Thermosphere and geomagnetic response to interplanetary coronal mass ejections observed by ACE and GRACE: Statistical results
在2003年7月至2010年8月期间，Richardson和Cane维护的行星际日冕物质抛射目录列出了106个指向地球的事件，这些事件是由ACE卫星上的等离子体和现场仪器现场测量的。我们提出了一个统计调查地球的热层中性密度响应的加速度计测量收集的GRACE卫星，可用于104 ICME的数据集，其关系到各种地磁指数和特征ICME参数，如碰撞速度，向南磁场强度（Bz）。大多数ICME导致热层中的密度明显增加，与事件前的水平相比高达8倍。我们发现ICME Bz和热层密度增强之间有很高的相关性（~0.9），而与ICME撞击速度的相关性较小（~0.7）。相关性最高的是Dst和SYM-H（~0.9），相关性最低的是kp和AE（~0.7），它们与热层密度增强呈非线性关系。分离的冲击鞘区和ICME的磁结构的响应，我们发现，Dst和SYM-H揭示了更紧密的关系，Bz最小值的ICME的磁结构，而极帽指数显示出更高的相关性与Bz最小值的冲击鞘区。由于Bz分量的强度-无论是在鞘层或ICME的磁结构-是高度相关的（~0.9）与中性密度增强，我们讨论的可能性卫星轨道衰减估计的基础上在L1的磁场测量，即在ICME击中地球磁层。这将进一步促进在卫星运行方面对空间天气的了解和应用。
2015-10-13 astro-ph.EP physics.space-ph
The role of extreme geomagnetic storms in the Forbush decrease profile
Forbush减少（FD）和磁暴（GS）是两种不同的空间天气事件，它们具有共同的成因，如行星际日冕物质抛射（ICME）或共转相互作用区（CIR）。通常，ICME会导致高振幅FD和极端GS。然而，极端GS和强FD之间的相互联系研究甚少。在这里，我们展示了五个ICME引起的极端风暴和各自的FD配置文件的影响。我们观察到GS的突然风暴开始与FD开始一致。有趣的是，我们还注意到在GS的主要和恢复阶段中子计数逐渐增加。中子计数的最大增强与Sym-H指数的最小值相一致。这种增强主要在所有中子监测器中可见，但与低能中子相比，高能中子的增强明显。由于ICME-磁层相互作用，地球的磁屏蔽减弱，使得更多的宇宙射线到达地面。因此，我们得出结论，磁暴条件高度影响FD配置文件以及外部的原因代理。因此，它是必不可少的，包括地磁场变化的影响，用于重现FD配置文件的模型。
2021-12-18 astro-ph.SR physics.space-ph
On the Relationship Between Transit Time of ICMEs and Strength of the Initiated Geomagnetic Storms
140多个孤立的非周期性磁暴（GMS）的各种强度，从极端到弱，这是可靠的太阳爆发源（日冕物质抛射，CME）确定。分析的目的是获得一个可能完整的图片CME和行星际日冕物质抛射（ICME）从太阳到地球的传播时间之间的关系（更准确地说，时间间隔dtp从爆发的时刻，直到相应的GMS的峰值）和该GMS的最大强度，作为测量的扰动风暴时间地磁指数Dst。两组事件被挑出来：一个包括GMS，其来源是从一个活跃的地区（AR事件），其他GMS所造成的暗条喷发从静止的太阳区域以外的AR（QS事件）。在dtp-Dst平面上的大量分析事件的分布证实并基本上澄清了已知的事件。与QS事件（dtp ~ 3-5天，Dst > -200 nT）相比，AR事件的特点是较短的渡越时间（dtp ~ 1-4天）和较强的GMS（Dst主要可达-600 nT）。对于两组事件，CME/ICME的通过时间越短，GMS越强;特别是对于AR事件，当dtp从4天下降到1天时，Dst平均从-100 nT下降到-470 nT，并可达到-900 nT。从太阳上GMS及其来源的性质来看，所获得的结果意味着CME/ICME的速度和由它们传递的磁场的强度在很大程度上取决于相应爆发的参数，特别是取决于爆发的磁通量和释放的能量。
2020-04-30 astro-ph.SR physics.space-ph
A Wavelet Based Approach to Solar--Terrestrial Coupling
