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日冕物质抛射三维重构及其传播特性研究进展
其他题名Progress in research of three-dimensional reconstruction and propagation characteristics of coronal mass ejections
赵星梅
学位类型硕士
导师林隽
2022-07-01
学位授予单位中国科学院大学
学位授予地点北京
培养单位中国科学院云南天文台
学位专业天体物理
关键词太阳 日冕 日冕物质抛射 三维重构方法
摘要日冕物质抛射(CME)是从太阳抛出的大尺度磁化等离子体团,携带大量磁通量和等离子体进入行星际空间。进入行星际空间的CME也被称为行星际CME(简称ICME);当它朝向地球运动并传播至地球附近时,会与磁层相互作用产生地磁暴和其它空间天气现象。现有观测结果提供的二维数据不能完整描述CME的真实磁场结构和等离子体分布。为了更好地预测ICME到达地球的时间以及对地球及周边环境可能产生的影响,需要了解CME的三维结构和速度的三个分量。本文介绍了根据现有的成像观测结果对CME进行三维重构的方法,包括基于日冕仪数据和日球成像数据的两类类重构方法以及与CME成像重构关联度较高的CME激波三维重构方法。每种方法适合不同特点的CME事件,也有各自的局限性和需要满足的约束条件。我们对比了几种不同重构方法获得的结果,发现这些方法对CME的传播速度和传播角度的估算结果都比较接近,说明这些方法的可靠性高。然后介绍了基于经验的CME到达模型,并利用重构的三维速度预测了CME到达1AU位置所需的时间。最后对CME三维重构的热点问题和发展趋势进行了讨论。
其他摘要Coronal mass ejection (CME) is the large scale magnetized plasmoid ejected from the Sun, which brings huge amount of magnetic flux and plasma into interplanetary space. An earthward CME will interact with the magnetosphere of the Earth and invokes the substorm and the other phenomena of the space weather as it approaches to the Earth. The 2-dimansional data provided by the current observational techniques cannot describe the true magnetic structure and the plasma distribution of CMEs comprehensively. We need to look into the 3-dimensional structure and the associated three components of CME speeds in order to predict the time when an ICME reaches the Earth and the potential consequent impact on the Earth and the nearby environment. In this paper, 3D reconstruction of CME based on existing imaging observations are introduced, including two kinds of reconstruction methods based on coronagraph data and heliospheric imaging data , as well as 3D reconstruction for the CME-drive shock that is highly correlated to the CME imaging reconstruction. Each method shows apparent advantages in dealing with specific events, but its weakness and necessary constrains to its applications exist as well. Results obtained via various methods are compared in this work, and we found that CME velocities and moving directions deduced from these methods are fairly close to one another, which shows high reliability of these methods. Then, an experience-based CME arrival model is introduced, and the time required for CME to reach 1AU position is predicted using reconstructed 3D velocity.Finally, the hot topics related to the 3-dimanesional reconstruction of CME (ICME) and the relevant development in reconstructing methods are also discussed.
学科领域天文学 ; 太阳与太阳系 ; 太阳物理学
学科门类理学 ; 理学::天文学
页数0
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25778
专题太阳物理研究组
推荐引用方式
GB/T 7714
赵星梅. 日冕物质抛射三维重构及其传播特性研究进展[D]. 北京. 中国科学院大学,2022.
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