锥模型反演CME三维参数的分析研究

发布时间：2021-08-31 16:06

　　日冕物质抛射（CME）会影响近地空间环境,带来地磁扰动,严重时会使卫星失效,电网瘫痪,全球定位系统和通信受到干扰,影响人们的生产生活,因此预报它能否到达地球及何时到达地球具有很重要的应用意义。受观测能力限制,通常根据CME在太阳附近的日冕仪投影观测信息,采用锥模型拟合得到三维参数,进而以经验预报或代入行星际传播过程模拟,来预报CME的对地有效性。在拟合过程中,可以采取不同时刻日冕仪观测数据作为输入,也可以选择是否限定CME发生在耀斑附近进行拟合,这有可能得到截然不同的CME三维参数,从而严重影响CME的传播预报结果。本文选取五个全晕CME事件和四个偏晕CME事件,分析了不同的数据输入和拟合方式所带来CME三维参数拟合结果的变化,评估其对CME传播预报的影响。研究发现,不同的数据源和拟合方式得到的CME三维参数有较大差异,影响了CME对地有效性的预报,其中以整体逐加数据/固定爆发位置的拟合方式,对CME能否到达地球、何时到达地球的预报效果相对更好,且反演的三维参数也相对更加稳定,这对未来的预报工作有一定的科学指导意义。 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)北京市

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

PFSS和WSA模型结合的势场和磁场推导方法

锥模型反演CME三维参数的分析研究10图1.2太阳风传播HAF运动学模型Fig1.2HAFmodelofsolarwindpropagation该模型能用于模拟时变的非均匀高低速太阳风相互作用的背景结构以及由剧烈扰动引发的瞬变事件，同时也可以用于研究无爆发事件发生时背景太阳风及其共转流相互作用区（CIR）等结构[3]。1.3.4CME的数据及参数修正本文使用的CME数据是源自Yashiro等人于2004年发布在网上的CME列表（https://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/），包括每个CME事件的极紫外和SOHO/LASCO观测图像、耀斑强度曲线、CME的二维参数等。每个CME有三个特征速度，分别是由高度-时间曲线线性拟合出的速度、通过将抛物线与高度-时间线拟合并计算最终高度测量时的速度得到的二次速度以及该方法下的20个太阳半径高度时CME的速度，如下图1.3所示。

第一章绪论11图1.3CME目录中单个事件三个特征速度（以20160211事件为例）Fig1.3Threecharacteristicvelocitiesofasingleevent(20160211)inCMEcatalogCME目录中有些事件的传播速度比较稳定，但还有些会在10个太阳半径内加速，15个太阳半径左右减速，因此很难用线性的加速度去解释。自人们观测到CME事件以来，对其特征参量的确定意见很难统一。现在当对CME事件进行统计时，往往采用SOHO/LASCO的数据并结合几何模型来反演计算CME的真实运动学参数，本文即是使用冰激凌锥模型进行CME的拟合。1.4文章组织结构本论文共包含五章，具体内容如下：第一章阐述本论文研究的背景和意义，通过空间天气及预报业务相关的几种观测卫星，引出当前国内外对CME对地有效性的预报方式和相应的模型。在一定程度调研的基础上，结合空间环境的应用需求，指出了本文的主要研究内容。第二章介绍了冰激凌锥模型的原理、应用以及拟合过程中的影响因素，进而引出了本文的研究方法。

【参考文献】：
期刊论文
[1]全球空间天气路线图及对中国的启示[J]. 刘四清,罗冰显.  空间科学学报. 2019(03)
[2]太阳风扰动传输模式研究进展[J]. 史良文,申成龙,汪毓明,沈芳.  天文学进展. 2013(03)
[3]美国对太阳观测现状及发展趋势[J]. 佀长刚,姚好海,张权.  科技传播. 2011(06)

博士论文
[1]日冕物质抛射的冰激凌—锥模型在空间天气现象中的应用[D]. 潘宗浩.中国科学技术大学 2012
[2]日冕物质抛射的对地有效性及近地空间环境的研究[D]. 薛向辉.中国科学技术大学 2007



本文编号：3375193