瞬时和周期性的太阳活动驱动地磁扰动;这些都是量化的DST，AE指数时间序列（除其他外）。瞬变扰动与行星际日冕物质抛射（ICME）有关，而周期性扰动与共转相互作用区（CIR）有关。我们研究了第23太阳周内地磁扰动与太阳风驱动因子的关系，其中驱动因子用ICME和CIR发生率表示，并与DST和AE进行了比较：首先，使用连续小波变换（CWT）检测地磁扰动和太阳风驱动因子中具有共同周期性的项。然后，分别从互小波谱（XWT）和小波相干性（WTC）计算这些周期项的公共功率和相位相干性。在27天的时间尺度上，我们的结果表明ICME和CIR对地磁扰动的影响是反相关的。前者在太阳活动极大期调制DST和AE时间序列，后者在太阳活动减少期间调制。这些调制的相位关系高度非线性。只有ICME的年频率分量与DST和AE锁相。在大约1.3-1.7年的时间尺度上，CIR似乎是整个太阳活动周23的地磁指数的主要驱动力。
2016-05-12 physics.space-ph
Forbush Decreases during strong Geomagnetic Storms: Time Delays, Rigidity Effects, and ICME-Driven Modulation
本研究利用高分辨率数据分析福布什下降与地磁暴的关系，发现CME驱动的FD与风暴相关性更强，且FD振幅随刚度呈两阶段线性下降。
2025-08-13 astro-ph.SR physics.space-ph
Specific interplanetary conditions for CIR-, Sheath-, and ICME-induced geomagnetic storms obtained by double superposed epoch analysis
根据OMNI的存档资料，对1976-2000年期间Dst < -50 nT的798个磁暴的具体行星际条件进行了比较。我们将各种大尺度类型的太阳风归类为行星际磁暴的驱动因素：共转相互作用区（CIR）、鞘层、行星际CME（ICME）（包括磁云（MC）和喷出物，分别为MC和喷出物）和“不确定”型。资料处理采用双叠加历元分析方法，即采用两个参考时间（风暴开始时间和Dst指数最小值），并对风暴主相进行重新标度，使得经过这种转换后，所有风暴在新的时间参考系中具有相等的主相持续时间。这种方法重现了一些著名的结果，并使我们得到了一些新的结果。具体而言，所获得的结果表明鞘层在磁暴的产生以及MC和喷出物的性质和它们的地球有效性的显着差异的重要性。
2009-11-17 physics.plasm-ph physics.space-ph
Study of Interplanetary and Geomagnetic Response of Filament Associated CMEs
日冕物质抛射（CME）对地球磁场有重要影响，并可能导致空间天气事件。在本研究中，我们选择了几个CME与太阳上的暗条爆发。我们试图在1AU处识别ICME内细丝材料的存在。我们讨论了如何不同的ICME与灯丝导致中等或主要的地磁活动在他们到达地球。我们的研究还强调了在孤立和相互作用的CME中识别1AU的细丝材料的困难。
2018-06-30 astro-ph.SR physics.space-ph
A Prolonged Southward IMF-Bz Event of May 02--04, 1998: Solar, Interplanetary Causes and Geomagnetic Consequences
对1998年5月2日至4日期间长时间（约44小时）的弱南向行星际磁场（IMF-Bz）状况进行了详细的研究。在此期间的现场观测显示，嵌入行星际日冕物质抛射（ICME）中的膨胀磁云通过，随后是由另一个ICME驱动的冲击和行星际不连续性。ICME的到来和前锋冲击导致了持续的向南IMF-Bz条件。还对与ICME间隔有关的IMF源区的磁结构进行了研究，显示出开放的磁场结构，源自日光层电流片（HCS）北部的一个小活动区。4月29日和5月1日，系统结构始终位于HCS以北，表明其极性没有变化。这些向外定向的径向场线在冲击等离子体中传播的CME周围的悬垂解释了在1 AU处观察到的IMF-Bz的极性变化。此外，在地磁场变化中也检测到多次增强，这与5月3日0700- 1700 UT期间在1 AU处观察到的密度脉冲表现出明显的一一对应关系。对这两种变化的频谱分析表明，离散频率相同，分别为0.48、0.65和0.75 mHz，这表明太阳风密度的增加可引起可检测的全球地磁扰动。因此，观测结果提供了一个更深入的了解可能的原因和地磁后果的长期弱南IMF-Bz条件。
2016-04-18 astro-ph.SR physics.space-ph
Characteristic Scales of Complexity and Coherence within Interplanetary Coronal Mass Ejections: Insights from Spacecraft Swarms in Global Heliospheric Simulations
