地基日冕仪是观测太阳内冕的核心设备，但其物镜表面长期暴露于户外，不可避免地会积累微米级尘埃颗粒。这些尘埃在阳光照射下产生强烈的前向散射光，在日冕图像上叠加一层动态变化的“雾气”，严重遮蔽冕流、极区冕洞等真实结构，甚至使信噪比降至无法使用的程度。传统方法依赖频繁人工清洁或经验统计模型扣除背景，但前者在高海拔无人值守台站难以实施，后者则难以适应尘埃分布的随机性与非均匀性，常常将真实的日冕细结构一并抹去。如何实时、物理化地扣除这一动态杂散光，成为制约地基日冕仪高精度观测的关键瓶颈。

中国科学院云南天文台与云南大学联合培养硕士研究生刘先德、张雪飞青年正高级工程师等人在地基日冕观测杂散光抑制技术方面取得重要进展，相关成果已正式发表于国际天文学期刊《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）。研究团队利用国家重大科技基础设施子午工程二期光谱成像日冕仪（SICG）独有的双光路设计：日冕成像与物镜表面尘埃分布像，相当于给日冕仪安装了一台“内窥镜”，能够精确获取每一粒尘埃的位置与散射能力。基于这一先验信息，团队构建了高斯型点扩散函数来描述单个尘埃颗粒的散射光斑，并通过卷积运算前向重构出整幅图像的非均匀散射背景；再利用物理上“最干净”的极区日冕洞作为天然定标场，通过最小二乘法解算出背景模型的强度系数。最终，从原始图像中减去该模型，即可得到消除尘埃杂散光后的纯净日冕图像，实现了从“经验扣减”到“物理还原”的方法论跨越。

图 1：地基日冕仪校正结果与空间卫星高精度观测的结构验证比对

上图为无大气干扰的SDO 空间卫星极紫外（211 Å）观测图像；下图为经本算法校正后的地基光谱成像日冕仪（SICG，530.3 nm）观测图像。在去除严重的物镜尘埃杂散光面纱后，地基观测图像的背景恢复了应有的洁净度，且图中标出的几处明亮的日冕赤道流线结构在空间分布特征上与空间卫星的观测结果达到了高度一致。这直观且有力地证明了该校正算法能够高保真地还原真实的日冕形态。

图 2：不同污染条件下日冕仪物镜尘埃杂散光校正效果视觉对比

左列为受灰尘污染的日冕仪原始图像，严重的非均匀杂散光掩盖了真实的日冕信号；中列为研究团队基于实时监测通道数据前向重建的杂散光背景模型；右列为校正后的高保真日冕图像。结果表明，即使在重度污染（Dirty）条件下，该算法也能剥离灰尘带来的形态畸变，清晰还原被掩盖的日冕精细流线结构。

在物镜表面“洁净”、“中度”、“重度”三种污染状态下的实测验证表明：重度污染时，极区背景均方根噪声降低约70%，信背比从1.1提升至3.9，改善近4倍；校正后的径向强度剖面恢复了内日冕应有的指数衰减规律，拟合温度约2.0 MK，与Fe XIV 530.3 nm谱线形成温度完美吻合。与SDO/AIA 211 Å空间图像的形态对比也证实，校正后的图像清晰再现了冕流带的真实结构。这一方法不仅显著提升了现有SICG日冕仪的数据质量，更为下一代大口径地基日冕仪（如500 mm级系统）的杂散光抑制提供了可复用的技术路径，清洁后的数据将为日冕磁场诊断、CME早期追踪及空间天气预报提供可靠输入，并有望服务于未来空间任务的定标验证。

图 3：校正前后内日冕辐射径向衰减特征的光度学验证

蓝线表示受杂散光污染的数据，呈现非物理的平坦衰减趋势。红线为经本方法校正后的数据，其径向亮度分布完美恢复了内日冕等离子体处于流体静力学平衡下的“指数衰减”特征（黑虚线），并推导出与理论预期高度一致的 MK 日冕特征温度。这证实了该算法在大幅低系统误差的同时，严谨保留了日冕真实的光度学物理边界。

该研究工作由硕士研究生刘先德为论文第一作者，中国科学院云南天文台张雪飞、云南大学方军教授为共同通讯作者，获得了国家自然科学基金、云南省基础研究计划以及云南省太阳物理与空间科学重点实验室等项目的资助。同时感谢国家重大科技基础设施子午工程数据中心科学团队提供的高质量开源数据。

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