Struktur und Ursprung starker Magnetfelder am Boden der solaren Konvektionszone

Structure and origin of strong magnetic field at the base of the solar convection zone

von Matthias Dieter Rempel
Dissertation
Datum der mündl. Prüfung:2001-06-25
Erschienen:2001-09-14
Betreuer:Prof. Dr. Willi Deinzer
Gutachter:Prof. Dr. Manfred Schüssler
Gutachter:Prof. Dr. Willi Deinzer
Zum Verlinken/Zitieren: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2861

 

 

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Zusammenfassung

Englisch

The solar magnetic activity shows a cycle with a mean period of 11 years, which is clearly visible in the variation of the number of sunspots. The magnetic field, which leads to sunspot groups at the solar surface, is generated by a magnetohydrodynamic dynamo located at the base of the solar convection zone.This thesis focuses in detail on the working conditions of this dynamo. To this end analytical and numerical calculations are performed, which address the generation and storage of magnetic field in a layer of overshooting convection at the base of the convection zone. This includes the discussion of mechanical equilibria of magnetic layers and the conditions under which they can be reached starting from a non-equilibrium state. A related topic is the influence of radiative heating on magnetic flux storage in the deep solar convection zone. In addition the thesis presents a process which is able to amplify magnetic field directly by conversion of potential energy.
Keywords: solar cycle; magnetohydrodynamics; magnetic flux tubes; dynamo theory

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Die Sonne zeigt einen Zyklus ihrer magnetischen Aktivität mit einer mittleren Periode von 11 Jahren, der sich am deutlichsten in der Variation der Zahl der Sonnenflecken zeigt. Das Magnetfeld, welches an der Oberfläche der Sonne zur Bildung von Sonnenflecken führt, wird am Boden der solaren Konvektionszone durch einen magnetohydrodynamischen Dynamo erzeugt.In der vorliegenden Arbeit werden mit Hilfe analytischer und numerischer Rechnungen die Arbeitsbedingungen dieses Dynamos näher untersucht. Insbesondere kommt der Erzeugung und Speicherung starker Magnetfelder in einer Schicht überschießender Konvektion am Boden der Konvektionszone eine entscheidende Bedeutung zu. Neben mechanischen Gleichgewichten magnetischer Schichten, den Bedingungen unter dehnen sie sich einstellen können und den Effekten radiativer Heizung in der unteren solaren Konvektionszone wird ein Prozess vorgestellt, der Magnetfelder direkt durch Umwandlung potentieller Energie verstärken kann.
Schlagwörter: Sonnenfleckenzyklus; Magnetohydrodynamik; magnetische Flussröhren; Dynamotheorie
 
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