行星际日冕物质抛射（ICME）的三维（3-D）结构和演化的许多方面仍然无法解释。在这里，我们主要研究两个主题：（1）ICME内磁场的相干尺度，（2）ICME磁复杂性的动态性质。我们模拟ICME与不同的太阳风的相互作用，使用线性力自由spheromak模型纳入EUHFORIA模型。我们把一群~20000航天器在3-D仿真域和ICME磁的复杂性和一致性在每个航天器的基础上模拟的时间序列的特征。我们的模拟表明，ICME沿其磁轴保持较低的复杂性和较高的一致性，但其全球复杂性的表征需要沿轴向和垂直方向的交叉。对于初始半角宽度为$45^\circ$且不与其他大尺度太阳风结构相互作用的ICME，全球复杂性的特征是，航天器间隔仅为$25^\circ$，最少为7-12个，但如果发生相互作用，航天器的最少数量将增加到50-65个（间隔为$10^\circ$）。在没有相互作用的情况下，ICME相干性分别针对$B$、$B_ϕ$、$B_θ$和$B_r$扩展为$45^\circ$、$20^\circ$-$30^\circ$、$15^\circ$-$30^\circ$和$0^\circ$ - $10^\circ$。由于帕克螺旋效应，ICME西翼的相干性也低于东翼。此外，与太阳风结构的相互作用使相干性降低了3-6倍。我们的研究结果有助于限制一些控制ICME演变的关键尺度，并有助于规划未来专用的多航天器任务。
2022-12-02 astro-ph.SR physics.space-ph
Geoeffectiveness and efficiency of CIR, Sheath and ICME in generation of magnetic storms
我们研究了各种类型的太阳风流在磁暴形成中的相对作用。根据1976-2000年OMNI的行星际观测资料，分析了798个Dst < -50 nT的磁暴及其行星际来源：共转相互作用区（CIR）、行星际CME（包括磁云和喷出物）以及这两类ICME前的压缩区鞘。对不同类型的太阳风，我们研究了以下相关特征：发生率;质量、动量、能量和磁通量;磁暴产生的概率（地球效应）和磁暴产生过程的效率。结果表明，尽管磁云比CIR和Sheath的发生率和效率低，但由于磁云具有更高的磁暴生成的地球有效性（即更有可能包含大的、长期向南的IMF Bz分量），因此磁云在磁暴生成中起着重要作用。
2011-09-06 physics.geo-ph physics.space-ph
Influence of ICME-driven Magnetic Cloud-like and Sheath Region induced Geomagnetic Storms in causing anomalous responses of the Low-latitude Ionosphere: A Case Study
本研究发现2021年10月31日弱地磁暴期间印度低纬电离层异常增强，主要归因于非波动南向行星际磁场及穿透电场与极向中性风的协同作用，而非暴强度本身。
2024-12-19 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
Understanding the Origins of Problem Geomagnetic Storms Associated With "Stealth" Coronal Mass Ejections
地磁暴是空间天气的一个重要方面，可能对空间和地面资产造成重大影响。大多数强风暴都与近地环境中的行星际日冕物质抛射（ICME）有关。在许多情况下，这些ICME可以明确地追溯到特定的日冕物质抛射（CME）和太阳正面的太阳活动。因此，通过对日冕物质抛射和太阳活动的常规观测来预测日冕物质抛射到达地球，目前对预测地磁暴作出了重大贡献。然而，很明显，一些ICME也可能导致地磁活动增强，无法追溯到观测到的CME，或者，如果CME被识别，它的起源在日冕图像中可能是难以捉摸或模糊的。这种日冕物质抛射被称为“隐形日冕物质抛射”。在这篇评论中，我们关注这些“问题”磁暴，因为太阳/CME前兆是神秘和隐形的。我们首先回顾过去研究中讨论的隐形日冕物质抛射的证据。然后，我们确定了几个中到强的磁暴（最小Dst < -50 nT）在太阳活动周24日，相关的太阳源和/或CME是不清楚的，显然是隐形的。我们讨论了这些事件的太阳和原位情况，并确定了几种可能解释其难以捉摸的太阳签名的情况。这些范围从观察限制（例如，如果日冕物质抛射是弥散的并且不够宽，那么靠近地球的日冕物质抛射可能无法探测到进入的日冕物质抛射），也可能存在一类来自太阳的质量抛射，它们只有微弱或难以观测的日冕特征。特别是，只有考虑到日冕结构在比通常考虑的更长的时间间隔内的演变，才能清楚地揭示其中的一些来源。我们还审查了各种数值模拟方法.
