基于多卫星联合观测的太阳高能粒子起始释放过程研究

发布时间：2020-05-15 14:35

【摘要】：缓变型太阳高能粒子(SEP)事件中能量粒子在近太阳附近的加速及释放过程研究是深入理解太阳高能粒子事件与日冕物质抛射(CME)爆发因果关联的关键问题之一。本文利用SOHO、STEREO高能粒子观测对2012年3月7日爆发的全球性SEP事件的起始释放过程进行了详细分析;并对2011-2014年间30个通量短时间内显著增强的缓变型SEP事件的两个特征时间(局地爆发时间onset timetob,起始释放时间release time tsr)及其经向分布进行了统计分析。论文主要结果如下:一、在2012年3月7日大SEP事件爆发期间有两个CME相继出现,通过多角度的局地观测表明,该SEP事件只与第一个CME相关,而与第二个CME无明显关联。对磁连接最好的卫星STEREO-B,我们运用速度离散分析(VDA)方法,发现高能质子和低能电子在同一时刻释放,但是到达STEREO-B卫星的质子和电子的传播路径长度却不同。分析结果表明VDA方法适用于磁连接较好的卫星。此外,行星际磁云结构会影响高能质子和高能电子的传播路径及其差异。二、对SEP事件的起始释放时间和局地爆发时间的统计结果表明:(1)多颗卫星同时观测到的SEP事件所伴随的爆发CME角宽明显较一般事件要大,基本都为HaloCME; (2)不同卫星观测到粒子通量局地增强的时间差与卫星位置经度差呈现明显的线性正相关,且呈现东西不对称性;局地爆发时间和起始释放时间相对于耀斑时间的延迟与卫星相对经度呈正相关;(3)卫星所有能量通道的两个特征时间极差(tslow-tfast)与卫星相对经度呈现较好的正相关,表明不同能量SEP释放的时间跨度呈现明显的经度差异;此外,高低能释放时间差与CME速度存在正相关。这些结论表明,SEP事件的两个特征时间具有明显的经向依赖性,并都与CME速度存在相关。
【图文】：

示意图,耀斑爆发,示意图

太阳耀斑（ｓｏｌａｒｆｌａｒｅ）是太阳大气（主要在色球和日冕）局部区域突然释逡逑放出巨大能量的效应，常伴有增强的电磁辐射，并加速附近的电子、质子以及逡逑其它离子（耀斑爆发示意图１．１）。太阳耀斑最早是在１８５９年９月１日被英国科逡逑学家卡林顿等首次观测到。耀斑爆发后，几乎在全波段都可以观测到辐射的增逡逑强。逡逑图１．１耀斑爆发示意图逡逑太阳软Ｘ射线耀斑是在软Ｘ射线波段发生的太阳耀斑爆发现象，对电离层逡逑和空间粒子环境都可能造成很大的影响。近年来太阳软Ｘ射线耀斑的监测已经逡逑逐渐成为空间天气监测预警的重要业务。逡逑根据地球静止轨道卫星探测的太阳在０．１？0．８ｎｍ波段的流量峰值丹，将逡逑太阳软Ｘ射线耀斑的强度由低到高分为Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｘ五个等级，见表卜１。逡逑１逡逑

日冕物质抛射,日冕仪,暗腔,三分量

逡逑图１．２日冕仪观测到的典型日冕物质抛射，其中挡板中的白圆圈标识太阳边缘１逡逑１９９５年底发射的ＳＯＨＯ卫星搭载的ＬＡＳＣＯ日冕仪观测了大量的ＣＭＥ爆逡逑发事件。ＣＭＥ是太阳系尺度最大的爆发现象，，其结构形态非常复杂。典型的逡逑ＣＭＥ由以下三部分构成：亮的前端、暗的空腔以及亮密的内核，亮环的双足在逡逑太阳上。外环具有高密度，高温度和较强磁场；暗腔有强磁场，低密度；腔内逡逑亮核具有更高的密度，更强的磁场和较低的温度。图１．３展示了邋ＳＯＨＯ卫星逡逑ＬＡＳＣＯ日冕仪观测到的一个三分量结构ＣＭＥ的例子。逡逑图１．３日冕仪观测到的日冕物质抛射，箭头指出了日冕物质抛射的三分量结构：前段、暗腔和亮核，逡逑其中白圆圈表示太阳边缘逡逑日冕物质抛射的速度和磁场是严重影响其地磁效应的物理参量。日冕磁场逡逑１邋ｈｔｔｐ：／／ｓｏｈｏ
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P353

【相似文献】