Equatorial Coronal Holes and Their Relation to the High-Speed Solar Wind Streams
Äquatoriale Koronalöcher und ihr Zusammenhang mit schnellen Sonnenwindströmen
by Lidong Xia
Date of Examination:2003-05-22
Date of issue:2003-11-18
Advisor:Prof. Dr. Franz Kneer
Referee:Prof. Dr. Franz Kneer
Referee:Prof. Dr. Eckart Marsch
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
The heating of the solar corona and the origin and acceleration of the solar wind are among the important unsolved problems of space plasma and solar physics. Coronal holes (CHs) have been known as the source of the fast solar wind (FSW). However, the plasma properties at the base of CHs have not yet been fully understood. The purpose of this thesis work is to study equatorial CHs and their relation to the origin and propagation of the FSW by combining observations with both space-based (SOHO and WIND) and ground-based (NSO/KP) instruments. With the high spectral and spatial resolution of SUMER on SOHO, the morphology of equatorial CHs will be investigated and compared with the quiet-Sun region by deducing 2-D images in ultraviolet emission line parameters (intensity, Doppler shift and width), which provide useful information about the plasma properties in different layers of the solar atmosphere. The relationship between line parameters and the underlying photospheric magnetic field will be studied morphologically and statistically. Furthermore, a comparison of coronal and in situ (at 1 AU) observations will be made to study the geometrical expansion factor of the FSW stream tube. Interesting results concerning the source of the FSW in CHs will be presented. We expect that such coordinated observations can give us a clearer physical picture of the plasma conditions prevailing at the base of CHs.
Keywords: Sun; solar wind; coronal hole; UV radiation; magnetic field; SUMER; SOHO
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Die Heizung der Sonnenkorona und die Beschleunigung des Sonnenwindes gehören zu den wichtigen ungelösten Problemen in der Sonnen- und Weltraumplasmaphysik. Seit 30 Jahren sind Koronalöcher, die dunklen Regionen der Sonnenkorona, als die Quellen des schnellen Sonnenwindes bekannt. Trotzdem sind die Plasmabedingungen in den Koronalöchern noch nicht vollständig geklärt. Ziel dieser Doktorarbeit ist, mit Hilfe von Instrumenten sowohl im Weltraum (SOHO und WIND) als auch am Boden (NSO/KP) die äquatoriale Koronalöcher und ihr Zusammenhang mit schnellen Sonnenwindströmen zu untersuchen. Mit dem hochauflösenden, abbildenden Spektroskop SUMER auf SOHO wird die Morphologie der äquatorialen Koronalöcher untersucht und mit Regionen der ruhigen Sonne verglichen, indem die Parameter der ultravioletten Emissionslinien (Intensität, Dopplerschiebung und Breite) bestimmt werden. Diese Linienparameter stellen wertvolle Informationen über die Plasmabedingungen in verschiedenen Schichten der Sonnenatmosphäre zur Verfügung. Die Beziehungen zwischen den Linienparametern und dem grundlegenden photosphärischen Magnetfeld werden morphologisch und statistisch untersucht. Außerdem werden die koronalen Beobachtungen mit in-situ Messungen des Sonnenwindes in Erdentfernung verglichen, um die geometrischen Expansionsfaktoren des Sonnenwindstroms zu untersuchen. Interessante Ergebnisse im Bezug auf die Quellen des schnellen Sonnenwindes in Koronalöchern werden vorgestellt. Durch die koordinierten Beobachtungen lassen sich die Plasmabedingungen innerhalb der Koronalöcher besser verstehen.
Schlagwörter: Sonne; Sonnenwind; Koronaloch; UV-Strahlung; Magnetfeld; SUMER; SOHO