2021-10-15 astro-ph.SR physics.space-ph
Sheath-Accumulating Propagation of Interplanetary Coronal Mass Ejection
行星际快速日冕物质抛射（行星际CME或ICME）是最强空间天气风暴（如太阳高能粒子事件和磁暴）的驱动因素。与地球上快速ICME相关的影响太阳风扰动的空间天气与在太阳附近观测到的高能CME的特征之间的联系，是研究空间天气风暴以及发展实用空间天气预测的一个关键问题。这种激波驱动的快速ICME在传播过程中通常会以超音速膨胀，导致前方激波鞘层等离子体的不断积累。在本文中，我们提出了“鞘积累传播”（SAP）模型，考虑到鞘区上游太阳风等离子体积累的过程，描述行星际鞘和减速ICME喷出物的共同演化。基于SAP模型，我们讨论了ICME的减速特征，ICME在地球上快速发生的基本条件，行星际鞘的厚度，到达时间的预测，以及与巨大太阳耀斑有关的超强磁暴。我们定量地指出，在讨论上述五点时，日冕物质抛射的速度和质量都是至关重要的。讨论了SAP模型与\citet{tappin2006}提出的基于拖曳的模型和“雪犁”模型之间的异同。
2017-02-21 astro-ph.SR physics.space-ph
Multiple satellite analysis of the Earth's thermosphere and interplanetary magnetic field variations due to ICME/CIR events during 2003-2015
我们提出了一个精细的统计分析的基础上行星际日冕物质抛射，以及同向旋转的相互作用区域的时间段2003-2015年估计的影响，不同类型的太阳风对地磁活动和中性密度在地球的热层。对于事件的基于时间的定界，我们依赖于Richardson和Cane维护的目录和S. Vennerstroem和Jian等人[2011]。这些档案是基于ACE和/或Wind航天器的现场测量。在此基础上，我们全面调查了196个地球定向ICME和195个CIR事件。为了核实对地球热大气层的影响，我们利用低地球轨道卫星GRACE和CHAMP收集的加速度计测量数据确定了中性质量密度。随后，大气密度与特征ICME参数有关。在这个过程中，一个新的校准方法已被检查。由于太阳活动的增加可能导致卫星轨道高度的降低，我们还评估了每个事件和卫星的轨道衰减。CIR事件的影响与大多数ICME（196次中的186次）的影响程度相同。尽管在2011年至2015年的延长调查期间缺乏极端太阳事件，但综合分析显示中性密度与各种ICME和地磁参数之间的相关系数相当（大多数> 0.85）。对不同高度的轨道衰减率的评价表明，高度依赖于卫星的实际高度。
2018-11-06 astro-ph.EP physics.space-ph
Observation and modeling of complex transient structure in heliosphere followed by geomagnetic storm on May 10-11, 2024
本研究针对2024年5月强地磁暴相关的复杂CME/ICME结构，结合多阶段观测数据，采用锥模型与DBM运动学方法构建日光层传播模型，验证了模型与观测的一致性，为复杂日冕物质抛射的地球效应研究提供支撑。
2025-01-13 astro-ph.SR physics.space-ph
The intensity and evolution of the extreme storms in January 1938
大规模的太阳爆发偶尔会将行星际日冕物质抛射（ICME）引向地球，并造成显著的地磁暴和低纬度极光。虽然单一的极端风暴对现代文明构成重大威胁，但风暴偶尔会连续出现，并协同作用，在地球上造成“完美风暴”。1938年1月的暴风雨就是这样一个例子。在这里，我们分析了当代记录，揭示其源活动区，太阳爆发，ICME，磁暴，低纬度极光和宇宙射线（CR）的变化的时间序列。地磁记录表明，1月17/18日（Dcx ~-171nT）、1月21/22日（Dcx ~-328nT）和1月25/26日（Dcx ~-336nT）先后发生了3次磁暴。宇宙射线变化和突然风暴开始的幅度显示，第一次ICME的影响最大（CR减少约6%，SSC减少72 nT），与随后的风暴相关的ICME影响较温和（CR减少约3%，SSC减少63 nT; CR减少约2%，SSC减少63 nT）。有趣的是，1月16日至17日发生了一次重大的太阳质子事件，切尔滕纳姆电离室显示出可能的地面增强。在第一次风暴期间，极光在中纬度地区的可见度较低，而在第二次和第三次风暴期间，极光椭圆的赤道边界在不变纬度下分别延伸到40.3°和40.0°。这种对比表明，初始ICME可能更快，总震级更高，但南向分量更小。
2020-10-29 astro-ph.SR physics.space-ph
Classification of Enhanced Geoeffectiveness Resulting from High-Speed Solar Wind Streams Compressing Slower Interplanetary Coronal Mass Ejections
本研究分析了1996至2020年的太阳风数据，发现高速太阳风流压缩慢速行星际日冕物质抛射（ICMEs）的相互作用会显著增强地磁暴活动，其地磁效应几乎是SIR风暴事件的两倍，主要归因于动态压力升高及磁场分量放大。
2024-02-12 astro-ph.SR physics.space-ph
Forbush decrease observed by SEVAN particle detector network on November 4, 2021
