天文学进展太阳活动起源研究（）：太阳发电机理论林元章（中国科学院国家天文台北京对试图解释太阳活动起源的太阳发电机理论作了综合评述。着重介绍了平均场运动学发电机理论，包括平均场的a效应、运动学的发电机和迁移发电机。讨论了MHD发电机和其它类型发电机的研究概况。
1引言由文（I）所述可见ll，Babcock和Leighton的太阳活动周模型分别为经验和半经验模型，而非严格的动力学描述。目前认为维持周期性太阳活动过程的物理机制是太阳等离子体自身运动感应的磁场所表现的周期性现象。运动导体通过感应能够产生磁场正是自激发电机原理。
其基本过程为运动导体切割磁力线产生电场，电场将产生电流（Ohm定律），而电流又产生磁场（Ampere定律），磁场将产生电场（Faraday定律）和Lorentz力，后者将限制导体运动，使磁场达到某种平衡，形成完整的发电机循环。因此人们想到太阳磁周规律可能也是太阳本身自然形成的自激发电机产生的。人造自激发电机中有许多导体、绝缘体和导线以及精巧的联结方式，其运转过程不难理解。然而太阳上是连成一片的导电等离子体，并且永远处在短路状态，它能形成自激发电机吗，换句话说，也就是感应方程是否存在发电机解，（上式Bv和r分别为磁场、速度和磁扩散系数。）许多理论研究者进行了艰难的探索。从观测上以及Babcock和Leighton的模型中可见，太阳活动周的主要特征是极向磁场与环向磁场之间的相互转换W.因此探索的主要思路就在现有太阳速度场（主要是较差自转和对流）条件下，寻求可以实现极向磁场Sp与环向磁场St之间不断相互转换的磁场解。
在初期的探索过程中，曾经提出过两个重要的制约性定理（有时称作反发电机定理）。其一是CowlingM发现发电机解必须是非轴对称的；另一是Bullard和GellmanM发现，若速度场只有太阳自转，不管自转是否均匀，则只能由极向磁场产生环向磁场Bt，不能从转化为Sp，从而无法完成Bp与Bt之间的相互转换，即不存在发电机解。Parker首先提出，如果采用平均场的概念，则可绕开上述制约，找到轴对称的平均场发电机解。Parker指出，由于Coriolis力的作用，太阳对流层中的上升和下降气团将产生转动，大量小尺度转动的平均结果等效于存在大尺度电场（称为效应），从而可以导致风向Sp转化。随后Steenbeck等人问、Steenbeck和Krause、Moffatt以及Krause和Radler间等人的深入探讨，逐步完善了平均场的发电机理论。
2平均场运动学发电机理论平均场和a效应观测表明，太阳表面磁场存在一定的起伏范围，因此可以把磁场写成其中〈B〉为平均场，可以把它理解为大量随机变化的现实磁场集合体的平均值；6为起伏部分，其平均值〈b〉=.同时速度场也可以写成其中平均速度〈蚴可以理解为太阳全球尺度运动（尤其是较差自转）的平均速度，u表示不规则的湍动对流速度。通常无需知道V的细节，只需知道其平均值〈V〉和U的统计性质。在以下的讨论中，将认为V已给定，它不受B的影响。换句话说，将作为运动学方式，而非动力学方式处理。实际上Babcock和Leighton的太阳周模型也是运动学模型。
