高津D論お世話になります

Real-time Frame Selector 2
and
Convective Structure in
Emerging Flux Region
高津裕通
contents
(1) Real-time Frame Selector 2
(2) Local Correlation Tracking Method
(3) Convective Structure in Emerging Flux
Region (Hida data)
(4) Convective Structure in Emerging Flux
Region (LaPalma data)
浮上磁束管
コロナ
彩層
光球
(Shibata)
対流構造
粒状班を追え
Feature Tracking
or
Correlation Tracking
(1) Real-time Frame Selector 2
Data flow chart
CCD
frame 1
best image
in this
interval
images
selecting
interval
saved
image
saving
interval
saved
image
ROI
comparing
dispersion
in ROI
frame 2
just
captured
image
selecting
interval
ROI
saving
interval
storing
frame 3
capturing
image
saving
selecting
interval
ROI
HDD
time
Old RTFS and RTFS2
（結論1）性能比較
• Frame rate 15ｆｐｓ  30ｆｐｓ
– 約半数の画像がよりよいものになる。
• CCD video camera  CCD camera
– AD/DA 変換ノイズの軽減
– Dark image のふらつき（強度標準偏差）
1.56  0.51
• FOV 120 arcsec2  240 arcsec2
• User interface text  GUI
(2) Local Correlation Tracking
Method
連続して撮像された多数の画像から、特定の構造
（tracer）の移動距離を求める方法。Tracer の同定
は、Intensity の相関（CC)を用いる。
こうして求めた変位には、見かけ
の動きやローカルな動きが含ま
れている
多数の和をとり、キャンセルする
displacement maps
images
＋
＋
displacement map
＋
time
velocity map
LCTM には、主に３つのパラメータがある
（１）箱の大きさ (Box)
（２）探索範囲 (Search)
（３）時間間隔 (Delta)
何を tracer として選ぶか
目的とする速度場構造の大きさは？
移動速度と seeing の影響
tracer の寿命（粒状班なら5分程度）
(2) Search
(1) Box
(3) Delta
評価方法（even-odd法）
画像
（Delta = 4 の場合）
+
0
+
1
+
+
2
+
3
+
+
4
＝
All
＝
Even
5
比較する
+
変位場
+
＝
Odd
速度場
評価方法（reverse法）
画像
(時間正方向)
+
+
+
+
+
＝
All
(時間逆方向)
比較する
+
+
+
変位場
+
+
＝
All
速度場
(3) Convective Structure in
Emerging Flux Region
Hida data
G-band image (128x132Mm)
SOHO/MDI NOAA8582
movie
SOHO/MDI NOAA8582 ROI
movie
observation
Flux plot
4x105
2x105
0x105
11 Jun 0:00
14 Jun 06:24
18 Jun 14:00
Ha image with G-band contour
(47x33 Mm)
Ha center
red - blue
blue wing
Ha-0.6A
red wing
Ha+0.6A
G-band image (47x33 Mm) and
contour of 2 emerging flux loops
LCTM parameters
Horizontal Velocity map
(100 min averaged)
Max speed = 0.487 km/sec at (23,12)
Divergence image
(100 min averaged)
Reverse test
37.5 min averaged divergence maps
21:24-22:02
21:37-22:14
21:49-22:27
22:02-22:39
22:14-22:52
22:27-23:04 movie
（結論3）
• Lifetime of Meso-scale flow ～30--50 min
• Divergence structure at emerging flux loops
– Lifetime >100 min (～Strous et al 1996)
– Size ～5 Mm (<Strous ～10 Mm)
– Max horizontal velocity ～0.4km/sec (～Strous)
(4) Convective Structure in
Emerging Flux Region
LaPalma data
観測データ
• La Palma Observatory (Spain)
• NOAA 8218 (S20 W20)
• 13th May 1998 12:45-16:35 UT, 3 hours 50 mins.
– 4305Å G band
• 411 images
• Time resolution ～30 sec
• Space resolution 0.1 arcsec/pixel
– Ca II 3933Å K line
– Fe I 6302Å LCP, RCP, continuum
– Ha 6356Å, +/-350mÅ, -700mÅ
G band data
12:49:33 UT
1.4 万km
ROI
2、8 万km
16:09:36 UT
Ha flare location
Brooks
評価方法（even-odd法）
画像
（Delta = 4 の場合）
+
0
+
1
+
+
2
+
3
+
+
4
＝
All
＝
Even
5
比較する
+
変位場
+
＝
Odd
速度場
even
N/S
e-o
odd
e
o
(N/S) == ∑
|e–o|
|e|+|o|
2
∑
小さい程よい
DeltaによるN/Sの変化
Granule region
1、5
Delta=4,6が最小
Delta
Box=5
Search=5→20
Delta=2→20
0
2
4
6
.