2021年11月3日至4日，行星际日冕物质注入（ICME）撞击磁层，引发强烈的G3级地磁风暴和极光，南至加利福尼亚州和新墨西哥州。SEVAN网络的所有探测器在1分钟时间序列的计数率中记录了5-10 μ m深的福布什下降（FD）。我们目前的比较结果Fd登记在高山海拔上Aragats（亚美尼亚），Lomnicky Stit（斯洛伐克），Musala（保加利亚），并在海平面DESY（汉堡，德国），并在Mileshovka，捷克。我们也提出了纯度和气压系数的不同符合SEVAN探测器层Aragats。我们演示了在ICME到达地球时的近地表电场（NSEF）和地磁场的扰动。
2022-12-27 physics.ao-ph physics.space-ph
Comment on "Sizes and relative geoeffectiveness of interplanetary coronal mass ejections and the preceding shock sheaths during intense storms in 1996-2005" by J. Zhang et al
最近，Zhang等人[2008]对1996-2005年造成强烈（Dst < -100 nT）磁暴的46个事件的ICME（磁云体）和前鞘的大小和相对地球有效性进行了统计研究，其中只有一个ICME负责产生磁暴。在这里，我们想评论的几个结果和结论，本文。
2008-08-30 physics.plasm-ph physics.space-ph
The Solar and Geomagnetic Storms in May 2024: A Flash Data Report
本研究量化了2024年5月由AR 13664引发的强太阳与地磁风暴，该活动区产生多次X级耀斑和ICME，导致Dst指数降至-412 nT，并重建了极光边界，确认了电离层密度的全球增强。
2024-11-18 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Characteristics of the flankmagnetopause: Cluster observations
磁层顶是一个电流片，形成了一侧的地磁场和另一侧的受冲击的太阳风之间的边界。本文讨论了低纬磁层顶晨昏侧的一些性质。所报告的结果是基于星团卫星在磁层顶穿越期间获得的大量测量结果。使用单航天器和多航天器技术相结合，我们计算的宏观特征，如厚度，位置和磁层顶的运动。结果表明，典型的侧翼磁层顶明显比向阳侧磁层顶厚，并且具有明显的、持续的晨昏不对称性。厚度从150公里到5000公里不等，黎明时的平均厚度约为1400公里，黄昏时约为1150公里。黄昏时的电流密度平均较高，这表明黎明和黄昏时的总电流相似。太阳风条件和行星际磁场不能完全解释观测到的晨昏不对称。对于一些交叉点，我们也能够得到详细的电流密度分布。剖面表明，磁层顶通常由两个或多个相邻的电流片组成，每个电流片通常具有几个离子回旋半径，并且通常具有不同的电流方向。这表明，侧翼磁层顶的结构比查普曼-费拉罗层描述的薄的一维电流片更复杂。
2016-06-06 physics.space-ph
Kilometric type II radio emissions in Wind/WAVES TNR data and association with interplanetary structures near Earth
本研究利用Wind/WAVES TNR数据在一个太阳活动周内识别出134个千米波II型射电事件，发现其与含双向电子且速度更快的ICMEs高度相关，更易引发强烈地磁暴，证明TNR数据对事件分析和激波预测具有重要价值。
2023-11-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Sun-to-Earth Observations and Characteristics of Isolated Earth-Impacting Interplanetary Coronal Mass Ejections During 2008-2014
分析了2008年1月至2014年8月期间发生的孤立的撞击地球ICME样本，以详细研究与相应CME相关的灯丝喷发类型有关的ICME原位特征。对于地球定向日冕物质抛射，使用STEREO-A、B COR 1和COR 2日冕仪和日光层成像仪HI 1进行了运动学研究。基于外推的日冕物质抛射运动学，我们确定了相互作用的日冕物质抛射，这被排除在进一步的分析之外。应用这种方法，一组31个孤立的地球撞击日冕物质抛射明确确定，并与现场测量记录的风航天器。我们将这些事件按日冕物质抛射源的位置和相关的暗条喷发类型分为不同的子集。因此，事件被分为三个子样本：活动区（AR）CME，消失的灯丝（DSF）CME和隐形CME。相关的三组ICME进一步分为两个子集：磁障碍（MO）事件（其中四个是隐形的），包括至少部分暴露通量绳特征的ICME，以及喷出物（EJ）事件，没有显示出这些特征。在下一步中，MO事件进行了更详细的分析，考虑到磁场强度和等离子体特性在三个不同的部分ICME，定义为湍流鞘（TS），锋区（FR），和MO本身。分析揭示了AR，DSF和隐形ICME的各种定义明确的相关性，我们考虑基本的物理概念对其进行了解释。我们的研究结果支持这一假设，ICME显示不同的签名取决于在原地航天器的轨迹，在顶点与侧翼命中。
2020-08-24 astro-ph.SR physics.space-ph
Unprecedented Multipoint Observation of Spatially Varying ICME Turbulence of Different Ages during October 2024 Extreme Solar Storm at 1 AU
