<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Solar-Terrestrial Physics</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Solar-Terrestrial Physics</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Солнечно-земная физика / Solnechno-Zemnaya Fizika / Solar-Terrestrial Physics</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="online">2712-9640</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">19351</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/szf-42201801</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Результаты  исследований</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Results of current research</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Результаты  исследований</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">The presence of a systematic error in SDO/HMI data</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>О наличии систематической ошибки в данных SDO/HMI</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Руденко</surname>
       <given-names>Георгий Владимирович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Rudenko</surname>
       <given-names>Georgiy Vladimirovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>rud@iszf.irk.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор физико-математических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of physical and mathematical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Дмитриенко</surname>
       <given-names>Ирина Сергеевна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Dmitrienko</surname>
       <given-names>Irina Sergeevna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>dmitrien@iszf.irk.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат физико-математических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of physical and mathematical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Институт солнечно-земной физики СО РАН</institution>
     <city>Иркутск</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS</institution>
     <city>Irkutsk</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Институт солнечно-земной физики СО РАН</institution>
     <city>Иркутск</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS</institution>
     <city>Irkutsk</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>4</volume>
   <issue>2</issue>
   <fpage>3</fpage>
   <lpage>10</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://zh-szf.ru/en/nauka/article/19351/view">https://zh-szf.ru/en/nauka/article/19351/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Показано наличие систематической ошибки в векторных магнитных данных SDO/HMI (ге-лиосейсмический и магнитный имиджер на борту Обсерватории солнечной динамики (Solar Dynamical Observatory, SDO)), обнаруживающей себя в отклонении от радиального направления узелковых магнитных полей, проявляющихся на магнитограммах в виде мелких зерен сильного магнитного поля. Величина этого отклонения характеризуется зависимостью от расстояния до центра диска, что не может быть свойством магнитного поля, а привнесено в данные искусственно. Предлагается простой способ коррекции векторных магнитограмм, устраняющий обнаруженную систематическую ошибку.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>In this paper, we came to the conclusion that there is a systematic error in SDO/HMI (Helioseismic and Magnetic Imager aboard the Solar Dynamics Observatory) vector magnetic data, which reveals itself in a deviation from the radial direction of the knot mag-netic fields manifesting themselves on magnetograms in the form of small grains in a strong magnetic field. This deviation demonstrates a dependence on the distance to the disk center, which cannot be a property of the magnetic field – it can only be artificially introduced into the data. We suggest a simple method for correcting vector magnetograms, which eliminates the detected systematic error.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>Солнце</kwd>
    <kwd>магнитное поле</kwd>
    <kwd>векторные магнитограммы</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>Sun</kwd>
    <kwd>magnetic field</kwd>
    <kwd>vector magnetograms</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>ВВЕДЕНИЕВекторные магнитные данные, получаемые космическим аппаратом SDO/HMI, представляют собой значительный прорыв в солнечной магнитографии. Пространственное разрешение, качество векторных магнитограмм полного диска, регулярность и высокая скважность наблюдений не имеют аналога ни в наземных, ни во внеатмосферных измерениях. Неоценим и тот вклад, который может дать в ближайшем будущем постоянно пополняющийся временной ряд непрерывных наблюдений для прогнозирования космической погоды и фундаментальных исследо-ваний магнитной природы активности Солнца. Мы можем ожидать существенное улучшение достоверности прогноза параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля (ММП), в частности, его полярности в околоземном космическом пространстве благодаря возможности использования новых векторных синоптических карт [Gusain at al., 2013].Ранее для этих целей использовались синоптические карты только продольного поля. Преимущество использования новых векторных синоптических карт обусловлено двумя моментами. Во-первых, используя векторные измерения, мы получаем возможность экстраполяции поля по радиальной компоненте граничного поля (задача Неймана). С физической точки зрения такая постановка задачи экстраполяции более оправдана по сравнению с постановкой задачи экстраполяции по продольной компоненте, поскольку реальные измерения проводятся на уровне, где еще заведомо не выполняются не только потенциальное, но и общее бессиловое приближение. В этих условиях разные краевые задачи неизбежно должны приводить к различным результатам экстраполяции, которые, в частности, будут давать и различные значения компоненты радиального поля на границе. Во-вторых, мы строим синоптическую карту Br как скалярной величины в отличие от карт продольной магнитной компоненты Blos. Это является важным моментом, поскольку построение синоптического распределения для нескалярной величины не вполне корректно.