标题： 源表面高度的PFSS外推经验优化 显示英文标题

标题： Empirical Optimization of the Source-Surface Height in the PFSS extrapolation

摘要： 电势场源面（PFSS）方法是空间天气领域广泛使用的磁场外推技术。 PFSS方法中的唯一自由参数是源面高度（$R_{\rm SS}$），在此高度之外所有磁场线都是开放的。 尽管$R_{\rm SS}$已知会随着太阳活动而变化，但目前尚无关于如何根据给定的表面磁场分布确定它的共识。 在本研究中，我们利用一个长期（2006-2023）的数据集，涵盖了两个太阳最小期和一个最大期，来研究$R_{\rm SS}$的性质。 我们采用ADAPT-GONG磁图，并通过将1 au处观测得到的开放通量与使用PFSS方法计算得到的开放通量进行匹配来确定$R_{\rm SS}$。 我们的分析表明，$R_{\rm SS}$在太阳活动极小期后和太阳活动极大期附近略有增加，并且可以通过光球层无符号平均磁场强度和偶极参数$f_{\rm dip}$来表征，定义为$f_{\rm dip} = B_{\rm dip}^2/(B_{\rm dip}^2 + B_{\rm quad}^2 + B_{\rm oct}^2)$，其中$B_{\rm dip}$、$B_{\rm quad}$和$B_{\rm oct}$分别表示光球层径向磁场的偶极、四极和八极分量的大小。 我们的结果表明，$R_{\rm SS}$并不表现出与太阳活动简单的单调依赖关系，必须通过适当考虑表面磁场强度和全球磁场结构来确定。 显示英文摘要

摘要： The potential field source surface (PFSS) method is a widely used magnetic field extrapolation technique in the space weather community. The only free parameter in the PFSS method is the source-surface height ($R_{\rm SS}$), beyond which all field lines are open. Although $R_{\rm SS}$ is known to vary with solar activity, there is no consensus on how to determine it for a given surface magnetic field distribution. In this study, we investigate the nature of $R_{\rm SS}$ using a long-period (2006-2023) data, covering two solar minima and one maximum. We adopt ADAPT-GONG magnetograms and determine $R_{\rm SS}$ by matching the open flux estimated from observations at 1 au with that calculated using the PFSS method. Our analysis reveals that $R_{\rm SS}$ increases slightly after the solar minima and around the solar maximum, and that it can be characterized by both the mean unsigned photospheric magnetic field strength and the dipolarity parameter $f_{\rm dip}$, defined as $f_{\rm dip} = B_{\rm dip}^2/(B_{\rm dip}^2 + B_{\rm quad}^2 + B_{\rm oct}^2)$, with $B_{\rm dip}$, $B_{\rm quad}$, and $B_{\rm oct}$ denoting the magnitudes of dipolar, quadrupolar, and octupolar components of photospheric radial magnetic field, respectively. Our results suggest that $R_{\rm SS}$ does not exhibit a simple monotonic dependence on the solar activity and must be determined by properly considering both surface magnetic field strength and global field structure.