Space Physics Laboratory, Vikram Sarabhai Space Centre, Indian Space Research Organization（印度空间研究组织维克拉姆萨拉巴伊航天中心空间物理实验室）；Department of Physics, University of Kerala（喀拉拉大学物理系）；National Institute for Astrophysics, Institute for Space Astrophysics and Planetology（意大利国家天体物理研究所空间天体物理学与行星科学研究所）；Centre for Space Science and Technology, Indian Institute of Technology Roorkee（印度鲁尔凯理工学院空间科学与技术中心）；Physical Research Laboratory（物理研究实验室）
本文通过多卫星观测揭示了2024年10月极端太阳风暴中ICME湍流的空间变化特征，分析了不同距离下的湍流成熟度和各向异性，发现激波诱导能量注入显著改变了鞘湍流，并指出磁重联等内部过程对ICME演化的影响。
2026-04-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Study of local regularities in the solar wind data and ground magnetograms
行星际日冕物质抛射（ICME）可以到达地球的磁层，造成磁扰动。它可以通过卫星和地面磁力计测量。ACE卫星和地磁场的数据进行了探讨，在这里通过离散小波变换（DWT）。太阳风参数和地磁场数据分析的小波系数幅值的增加与激波和鞘区的到来有很好的相关性。作为一种辅助工具，以验证扰动磁场识别的小波变换，我们开发了一种新的方法称为有效性小波系数（EWC）的方法。第一个解释的结果表明，小波变换和EWC可以有效地用于表征太阳风参数的波动及其对地磁场的贡献。此外，这些技术可用于预测空间天气情景的实时分析。
2013-03-21 physics.space-ph
Geomagnetically Induced Currents (GICs) during Strong Geomagnetic Activity (Storms, Substorms, and Magnetic Pulsations) on 23-24 April 2023
本研究分析2023年4月23-24日强地磁活动期间的地磁感应电流，发现夜间GIC与亚暴电集流扩展相关，早晨GIC由Ps6脉动及高密度太阳风结构引起，并追踪了不同纬度的GIC经向剖面。
2023-12-26 physics.space-ph
Magnetohydrodynamic Simulation of a Coronal Mass Ejection Observed During the Near-radial Alignment of Solar Orbiter and Earth
本研究使用恒定旋转磁通量绳（CTFR）模型模拟SolO与地球近乎径向对齐期间观测到的隐形ICME，发现该模型能高精度重现两处旋转磁场特征，验证了其在ICME磁场重现中的有效性。
2025-01-31 astro-ph.SR physics.space-ph
Temporal Variations of the Three Geomagnetic Field Components at Colaba Observatory around the Carrington Storm in 1859
1859年9月的卡林顿风暴被认为是有史以来最大的地磁风暴。然而，它的确切震级和年代仍然存在争议，而其源数据来自Colaba H磁力计。在这里，我们找到了Colaba 1859年鉴，包含每小时测量和现场测量。我们重建了Carrington磁暴前后Colaba地磁扰动的水平分量（ΔH）、东向分量（ΔY）和垂直分量（ΔZ）。在此基础上，我们将ICME渡越时间按时间顺序修正为< 17.1小时，并将ΔH峰值定位在06：20 - 06：25 UT，揭示了小时和点测量值之间的震级差异（-1691 nT vs. -1263 nT）。此外，我们还重新推导了ΔY和ΔZ的时间序列，其峰值分别为ΔY ~ 378 nT（05：50 UT）和377 nT（06：25 UT），ΔZ ~ -173 nT（06：40 UT）。我们还计算了每小时的平均值，并删除了太阳安静（Sq）场的变化，从每个地磁分量，以获得其每小时的变化与纬度加权。我们的计算得到的扰动变化（Dist）的纬度加权值为Dist Y ~ 328 nT和Dist Z ~ -36 nT，以及Dist H ~-918、-979和-949 nT三种情景，它们也接近最小Dst。这些数据可能表明，8月风暴（ΔH =< -570 nT）后地磁场的预处理，使9月风暴更具地球效应。
2021-09-27 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
A Time-Efficient, Data Driven Modelling Approach For Predicting The Geomagnetic Impact of Coronal Mass Ejections
本研究利用三维磁流体力学开发了一种时间高效、数据驱动的CME-磁层相互作用模块，提出风暴强度指数（STORMI）作为地磁有效性代理指标，与Dst/SYM-H指数高度线性相关，为地磁暴早期预警提供了新方法。
2023-07-01 astro-ph.SR physics.space-ph
