also adds a complexity to spectral analysis targeted to electron diagnostics. This paper introduces a new spectral analysis procedure in which the cross-section and thickness of a microwave source are expressed as power-law functions of the magnetic field so that the degree of magnetic inhomogeneity can systematically be derived. We applied this spectral analysis tool to two contrasting events observed by the Owens Valley Solar Array: the SOL2003-04-04T20:55 flare with a steep microwave spectrum and the SOL2003-10-19T16:50 flare with a broader spectrum. Our analysis shows that the strong flare with the broader microwave spectrum occurred in a region of highly inhomogeneous magnetic field and vice versa. We further demonstrate that such source properties are consistent with the magnetic field observations from the Michelson Doppler Imager instrument onboard the Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) spacecraft and the extreme ultraviolet imaging observations from the SOHO extreme ultraviolet imaging telescope. This spectral inversion tool is particularly useful for analyzing microwave flux spectra of strong flares from magnetically complex systems.
We introduce the two-dimensional spectral observations of solar flares using the Solar Tower Tele-scope of Nanjing University, China. In particular, we introduce three typical events and the methods used to analyze the data. (1) The flare of November 11, 1998, which is a limb flare. We derive the temperature and density within the flaring loop using non-LTE calculations. The results show that the loop top may be hotter and denser than other parts of the loop, which may be a result of magnetic reconnect ion above the loop. (2) The flare of March 10, 2001, which is a white-light flare that shows an emission enhancement at the near infrared continuum. We propose a model of non-thermal electron beam heating plus backwarming to interpret the observations. (3) The flare of September 29, 2002, which shows unusual line asymmetries at one flare kernel. The line asymmetries are caused by an upward moving plasma that is accelerated and heated during the flare development.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.