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4886威尼斯城官网科研人员在太阳风暴研究取得新进展

文章来源: | 发布时间:2019-10-17 | 【打印】【关闭】

  太阳风暴(公分E)及其激波的行星际传播、以及传播特征如何影响地磁暴的产生和强度是容量天气研究和预报的要紧环节。近期,刘颍研究员TEAM在此研究方向取得了新进展。

  1. 太阳风暴行星际传播统计归纳

  太阳风暴及其激波在日地容量的传播已有相对广泛的研究,但1 AU以外的传播work则较少。刘颍研究员TEAM结合日冕仪成像、行星际II型射电暴、多点太阳风就地观测,从统计角度归纳了快速公分E在日地容量及1 AU以外行星际传播演化特征。

  图一:公分E行星际传播参数相关关系。(a)激波初速度与减速率;(b)激波减速率与减速时间;(c)激波初速度与减速时间;(d)激波减速跨距与减速时间;(e)激波减速跨距与减速率;(f)激波初速度与减速跨距。

  此次work聚集归纳第23太阳活动周的伴随有持续长时间行星际II型射电暴观测的快公分E事件(速度大于1000 km/s)。吾们起首详细归纳了每个事件的传播。通过比对在太阳附近的初速度及其在地球和Ulysses卫星处的激波速度,发现它们在到达1 AU之上已完成主要减速,之下缓慢减速至Ulysses卫星。吾们使用刘颍等人(2017)提出的不含有尽数自由参数的简易解析模型来量化各个公分E的运动学参数。该模型假设主要减速过程发生在1AU之内,减速率为常数,之下以近常速传播。每个事件的传播轮廓与其行星际II型射电暴观测基本符合,并且当把跨距延长至Ulysses卫星时(1.45至5.34 AU不等),发现这个解析模型能够较好地追踪公分E在行星际容量的传播。吾们进一步从统计角度给出相关运动学参数之间的关系(图1)。发现初速度越大的公分E,减速率越大,减速时间反而越短;一切事件的主要减速跨距均在0.6 AU之内,验证了快速公分E的主要减速过程在到达地球之上已完成。

  如该work以长文形式发表在The Astrophysical Journal上(19页),第一作者为研究生赵晓威。审稿人品评:“The paper is well written and organized and I have no major issues. I do not need to see it again before publication.”

  2. 弱公分E引起强地磁暴研究

  弱公分E如何产生强地磁暴至今仍不明确。2018年8月20日爆发了一个很弱的公分E事件,却产生了第24太阳活动周第三大地磁暴(Dst指数为-174 nT)。磁暴期间,在挪威探测到的地上感应电流超出正常水平10倍多。

  刘颍TEAM结合多种卫星数据和方法,对此弱公分E从日冕到1 AU的整个传播过程进行了追踪和归纳。研究发现,此公分E是由一个宁静区暗条的缓慢爆发产生,其产生的微弱耀斑持续时间竟然长达24钟点!公分E随下进入快慢太阳风之间的压缩区,其膨胀被抑制,致使其内部磁场增强。研究还揭示,公分E的磁流绳在低日冕和行星际容量中都发生了旋转,并且倾斜角度倾向于和那个地方的日球层电流片相一致(图2)。当公分E到达地球时,其内部的增强磁场以及南向的磁流绳轴向磁场遭成了意想不到的强烈地磁暴(图3)。此项研究表明,即使在较弱的太阳活动周,慢速公分E与快速太阳风竞相感化仍然可以产生很强的地磁效应。

  如该work发表于The Astrophysical Journal,第一作者为研究生陈冲。审稿人品评: “The paper addresses an interesting topic”, “My congratulation for a very interesting paper”。

  图二:磁流绳方向与日冕(上)、1 AU处(下)的日球层电流片比较。

  图三:地球附近太阳风观测数据及Dst指数。红线为预报到达地球的时间。

  Citations:

  Xiaowei Zhao, Ying D. Liu*, Huidong Hu, and Rui Wang, Quantifying the Propagation of Fast Coronal Mass Ejections from the Sun to Interplanetary Space by Combining Remote Sensing and Multi-point In Situ Observations, 2019, The Astrophysical Journal, 882, 122

  (https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab379b)

  Chong Chen, Ying D. Liu*, Rui Wang, Xiaowei Zhao, Huidong Hu, and Bei Zhu, Characteristics of a Gradual Filament Eruption and Subsequent 公分E Propagation in Relation to a Strong Geomagnetic Storm, 2019, The Astrophysical Journal, 884, 90 (https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab3f36)

    (供稿:天气室)

 

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