The Solar Cause of the 2022 February 3 Geomagnetic Storm that Led to the Demise of the Starlink Satellites
我们报告了2022年2月3日中等强度地磁风暴的太阳源，该风暴导致39颗Starlink卫星的损失。这场磁暴是由2022年1月29日的日冕物质抛射（CME）引起的，该日冕物质抛射的速度适中（约690公里/秒），起源于位于太阳东北象限（N18 E06）的NOAA活动区12936。这次喷发以M1.1级耀斑为标志，开始于22：45 UT，在1月29日23：32 UT达到峰值，并于次日00：24 UT结束。CME最终成为在日地L1和位于地球后方约34度的STEREO-Ahead（STA）观测到的冲击驱动磁云（MC）。这次磁暴是由一股强大的MC向南分量引起的，该分量受到MC后方高速太阳风流的推动。尽管地球和STA之间的距离只有34度，但MC在地球和L1上看起来完全不同。一种可能性是，MC被扭曲，反映了太阳弯曲的中性线。现场观测表明，由于MC到达STA的时间较早，因此MC的航向更接近STA而不是地球。然而，冲击波几乎同时到达STA和地球，这表明由于侧面通道，地球上的冲击波较弱。
2023-03-04 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Distribution and Recovery Phase of Geomagnetic Storms During Solar Cycles 23 and 24
本研究分析第23、24太阳活动周不同驱动源引发的地磁暴分布特征，重点探究单峰、多峰暴恢复相的参数依赖性，发现两类暴恢复相的影响因素存在差异，为理解地磁暴演化提供新依据。
2024-04-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Formation of Coronal Mass Ejection and Post-eruption Flow of Solar Wind on 2010 August 18 event
空间环境状况对预报由太阳风扰动产生的地磁暴起着重要作用。穿过日球层的日冕物质抛射（CME）通常有一个长时间（长达几天）的速度下降的轨迹，这影响了随后的西南流的传播。我们研究了2010年8月18日事件中CME和CME后部后面的喷发后等离子体流，这些都是由几种天基仪器正交观测的。用极紫外望远镜和日冕仪观测日冕中的喷发，发现了几个离散的外流，随后是一个连续的无结构的喷发后流。与这次CME有关的行星际日冕物质抛射（ICME）在8月20日16：14 UT至8月21日13：14 UT期间由日地关系天文台（STEREO-A）上的等离子体和超热离子成分（PLASTIC）仪器记录到，之后的3天内存在西南扰动。运动学的考虑与使用的重力和阻力为基础的模型表明，离散的等离子体流可以与ICME，而喷发后流出到达SW瞬态的下降部分。我们模拟了铁离子的电荷分布的ICME和后CME的SW部分使用的等离子体温度和密度的喷射区域来自差分发射测量分析。结果表明，在所研究的事件中，ICME后拖尾区与来自日冕的喷发后气流有关，而不是与CME夹带的环境SW有关。
2022-03-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Candidate Auroral Observations during the Major Solar-Terrestrial Storm in May 1680: Implication for Space Weather Events during the Maunder Minimum
蒙德极小期（1645-1715年）被认为是自1610年以来望远镜观测到的唯一一个太阳黑子极小期。在这个时期，太阳非常安静，不寻常地没有太阳黑子。然而，尽管频率降低，但在此期间，在中欧地区报告了候选极光，并与行星际日冕物质抛射（ICME）的发生有关，而其中一些已被确定为误解。在这里，我们分析了1680年6月1日候选极光的报告，同时在中欧进行了观测，并将它们的描述与早期现代极光的视觉描述进行了比较。大多数1680年5月22日、24日和27日的太阳黑子图都显示，这个明显的太阳黑子可能是ICME的来源，这导致了报告中的候选极光。另一方面，它的强度估计表明，在这一候选极光的磁暴可能是在风暴的能力来自共转相互作用区（CIR）。因此，我们容纳ICME和CIR作为其可能的起源。根据赤道极光边界的重建边缘，这种解释可能适用于经常引用的匈牙利目录中的候选极光。此外，这个目录本身已经澄清，在MM期间的相当多的候选人可能是误解。因此，匈牙利极光可见度的频率可能比以前认为的要低，并且与现有重建中普遍缓慢的太阳风更加一致，而太阳黑子和日冕洞的零星出现仍然会引起偶尔的地磁风暴。
2020-08-31 astro-ph.SR physics.geo-ph physics.space-ph
Propagation Characteristics of Two Coronal Mass Ejections From the Sun Far into Interplanetary Space
日冕物质抛射（CME）从太阳到行星际空间的传播由于观测有限而没有得到很好的理解。在这项研究中，我们研究的传播特性的两个地球有效的日冕物质抛射，这发生在2005年5月6日和13日，分别。观测到与这两次日冕物质抛射相关的重大日光层后果，包括地球和赤道的行星际日冕物质抛射（ICME）、行星际激波、长持续时间的II型射电爆发和强烈的地磁暴。我们使用日冕观测SOHO/LASCO，长时间的II型爆发的频率漂移，在地球和地球的原位测量，和磁流体动力学（MHD）的传播观察到的太阳风扰动在1 AU跟踪CME从太阳远远进入行星际空间。我们发现，这两个CME都经历了一个重大的减速1 AU，此后逐渐减速时，他们从地球传播到深行星际空间，由于与周围的太阳风的相互作用。结果还表明，这两个CME相互作用在遥远的行星际空间，即使他们在太阳上的发射时间很好地分开。每种情况下的强烈地磁暴是由CME前方的南向磁场引起的，强调了鞘区在地磁暴产生中的关键作用，尽管对于第一种情况，有一个共转的相互作用区。