Для любого большого проекта, запускающего в широкое пользование поток новой физической информации, является важным удаление любых значимых ошибок искусственного или естественного происхождения, если таковые присутствуют и могут быть выявлены, или до начала использования этой информации, или на его начальной стадии. Именно такого рода проблеме для новых данных SDO/HMI и посвящена наша работа. В ней мы устанавливаем факт наличия существенной систематической ошибки в предоставляемых данных. Эта ошибка явно выявляется нами из анализа данных измерений узелковых магнитных полей, концентрирующихся в узлах сетки конвективных ячеек спокойного Солнца. Узелки проявляются на магнитограммах в виде мелких зерен сильного магнитного поля и являются результатом сгребания магнитных трубок горизонтальными движениями окружающей плазмы, приводящего к концентрации магнитного потока и последующей радиализации поля. Свойство компактности узелковых полей и значительное превышение фоновых значений (&gt;500 Гс) дают возможность их выделения с помощью достаточно простого алгоритма. Присущее узелковым полям свойство радиальности ис-пользуется в качестве основного критерия тестирования данных измерений магнитного поля. В разделе 1 показано, что любая векторная магнитограмма SDO/HMI обнаруживает одинаковое систематическое отклонение (до 20°) узелкового поля от ради-ального направления в сторону лимба, зависящее от расстояния до центра диска. Поскольку результат наблюдения не должен зависеть от положения наблюдателя, делаем вывод, что выявленная зависимость может иметь только искусственную причину, возможно, не устранимую в современных технологиях получения и обработки параметров Стокса, используемых для получения конечных значений векторного магнитного поля. В разделе 2 мы предлагаем идею коррекции исходных векторных магнитограмм, основанную на предположении, что систематическое отклонение на самом деле не зависит от места измерения на диске и является следствием ошибки измерения угла наклонения поля относительно луча зрения. Проявления этой ошибки в узелковых полях приводят к ее видимой зависимости от расположения на диске. Мы показываем, что наша коррекция почти убирает эффекты неестественного поведения узелковых полей.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Gusain S., Pevtsov A.A., Rudenko G.V., Anfinogentov S.A. First synoptic maps of photospheric vector magnetic field from SOLIS/VSM: Non-radial magnetic fields and hemispheric pattern of helicity // Astrophys. J. 2013. V. 772, N 1. P. 52. DOI: 10.1088/0004-637X/772/1/52.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gusain S., Pevtsov A.A., Rudenko G.V., Anfinogentov S.A. First synoptic maps of photospheric vector magnetic field from SOLIS/VSM: Non-radial magnetic fields and hemispheric pattern of helicity // Astrophys. J. 2013. V. 772, N 1. P. 52. DOI: 10.1088/0004-637X/772/1/52.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Leka K.D. Barnes G., Wagner E.L. Radial magnetic field component from line-of-sight magnetograms // Solar Phys. 2017. V. 292, iss. 2, article id. N 36. 26 pp. DOI: 10.1007/s11207-017-1057-8.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Leka K.D. Barnes G., Wagner E.L. Radial magnetic field component from line-of-sight magnetograms // Solar Phys. 2017. V. 292, iss. 2, article id. N 36. 26 pp. DOI: 10.1007/s11207-017-1057-8.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Riley P., Linker J.A., Miki´c Z., Lionello R., Ledvina S.A., Luhmann J.G. A Comparison between global solar magnetohydrodynamic and potential field source surface model results // Astrophys. J. 2006. V. 653. P. 1510. DOI: 10.1086/508565.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Riley P., Linker J.A., Miki´c Z., Lionello R., Ledvina S.A., Luhmann J.G. A Comparison between global solar magnetohydrodynamic and potential field source surface model results // Astrophys. J. 2006. V. 653. P. 1510. DOI: 10.1086/508565.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Riley P., Ben-Nun M., Linker J.A., Mikic Z., Svalgaard L., Harvey J., Bertello L., Hoeksema T., Liu Y., Ulrich R. A multi-observatory inter-comparison of line-of-sight synoptic solar magnetograms // Solar Phys. 2014. V. 289. P. 769. DOI: 10.1007/s11207-013-0353-1.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Riley P., Ben-Nun M., Linker J.A., Mikic Z., Svalgaard L., Harvey J., Bertello L., Hoeksema T., Liu Y., Ulrich R. A multi-observatory inter-comparison of line-of-sight synoptic solar magnetograms // Solar Phys. 2014. V. 289. P. 769. DOI: 10.1007/s11207-013-0353-1.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Rudenko G.V., Anfinogentov S.A. Very fast and accurate azimuth disambiguation of vector magnetograms // Solar Phys. 2014. V. 289. P. 1499-1516. DOI: 10.1007/s11207-013-0437-y.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Rudenko G.V., Anfinogentov S.A. Very fast and accurate azimuth disambiguation of vector magnetograms // Solar Phys. 2014. V. 289. P. 1499-1516. DOI: 10.1007/s11207-013-0437-y.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Sun X., Hoeksema J.T., Liu Y., Wiegelmann T., Hayashi K., Chen Q., Thalmann J. Evolution of magnetic field and ener-gy in a major eruptive active region based on SDO/HMI observation // Astrophys. J. 2012. V. 748. P. 77. DOI: 10.1088/0004-637X/748/2/77.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sun X., Hoeksema J.T., Liu Y., Wiegelmann T., Hayashi K., Chen Q., Thalmann J. Evolution of magnetic field and ener-gy in a major eruptive active region based on SDO/HMI observation // Astrophys. J. 2012. V. 748. P. 77. DOI: 10.1088/0004-637X/748/2/77.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Tadesse T., Wiegelmann T., Inhester B., MacNeice P., Pevtsov A., Sun X. Full-disk nonlinear force-free field extrapolation of SDO/HMI and SOLIS/VSM magnetograms // Astron. Astrophys. 2013. V. 550. P. A14. DOI: 10.1051/0004-6361/201220044.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tadesse T., Wiegelmann T., Inhester B., MacNeice P., Pevtsov A., Sun X. Full-disk nonlinear force-free field extrapolation of SDO/HMI and SOLIS/VSM magnetograms // Astron. Astrophys. 2013. V. 550. P. A14. DOI: 10.1051/0004-6361/201220044.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Thalmann J.K., Pietarila A., Sun X., Wiegelmann T. Non-linear force-free field modeling of a solar active region using SDO/HMI and SOLIS/VSM data // Astrophys. J. 2012. V. 144. P. 33. DOI: 10.1088/0004-6256/144/2/33.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Thalmann J.K., Pietarila A., Sun X., Wiegelmann T. Non-linear force-free field modeling of a solar active region using SDO/HMI and SOLIS/VSM data // Astrophys. J. 2012. V. 144. P. 33. DOI: 10.1088/0004-6256/144/2/33.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