.
20
200
加算ファイル数
DeltaによるN/Sの変化
Granule region
1、5
Delta=4,6が最小
Box=10
Search=5→20
Delta=2→20
0
200
加算ファイル数
DeltaによるN/Sの変化
Granule region
1、5
Delta=4が最小
Box=15
Search=5→20
Delta=2→20
0
200
加算ファイル数
DeltaによるN/Sの変化
pore region
1、0
Delta=16,18が最小
Box=5
Search=5→20
Delta=2→20
0
200
加算ファイル数
DeltaによるN/Sの変化
pore region
1、0
Delta=18,20が最小
Box=10
Search=5→20
Delta=2→20
0
200
加算ファイル数
DeltaによるN/Sの変化
pore region
1、0
Delta=16が最小
Box=15
Search=5→20
Delta=2→20
0
200
加算ファイル数
パラメータ探索結果
• Granule region では
– Box=20 が最もよい
– Box の大きさにかかわらず、Delta=4 が最もよい
– N/S は 0.3 程度
• Pore region では
– box=5 が最もよい
– Delta=16 ー20、ばらつきがある。←ウソ
– N/S は 0.2 程度
Velocity Field (granule 3)
granule region
粒状班による湧
き出し構造がよく
わかる
Box=10
Search=5
Delta=4
Max Vel.
Ave. Vel. 0.172 km/sec
Max Vel. 0.489 km/s
N/S
0.608
N/S (granule 3)
granule region
場所によっては
やや精度が落ち
る
Box=10
Search=5
Delta=4
Max Vel.
Ave. Vel. 0.172 km/sec
Max Vel. 0.489 km/s
N/S
0.608
Velocity Field (pore 7)
pore region
浮上磁場領域の発
散構造が見える
Box=10
Search=5
Delta=4
Max Vel.
Ave. Vel. 0.078 km/sec
Max Vel. 0.542 km/s
N/S
0.239
N/S (pore 7)
pore region
浮上磁場領域の
精度はよい
(granuleを見てい
る)
Box=10
Search=5
Delta=4
Max Vel.
Ave. Vel. 0.078 km/sec
Max Vel. 0.542 km/s
N/S
0.239
• Granule regionでは
– Delta=4 (2分)
– Box は目的とする解像度によるが、大きい方が精度
はよい。
– この領域での平均速度は、0.16 km/sec、
精度は30%
• Pore region では
– Delta=16-20 （8-10分）４（2分）
– Box=5 （0.5 arcsec）
– 平均速度は、0.19 km/sec、精度は、20%
• even-odd 法で、少なくとも Delta は決定できるこ
とが分かった。
Reverseによる検定が必要
最大速度 1.68 km/sec
平均速度 0.47 km/sec
誤差
20-30 %
1
4
2
5
6
3
番号
1
2
3
4
5
6
7
種別
湧き出し
湧き出し
湧き出し
湧き出し
吸込み
湧き出し
湧き出し
寿命
2h08m
2h11m
2h00m
1h10m
1h53m
1h47m
1h17m
時間
12:49-14:57
13:13-15:24
14:06-16:00
12:50-14:00
13:14-15:07
13:50-15:37
14:17-15:34
コメント
フレア領域、EFR
EFR
EFR
EFR
7
(結論４）
番号
1
2
3
4
5
6
7
種別
湧き出し
湧き出し
湧き出し
湧き出し
吸込み
湧き出し
湧き出し
寿命
2h08m
2h11m
2h00m
1h10m
1h53m
1h47m
1h17m
時間
12:49-14:57
13:13-15:24
14:06-16:00
12:50-14:00
13:14-15:07
13:50-15:37
14:17-15:34
コメント
フレア領域、EFR
EFR
EFR
EFR
EFR ＝＝湧き出し？？
おしまい
1/15 sec
Quality of image
1/30 sec
time
Ha blue wing movie
このうち、Search は Delta により、一意に決めることができる。
tracer の最大速度を 2 km/sec と仮定すると、Delta だけ離れた２
枚の画像間の移動量は、以下のようになる。
2 (km/sec) x 30Delta (sec) / 70 (km/pixel) = Delta x 6/7 (pixel)
すなわち、
Search = Delta
としておけばよいことになる。
注意すべきは、seeing による見かけの移動量であり、最低でも
数 pixel の Search が必要である。
Box, Delta は、以下の組み合わせで計算した。
Box = 5, 10, 15, 20
Delta = 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20
これまでの研究
浮上磁束管の下に、安定した湧き出し構造を発見

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