2017-02-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Statistical Analysis of Solar Events Associated with Storm Sudden Commencements over One Year of Solar Maximum during Cycle 23: Propagation from the Sun to the Earth and Effects
以2002年ISGI列出的32个风暴突发事件（SSCs）为出发点，根据观测资料（传播时间、速度比较、磁场旋转方向、无线电波）进行多判据分析，将它们与太阳源联系起来。我们确定了它们在行星际介质中的影响，并研究了地球电离和中性环境的响应。我们发现28个SSC与44个日冕物质抛射（CME）有关，其中15个与一个独特的CME有关，13个与一系列的多个CME有关，其中19个与晕CME有关; 19个速度大于1000 km/s的最快CME中有12个是晕CME。如果日冕物质抛射是晕日冕物质抛射，则SSC发生的概率为75%。两个日冕物质抛射之间的复杂相互作用和它们的轨迹的修改已经使用联合白光和多波长无线电观测进行了研究。在导致32个SSC的激波之后，L1处的太阳风结构是12个磁云（MC），6个没有MC结构的行星际CME（ICME），4个不能明确归类为ICME的其他结构，5个共转或流相互作用区（CIR/SIR）和4个孤立的激波事件;注意，一个CIR导致两个SSC。2002年3个或更多MC目录中列出的11个MC与SSC有关。对于与MC有关的3个最强磁暴，我们注意到2个Dst的突然增加，在鞘的到来和MC本身的到来。对地球影响最大的事件是MC，因为其中92%会引发中等或强烈的风暴，其次是ICME（33%）。在最好的情况下，CIR/SIR只会引起弱风暴。我们发现，这些地球效应事件（ICME或MC）触发或加强地…
2018-03-20 astro-ph.SR physics.space-ph
Magnetic Reconnection within the Boundary Layer of a Magnetic Cloud in the Solar Wind
行星际日冕物质抛射（ICME）产生的磁云（MC）前部或后部的扭曲局部磁场往往与周围行星际磁场（IMF）的方向几乎相反。也有观测证据表明，磁重联（MR）外流发生在边界层的MC。本文详细研究了2000年10月3日发生在MC西翼的一次MR事件。在详细的多点研究中仔细检查螺旋MC的大尺度几何形状和MR流出结构。ICME鞘为混合型增殖扩张鞘。这里，新重新连接的开放场线预计将在MC上缓慢滑动，同时导致等离子体混合。对于磁共振，对ACE-Geotail-WIND航天器之间的流片几何形状和流出通道的垂直运动进行了仔细的研究和测试。在磁共振方面的主要发现包括：（1）首次在入流区观测到非Petschek型慢激波间断，（2）观测到与洛伦兹力偏转的电子喷流有关的湍流霍尔磁场，（3）重联电场对质子的加速及其在慢激波间断处的后向散射，（4）在慢激波间断处观测到质子的后向散射。（4）在MC流入边界/分界线附近观察到相对论电子，这些电子可能是由于霍尔电流系统的静电势阱中的非绝热加速、梯度B漂移和通孔加速而出现的;（5）MC流入区的多普勒频移离子声波和朗缪尔波的观测。
2021-08-25 astro-ph.SR physics.space-ph
On Earth's habitability over the Sun's main-sequence history: joint influence of space weather and Earth's magnetic field evolution
本研究通过PLUTO代码开展参数化分析，探究太阳主序星演化中空间天气与地球磁场演化对地球宜居性的共同影响，明确了不同地质时期磁场构型与强度对宜居性的作用，指出太阳风是地球宜居性的潜在驱动因素。
2023-11-07 astro-ph.EP physics.space-ph
Sun-to-Earth Characteristics of the 2012 July 12 Coronal Mass Ejection and Associated Geo-effectiveness
我们分析了与2012年7月12日日冕物质抛射（CME）相关的多航天器观测，包括SDO的太阳源区，STEREO的立体成像观测，信使号的磁场特征，以及Wind的II型射电爆发和现场测量。本文利用STEREO立体观测的三角测量方法确定了CME的运动学特征，并将其结果与用太阳风电子密度模型计算的II型射电爆发结果进行了比较。一个梯度Shafranov技术应用于风在现场数据重建的通量绳结构，并将其与太阳源区的观测，这有助于了解与CME结构的地球有效性。结论如下：（1）CME在到达信使号之前经历了一个脉冲加速、快速减速和逐渐减速到1 AU的过程，这在CME运动学模型中应该注意;（2）II型射电爆发可能产生于CME驱动激波与附近流光的高密度相互作用区或激波侧面较低的高度，（3）在Wind上由现场重建得到的通量绳取向和手征与太阳源观测结果一致;（4）地球附近长期向南的磁场主要来自大幅度向南倾斜的磁绳的轴向分量，这表明磁绳方位和磁场分量的预测在地磁活动预报中的重要性。
2016-07-21 astro-ph.SR physics.space-ph
